隨著社會生產水平的不斷提高，我國城市化水平迅速提升，城市人口比重從1978年的17.92%上升到2012年的52.57%，預計2020年將達到60%。傳統的城市化方式在促進我國經濟高速發展的同時，也已經帶來了人口增長、資源緊缺、環境污染等一系列問題。不僅嚴重制約城市自身發展，也已經威脅到人類社會的可持續發展，亟需改變傳統的城市化方式，找到一種城市與人、城市與自然和諧發展的道路，智慧城市成為城市發展的必然選擇。

智慧城市以人與自然和諧發展為基本理念，通過整合多種先進技術，促進城市各部分功能協同運作，使得管理更高效、服務更優質、環境更清潔、生活更舒適。智能電網是智慧城市建設的基礎和重要組成部分，在城市的能源基礎設施、公共服務平臺等方面提供了有力支撐，對智慧城市發展具有重要推動作用。

1.智慧城市的概念

智慧城市是未來城市發展的解決之道，這是國內外研究者已經達成的共識。為此，國內外各研究機構和企業從不同視角提出了智慧城市的概念，但至今尚未形成統一的表述。

IBM公司將智慧城市定義為: 可以充分利用所有今天可用的互聯化信息，從而更好地理解和控制城市運營，并優化有限資源的使用情況的城市。歐盟委員會認為智慧城市既重視信息通訊技術和知識服務，又注重社會基礎的應用效能和自然資源的智能管理，既將參與式管理融入其中，又將其作為共同推動城市可持續發展和提升更高品質的市民生活的要素。日本智慧城市策劃株式會社將智慧城市定義為結合了提高能源效率，徹底實現資源節約，轉換市民生活方式等多種因素的環保型街區。中國科學院院士姚建銓認為智慧城市就是利用新一代的信息技術，以互聯網、電信網、廣電網等網絡基礎為特征，把城市里面的各個組成部分整合成一個平臺，然后用智慧的概念達到安全、高效、和諧、綠色和智慧的目標。

雖然對于智慧城市的理解見仁見智，但仍有一些共性特征和發展趨勢值得關注：

（1）智慧城市是一項系統性實踐，包括基礎設施智能化、公共服務精益化、能源利用高效化、城市管理科學化等多方面；

（2）智慧城市并非各種功能的簡單疊加，而是系統性的融合和創新，最終達到城市可持續發展的目的；

（3）智慧城市利用新一代信息、網絡等技術，將城市中的物理、能源、信息等基礎設施連接起來，實現城市的感知化和智能化；

（4）智慧城市涵蓋了安全可靠、綠色環保、經濟高效、友好協作等內涵。

2.以智能電網為基礎構建智慧城市

作為歐洲智慧城市建設的典范，阿姆斯特丹提出了包括可持續生活、可持續工作、可持續交通、可持續城市空間四大建設主題的智慧城市計劃。將為500戶家庭安裝一種新型能源管理系統，可節省14%的能源消費量，以大量減少二氧化碳排放；為700多戶家庭安裝智能電表和能源反饋顯示裝置；構建智能大廈，將能源消耗減少到最低程度；在港口的靠岸電站配備游船與貨船充電的電源接入口，使交通用電更清潔；利用各種環保節能手段打造舒適的城市空間。

日本為探索本國智能電網及智能城市的未來形態，將依據2010-2014五年計劃，在橫濱市、豐田市、關西文化學術研究都市（京都府）和北九州市4個地區對智能電網及智能城市的相關技術、結構、商業模式等進行驗證。具體包括能源使用的可視化、家用電器的控制、供應方根據能源需求狀況促使消費者進行消費調整的需求響應、電動汽車與家庭的結合、蓄電系統的優化設計、電動汽車充電系統以及交通系統等。

對比各國的智慧城市建設可以看出：

（1）因城市發展制約因素、技術發展水平等方面的差異，智慧城市發展理念也不盡相同，但解決能源的綠色、可持續發展通常為首要主題。如迪比克市優先關注于能源、水務和交通；阿姆斯特丹注重城市各領域的環保節能途徑；日本則側重于智能電網的研究。

（2）電網是智慧城市中基礎而重要的一部分，智能電網建設已經融入到智慧城市的發展中。以智能電網為基礎構建智慧城市是世界智慧城市發展的一個重要途徑。

（3）具有網絡化、平臺化特征的基礎設施是承載智慧城市各項功能的物理基礎，智能電網具有先天優勢，存在廣闊的發展機遇。

3. 智能電網支撐技術

(1)我國智能電網的基本概念

智能電網是以堅強網架為基礎，以通信信息平臺為支撐，以智能控制為手段，具有信息化、自動化和互動化特征，包含電力系統的發電、輸電、變電、配電、用電和調度各個環節，覆蓋所有電壓等級，實現“電力流、信息流、業務流”的高度一體化融合。

堅強智能電網的內涵包括堅強可靠、經濟高效、清潔環保、透明開放和友好互動五個方面。堅強可靠是指具有堅強的網架結構、強大的電力輸送能力和安全可靠的電力供應；經濟高效是指提高電網運行和輸送效率，降低運營成本，促進能源資源和電力資產的高效利用；清潔環保是指促進可再生能源發展與利用，降低能源消耗和污染物排放，提高清潔電能在終端能源消費中的比重；透明開放是指電網、電源和用戶的信息透明共享以及電網的無歧視開放；友好互動是指實現電網運行方式的靈活調整，友好兼容各類電源和用戶的接入與退出，促進發電企業和用戶主動參與電網運行調節。

(2)智能電網支撐智慧城市發展

隨著城市功能的不斷改進和完善，智慧城市對智能電網提出了更高的需求：能源供應更安全可靠，保證城市功能的正常運轉；能源品質更清潔環保，減少城市污染物排放；信息資源整合更優化，促使城市資源高效利用；電網企業管理更科學，提供優質的城市供電服務。

智能電網支撐城市能源供給安全可靠。智能電網利用先進的傳感、通信、控制等技術，通過推廣智能變電站、輸變電設備狀態監測、配電自動化等，對電網的運行狀態進行連續實時的監測、評估和預測，對可能存在的不良狀態，予以控制或改善；對可能面臨的運行風險，制定預防措施，提升電網風險預警能力，確保電網安全性，為城市運行提供安全可靠的能源。

智能電網支撐城市發展清潔低碳。智能電網通過開展大規模清潔能源并網、電動汽車等項目，實現電源側的清潔替代和終端側的電能替代，提高清潔電能在城市能源消費體系中的占比，使得城市發展清潔低碳。對于清潔能源的利用，智能電網一方面通過開展特高壓、大規模風電、光伏發電的功率預測及運行控制等項目建設，提升電網對清潔能源的消納能力，將遠離城市的清潔能源源源不斷的輸送到城市；另一方面通過開展分布式能源接入配電網的項目，實現能源的就地平衡，推進新能源利用。電動汽車的大規模應用，使原先污染較大的燃油方式轉變為清潔用電的方式，將大大減少二氧化碳的排放，促進城市交通綠色發展。

智能電網支撐城市資源高效利用。智能電網通過通信平臺的建設，協助打造城市神經網絡，實現城市資源的高效利用。電力行業的通信平臺，不僅可以服務于電能生產、輸送、轉換和消費的全過程，也可以服務于其他行業的信息通信需求，使得資源高效利用。電力光纖到戶還可以有效承載電信網、廣播電視網和互聯網信號，推進“三網融合”，減少重復建設，通過資源共享，實現合作共贏。

智能電網支撐社會服務互動友好。智能電網通過智能用電管理、雙向互動服務平臺等方式實現社會服務互動友好。智能小區和樓宇綜合利用通信、計算機、控制等技術，基于智能用電運營平臺，通過小區配電自動化、用電信息采集等手段對用能設備進行監測與控制，實現用戶側能效智能管理和服務雙向互動，為用戶提供更便捷、更優質的用電服務。另外，95598等雙向互動服務平臺也大幅提升了用電服務的互動友好性。

（3）智能電網支撐智慧城市發展的效益分析

目前我國在智能電網各領域建設中引領世界。配電自動化在24個城市核心區試點推廣，智能電表安裝超過1.2億只，建成電動汽車充電站353座，充電樁14703個，電力光纖到戶覆蓋25.7萬戶。這些智能電網項目的應用遍布城市各個領域，全面支撐智慧城市的發展，發揮了顯著的經濟和社會效益。

供電可靠性提高。在北京，通過對現有的配電網網架、設備進行建設改造，大幅提高配電自動化覆蓋率和實用化程度，2012年城市戶均停電時間從1.62小時下降到1.33小時。廈門借鑒國際發達城市配電網發展先進理念，先行先試建設智能城市配網，全島供電可靠率實現99.993%，達到國內領先、世界先進水平。

節能減排。自2013年4月份以來，天津已有9戶用戶的分布式電源正式并網發電，發電容量達4664千瓦，累計發電量達84萬千瓦時，相當于減少燃燒標準煤336噸，減排二氧化碳837噸。2013年2月起，黑龍江將富余風電輸送到華北地區，促進了東北、華北間的電力資源優化配置，實現雙贏。截止2014年7月，已輸送風電量14.62億千瓦時，節約煤耗50萬噸，減排二氧化碳140萬噸。

智能小區。北京的蓮香園和中弘像素小區，基于智能用電運營管理平臺，通過智能插座、智能網關等硬件產品，可實現智能用電、智能家居、家庭能效、家庭安防、社區服務、云服務、高清視頻點播和綜合服務等多項業務。長春中信城是全國首個全電力光纖到戶支持三網融合的智能小區。小區的特色是一網多用，利用敷設的光纖復合低壓電纜，采用特定技術可為用戶提供電信、有線電視和互聯網業務，實現資源的高效利用。用戶通過手機上網就能遙控家中的電器，居民生活更加智能便捷。截至2012年，北京、上海、江西等8個省市16258戶實現了電力光纖到戶運營。

產業帶動。智能電網發展和信息通信、能源和計算機等技術密切相關，對我國戰略性新興產業具有顯著的帶動作用。據測算，100億元的智能化投資將直接和間接帶動約400億元產出，增加就業崗位約7萬個。2011-2020年期間，全國智能化預計投資4300億元，將帶動約17000億元的產出，增加就業崗位約300萬個。

4.推動智能電網發展待解問題

就智能電網本身而言，我國的研究與實踐整體上達到了國際先進水平。但對于智能電網在智慧城市發展中的定位，智能電網融入并支撐智慧城市建設方面，還存在著一系列的問題。

（1）各領域獨立發展，缺乏宏觀的統一規劃

在智慧城市概念提出之前，智慧城市的各構成領域都在朝著智能化的方向發展，形成了相對獨立的體系和發展機制。但與智慧城市所強調的更注重系統融合、資源共享、功能協同理念相比，難以滿足發展需求。智能電網作為智慧城市發展的重要部分，需要盡快開展基于智能電網的智慧城市的頂層設計，對各領域進行統籌規劃和部署，建立資源共享協調管理機制。

（2）對智能電網支撐作用的認識不足

從智慧城市的概念和建設現狀可以看出，智慧城市發展中對信息化關注程度最高，也重點關注了交通和公共服務等領域。但目前，智能電網在智慧城市建設中的重視程度不夠，一方面是由于缺乏統籌規劃，智能電網對智慧城市發展的支撐作用沒有充分體現，另一方面是智能電網對智慧城市的關鍵支撐技術還需要不斷提升完善，如提升智能配電網技術實現分布式電源更安全可靠的接入，提升電力光纖到戶技術更有效的支撐三網融合，提升用電信息采集技術更便捷的服務于雙向互動平臺等。

5.結束語

智能電網是智慧城市發展的基礎，智能電網的各項技術遍布智慧城市的各個領域，支撐智慧城市的發展。充分利用和發掘智能電網綜合服務平臺的作用，形成凝聚各方合力、達成廣泛共識的發展模式是智慧城市和智能電網發展共同面臨的機遇和挑戰。