隨著社會生產(chǎn)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(yù)計(jì)2020年將達(dá)到60%。傳統(tǒng)的城市化方式在促進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的同時，也已經(jīng)帶來了人口增長、資源緊缺、環(huán)境污染等一系列問題。不僅嚴(yán)重制約城市自身發(fā)展，也已經(jīng)威脅到人類社會的可持續(xù)發(fā)展，亟需改變傳統(tǒng)的城市化方式，找到一種城市與人、城市與自然和諧發(fā)展的道路，智慧城市成為城市發(fā)展的必然選擇。

智慧城市以人與自然和諧發(fā)展為基本理念，通過整合多種先進(jìn)技術(shù)，促進(jìn)城市各部分功能協(xié)同運(yùn)作，使得管理更高效、服務(wù)更優(yōu)質(zhì)、環(huán)境更清潔、生活更舒適。智能電網(wǎng)是智慧城市建設(shè)的基礎(chǔ)和重要組成部分，在城市的能源基礎(chǔ)設(shè)施、公共服務(wù)平臺等方面提供了有力支撐，對智慧城市發(fā)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(fā)展的解決之道，這是國內(nèi)外研究者已經(jīng)達(dá)成的共識。為此，國內(nèi)外各研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)從不同視角提出了智慧城市的概念，但至今尚未形成統(tǒng)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(lián)化信息，從而更好地理解和控制城市運(yùn)營，并優(yōu)化有限資源的使用情況的城市。歐盟委員會認(rèn)為智慧城市既重視信息通訊技術(shù)和知識服務(wù)，又注重社會基礎(chǔ)的應(yīng)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(xù)發(fā)展和提升更高品質(zhì)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(jié)合了提高能源效率，徹底實(shí)現(xiàn)資源節(jié)約，轉(zhuǎn)換市民生活方式等多種因素的環(huán)保型街區(qū)。中國科學(xué)院院士姚建銓認(rèn)為智慧城市就是利用新一代的信息技術(shù)，以互聯(lián)網(wǎng)、電信網(wǎng)、廣電網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)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(dá)到安全、高效、和諧、綠色和智慧的目標(biāo)。

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(fā)展趨勢值得關(guān)注：

（1）智慧城市是一項(xiàng)系統(tǒng)性實(shí)踐，包括基礎(chǔ)設(shè)施智能化、公共服務(wù)精益化、能源利用高效化、城市管理科學(xué)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(tǒng)性的融合和創(chuàng)新，最終達(dá)到城市可持續(xù)發(fā)展的目的；

（3）智慧城市利用新一代信息、網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)，將城市中的物理、能源、信息等基礎(chǔ)設(shè)施連接起來，實(shí)現(xiàn)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(huán)保、經(jīng)濟(jì)高效、友好協(xié)作等內(nèi)涵。

2.以智能電網(wǎng)為基礎(chǔ)構(gòu)建智慧城市

作為歐洲智慧城市建設(shè)的典范，阿姆斯特丹提出了包括可持續(xù)生活、可持續(xù)工作、可持續(xù)交通、可持續(xù)城市空間四大建設(shè)主題的智慧城市計(jì)劃。將為500戶家庭安裝一種新型能源管理系統(tǒng)，可節(jié)省14%的能源消費(fèi)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(gòu)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(huán)保節(jié)能手段打造舒適的城市空間。

日本為探索本國智能電網(wǎng)及智能城市的未來形態(tài)，將依據(jù)2010-2014五年計(jì)劃，在橫濱市、豐田市、關(guān)西文化學(xué)術(shù)研究都市（京都府）和北九州市4個地區(qū)對智能電網(wǎng)及智能城市的相關(guān)技術(shù)、結(jié)構(gòu)、商業(yè)模式等進(jìn)行驗(yàn)證。具體包括能源使用的可視化、家用電器的控制、供應(yīng)方根據(jù)能源需求狀況促使消費(fèi)者進(jìn)行消費(fèi)調(diào)整的需求響應(yīng)、電動汽車與家庭的結(jié)合、蓄電系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)、電動汽車充電系統(tǒng)以及交通系統(tǒng)等。

對比各國的智慧城市建設(shè)可以看出：

（1）因城市發(fā)展制約因素、技術(shù)發(fā)展水平等方面的差異，智慧城市發(fā)展理念也不盡相同，但解決能源的綠色、可持續(xù)發(fā)展通常為首要主題。如迪比克市優(yōu)先關(guān)注于能源、水務(wù)和交通；阿姆斯特丹注重城市各領(lǐng)域的環(huán)保節(jié)能途徑；日本則側(cè)重于智能電網(wǎng)的研究。

（2）電網(wǎng)是智慧城市中基礎(chǔ)而重要的一部分，智能電網(wǎng)建設(shè)已經(jīng)融入到智慧城市的發(fā)展中。以智能電網(wǎng)為基礎(chǔ)構(gòu)建智慧城市是世界智慧城市發(fā)展的一個重要途徑。

（3）具有網(wǎng)絡(luò)化、平臺化特征的基礎(chǔ)設(shè)施是承載智慧城市各項(xiàng)功能的物理基礎(chǔ)，智能電網(wǎng)具有先天優(yōu)勢，存在廣闊的發(fā)展機(jī)遇。

3. 智能電網(wǎng)支撐技術(shù)

(1)我國智能電網(wǎng)的基本概念

智能電網(wǎng)是以堅(jiān)強(qiáng)網(wǎng)架為基礎(chǔ)，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(tǒng)的發(fā)電、輸電、變電、配電、用電和調(diào)度各個環(huán)節(jié)，覆蓋所有電壓等級，實(shí)現(xiàn)“電力流、信息流、業(yè)務(wù)流”的高度一體化融合。

堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的內(nèi)涵包括堅(jiān)強(qiáng)可靠、經(jīng)濟(jì)高效、清潔環(huán)保、透明開放和友好互動五個方面。堅(jiān)強(qiáng)可靠是指具有堅(jiān)強(qiáng)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、強(qiáng)大的電力輸送能力和安全可靠的電力供應(yīng)；經(jīng)濟(jì)高效是指提高電網(wǎng)運(yùn)行和輸送效率，降低運(yùn)營成本，促進(jìn)能源資源和電力資產(chǎn)的高效利用；清潔環(huán)保是指促進(jìn)可再生能源發(fā)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(fèi)中的比重；透明開放是指電網(wǎng)、電源和用戶的信息透明共享以及電網(wǎng)的無歧視開放；友好互動是指實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)運(yùn)行方式的靈活調(diào)整，友好兼容各類電源和用戶的接入與退出，促進(jìn)發(fā)電企業(yè)和用戶主動參與電網(wǎng)運(yùn)行調(diào)節(jié)。

(2)智能電網(wǎng)支撐智慧城市發(fā)展

隨著城市功能的不斷改進(jìn)和完善，智慧城市對智能電網(wǎng)提出了更高的需求：能源供應(yīng)更安全可靠，保證城市功能的正常運(yùn)轉(zhuǎn)；能源品質(zhì)更清潔環(huán)保，減少城市污染物排放；信息資源整合更優(yōu)化，促使城市資源高效利用；電網(wǎng)企業(yè)管理更科學(xué)，提供優(yōu)質(zhì)的城市供電服務(wù)。

智能電網(wǎng)支撐城市能源供給安全可靠。智能電網(wǎng)利用先進(jìn)的傳感、通信、控制等技術(shù)，通過推廣智能變電站、輸變電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測、配電自動化等，對電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行連續(xù)實(shí)時的監(jiān)測、評估和預(yù)測，對可能存在的不良狀態(tài)，予以控制或改善；對可能面臨的運(yùn)行風(fēng)險，制定預(yù)防措施，提升電網(wǎng)風(fēng)險預(yù)警能力，確保電網(wǎng)安全性，為城市運(yùn)行提供安全可靠的能源。

智能電網(wǎng)支撐城市發(fā)展清潔低碳。智能電網(wǎng)通過開展大規(guī)模清潔能源并網(wǎng)、電動汽車等項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn)電源側(cè)的清潔替代和終端側(cè)的電能替代，提高清潔電能在城市能源消費(fèi)體系中的占比，使得城市發(fā)展清潔低碳。對于清潔能源的利用，智能電網(wǎng)一方面通過開展特高壓、大規(guī)模風(fēng)電、光伏發(fā)電的功率預(yù)測及運(yùn)行控制等項(xiàng)目建設(shè)，提升電網(wǎng)對清潔能源的消納能力，將遠(yuǎn)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(wǎng)的項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn)能源的就地平衡，推進(jìn)新能源利用。電動汽車的大規(guī)模應(yīng)用，使原先污染較大的燃油方式轉(zhuǎn)變?yōu)榍鍧嵱秒姷姆绞?，將大大減少二氧化碳的排放，促進(jìn)城市交通綠色發(fā)展。

智能電網(wǎng)支撐城市資源高效利用。智能電網(wǎng)通過通信平臺的建設(shè)，協(xié)助打造城市神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)城市資源的高效利用。電力行業(yè)的通信平臺，不僅可以服務(wù)于電能生產(chǎn)、輸送、轉(zhuǎn)換和消費(fèi)的全過程，也可以服務(wù)于其他行業(yè)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(wǎng)、廣播電視網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)信號，推進(jìn)“三網(wǎng)融合”，減少重復(fù)建設(shè)，通過資源共享，實(shí)現(xiàn)合作共贏。

智能電網(wǎng)支撐社會服務(wù)互動友好。智能電網(wǎng)通過智能用電管理、雙向互動服務(wù)平臺等方式實(shí)現(xiàn)社會服務(wù)互動友好。智能小區(qū)和樓宇綜合利用通信、計(jì)算機(jī)、控制等技術(shù)，基于智能用電運(yùn)營平臺，通過小區(qū)配電自動化、用電信息采集等手段對用能設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測與控制，實(shí)現(xiàn)用戶側(cè)能效智能管理和服務(wù)雙向互動，為用戶提供更便捷、更優(yōu)質(zhì)的用電服務(wù)。另外，95598等雙向互動服務(wù)平臺也大幅提升了用電服務(wù)的互動友好性。

（3）智能電網(wǎng)支撐智慧城市發(fā)展的效益分析

目前我國在智能電網(wǎng)各領(lǐng)域建設(shè)中引領(lǐng)世界。配電自動化在24個城市核心區(qū)試點(diǎn)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(wǎng)項(xiàng)目的應(yīng)用遍布城市各個領(lǐng)域，全面支撐智慧城市的發(fā)展，發(fā)揮了顯著的經(jīng)濟(jì)和社會效益。

供電可靠性提高。在北京，通過對現(xiàn)有的配電網(wǎng)網(wǎng)架、設(shè)備進(jìn)行建設(shè)改造，大幅提高配電自動化覆蓋率和實(shí)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(fā)達(dá)城市配電網(wǎng)發(fā)展先進(jìn)理念，先行先試建設(shè)智能城市配網(wǎng)，全島供電可靠率實(shí)現(xiàn)99.993%，達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先、世界先進(jìn)水平。

節(jié)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(wǎng)發(fā)電，發(fā)電容量達(dá)4664千瓦，累計(jì)發(fā)電量達(dá)84萬千瓦時，相當(dāng)于減少燃燒標(biāo)準(zhǔn)煤336噸，減排二氧化碳837噸。2013年2月起，黑龍江將富余風(fēng)電輸送到華北地區(qū)，促進(jìn)了東北、華北間的電力資源優(yōu)化配置，實(shí)現(xiàn)雙贏。截止2014年7月，已輸送風(fēng)電量14.62億千瓦時，節(jié)約煤耗50萬噸，減排二氧化碳140萬噸。

智能小區(qū)。北京的蓮香園和中弘像素小區(qū)，基于智能用電運(yùn)營管理平臺，通過智能插座、智能網(wǎng)關(guān)等硬件產(chǎn)品，可實(shí)現(xiàn)智能用電、智能家居、家庭能效、家庭安防、社區(qū)服務(wù)、云服務(wù)、高清視頻點(diǎn)播和綜合服務(wù)等多項(xiàng)業(yè)務(wù)。長春中信城是全國首個全電力光纖到戶支持三網(wǎng)融合的智能小區(qū)。小區(qū)的特色是一網(wǎng)多用，利用敷設(shè)的光纖復(fù)合低壓電纜，采用特定技術(shù)可為用戶提供電信、有線電視和互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)，實(shí)現(xiàn)資源的高效利用。用戶通過手機(jī)上網(wǎng)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(shí)現(xiàn)了電力光纖到戶運(yùn)營。

產(chǎn)業(yè)帶動。智能電網(wǎng)發(fā)展和信息通信、能源和計(jì)算機(jī)等技術(shù)密切相關(guān)，對我國戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)具有顯著的帶動作用。據(jù)測算，100億元的智能化投資將直接和間接帶動約400億元產(chǎn)出，增加就業(yè)崗位約7萬個。2011-2020年期間，全國智能化預(yù)計(jì)投資4300億元，將帶動約17000億元的產(chǎn)出，增加就業(yè)崗位約300萬個。

4.推動智能電網(wǎng)發(fā)展待解問題

就智能電網(wǎng)本身而言，我國的研究與實(shí)踐整體上達(dá)到了國際先進(jìn)水平。但對于智能電網(wǎng)在智慧城市發(fā)展中的定位，智能電網(wǎng)融入并支撐智慧城市建設(shè)方面，還存在著一系列的問題。

（1）各領(lǐng)域獨(dú)立發(fā)展，缺乏宏觀的統(tǒng)一規(guī)劃

在智慧城市概念提出之前，智慧城市的各構(gòu)成領(lǐng)域都在朝著智能化的方向發(fā)展，形成了相對獨(dú)立的體系和發(fā)展機(jī)制。但與智慧城市所強(qiáng)調(diào)的更注重系統(tǒng)融合、資源共享、功能協(xié)同理念相比，難以滿足發(fā)展需求。智能電網(wǎng)作為智慧城市發(fā)展的重要部分，需要盡快開展基于智能電網(wǎng)的智慧城市的頂層設(shè)計(jì)，對各領(lǐng)域進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃和部署，建立資源共享協(xié)調(diào)管理機(jī)制。

（2）對智能電網(wǎng)支撐作用的認(rèn)識不足

從智慧城市的概念和建設(shè)現(xiàn)狀可以看出，智慧城市發(fā)展中對信息化關(guān)注程度最高，也重點(diǎn)關(guān)注了交通和公共服務(wù)等領(lǐng)域。但目前，智能電網(wǎng)在智慧城市建設(shè)中的重視程度不夠，一方面是由于缺乏統(tǒng)籌規(guī)劃，智能電網(wǎng)對智慧城市發(fā)展的支撐作用沒有充分體現(xiàn)，另一方面是智能電網(wǎng)對智慧城市的關(guān)鍵支撐技術(shù)還需要不斷提升完善，如提升智能配電網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)分布式電源更安全可靠的接入，提升電力光纖到戶技術(shù)更有效的支撐三網(wǎng)融合，提升用電信息采集技術(shù)更便捷的服務(wù)于雙向互動平臺等。

5.結(jié)束語

智能電網(wǎng)是智慧城市發(fā)展的基礎(chǔ)，智能電網(wǎng)的各項(xiàng)技術(shù)遍布智慧城市的各個領(lǐng)域，支撐智慧城市的發(fā)展。充分利用和發(fā)掘智能電網(wǎng)綜合服務(wù)平臺的作用，形成凝聚各方合力、達(dá)成廣泛共識的發(fā)展模式是智慧城市和智能電網(wǎng)發(fā)展共同面臨的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。