前言
想必第一次接觸到智慧電網這個概念的人，尤其是網際網路從業者，都會顧名思義的將之理解為"智慧的電網"。
然而智慧電網中的"智慧"是廣義上的智慧，它就是指更好的電網。。。事實上有相當一部分電力研究人員乾脆就將智慧電網定義為"未來的電網"。好吧，這樣的定義可不得了，因為涉及到"未來"的都是龐大而抽象的概念，就像未來的汽車，未來的電腦等一樣，要想將它們描繪出來可不是個容易事兒(你知道未來汽車是咋樣的嗎(￣.￣)？)。因此要想充分理解這個概念，一句話解釋是肯定不夠的，這也是本文有點篇幅的原因。
OK，智慧電網是一個願景，而不是一個具體的學科或者技術，它定義了未來電網應該長啥樣子，然後集中全社會的資源去實現它。
but...未來電網長啥樣子，各行各業的人眾說紛紜，公說公有理婆說婆有理。本文主要從資料工程師視角來思考什麼是智慧電網，它的生態圈是什麼樣的，它有哪些特徵，它涉及到哪些技術，希望其他資料工程師在看完這篇文章後能夠了解到什麼是智慧電網，並從中找到自己的定位。
為何貴圈這麼亂
首先來解釋一下，為什麼本文強調是資料工程師眼中的智慧電網，或者說為什麼現在關於智慧電網看法眾說紛紜無法統一。
這主要是因為各行各業研究人員專業視角不同，以及電網所在地域的一些特殊性所導致的。
1. 專業領域不同導致的分歧
電力從業者的思考角度往往從新能源併網，輸電線路低損、與電力使用者互動、電網安全等"電"角度出發；而資訊從業者的思考中心則往往圍繞通訊技術和資料分析、挖掘、管理技術。前者代表有電科院、能源部、高校電力研究院等；後者代表有IBM，SAP等，其中Intelligent Utility Network是IBM公司提出的號稱智慧電網的總體解決方案，很有趣，也許以後筆者會專門再寫一篇文章來專門介紹下。
2. 地域不同導致的分歧
這個原因就很好理解了，比如丹麥是一個風力較強的國家，因此該國研究員的重點肯定放在風力發電；比如日本煤炭石油等能源較少，因此日本的核電站狠多；再看我們中國，西部地區的水利、風力資源非常豐富，因此我們國家提出了西電東送計劃，在該計劃中，超高壓輸電技術必然是非常更為重要的環節。
綜上，本文會全面介紹各領域、各地域建設的智慧電網共同願景，並著重講解其中涉及到資料工程的方面。
智慧電網生態圈(who care?)
生態圈說白了，就是智慧電網的利益相關體，可用下圖來表示：
首先，國家的期望是智慧電網建設的最根本期望，總的來說有三點：新能源併網，減排，基礎設施安全。新能源併網使用能減少國家對石油等戰略性資源的使用和依賴，符合當今世界新能源革命的潮流；減排能緩解全球溫室效應，同時符合國家的低碳經濟戰略；基礎設施安全的保證能降低停電事故對社會造成的經濟損失。
對於電力使用者來說，期望的是以更低的價格，買入更高質量的電。
對於電網企業來說，希望電網更堅強，遇到自然災害、惡意攻擊等情況時，依然能保證電網順利執行或實現短時修復；更經濟：降低電網運營成本；更少損耗：減少輸電線路中電能的損耗。
對於發電企業來說，希望電網能有更強的接入能力，可以充分接收發電企業發出的全部電能。
智慧電網的核心價值
A："你覺得未來的汽車是啥樣的？"
B："更快速，更安全，更經濟，更環保..."
上面的B同學，回答的其實就是未來汽車的核心價值。哈哈，這和智慧電網的核心價值似乎蠻相似的：
價值是虛的，我們要衡量汽車的速度可以使用啟動速度，平均速度，我們要衡量智慧電網的這些核心價值，自然也需要有具體的指標去評估。美國能源技術實驗室提出了下面這些衡量方法，值得參考：
智慧電網的主要特徵
A："那這樣的汽車大概長啥樣？"
B："我猜......可以靈活伸出機翼，不需要加油......."
B同學這次回答的就是未來汽車的主要特徵。而智慧電網的特徵也可以歸結為以下這三大點：
1. 新能源
既包括了大型可再生能源集中式發電，也包括可再生能源小型分散式發電，智慧電網的發展必須讓可再生能源比重加大。
2. 新客戶
一方面是客戶"新"了，未來的用電客戶將通過需求側的響應主動參與到電網執行，資訊會在智慧電網中雙向流動；另一方面是來了一批"新"客戶。如小型分散式發電、微電網、電動汽車等。
3. 新電網
新電網需要有更高效的輸電線路、資料化的變電站、更優化的運作及排程模式。
智慧電網的主要技術領域：一次測和二次側
智慧電網中的技術總體來說，應當分為三個層次：一次側，二次側，以及控制與管理技術。
其中一次側技術是第一個層次的技術，它主要包括的是電的發、輸、配、用中涉及到能源轉化、傳輸、以及使用的過程。這部分技術包括了風力/太陽能/潮汐等新能源的發電技術，以及特高壓輸電技術、高溫超導輸電技術、還有電力電子技術等。這部分技術屬於傳統電力行業研究員所探索的方向，而本文面向讀者為資料工程師，故不做進一步講解。
二次側技術則更多的涉及到一些資訊資料的採集。這也是比較有意思的一個方向，目前的智慧電網研究很多都集中在這個領域，主要和通訊技術、無人機、機器人技術有關。筆者前幾天去參觀了在廣州琶洲舉辦的智慧電網展會，就看到了不少智慧巡檢機器人和巡檢無人機：
上行的兩張圖分別是巡檢機器人和巡檢無人機，下行圖是智慧電錶系統，它能更精準更實時地蒐集到使用者用電資料。另外說個很囧的事兒，那天筆者想在智慧電錶展廳拿幾本產品手冊學習下，但是問錯人了，問到隔壁展廳的工程師。結果這位工程師首先表示他們的展廳只展示各類感測器技術，並不展示智慧電錶，然後各種強調隔壁展廳智慧電錶用的都是他們家的感測器 = =##。好吧，這也說明了二次側的產業結構中，感測器和智慧電錶的生產廠家很可能是不同的。
智慧電網的主要技術領域：控制與管理技術
這一部分技術的定位，請資料工程師們引起注意，是"在資料共享平臺的基礎上，對電力系統的各類可調控資源進行協調、提供智慧決策、協助電力企業管理人員、排程執行人員管理現代電力系統，以期達到保證電力系統多目標自趨優的目的"。
說明下，資料共享平臺是二次側的研究工程人員完成的，他們通過使用感測器、通訊等領域的各種技術，蒐集彙總大批量的資料到資料共享平臺上來供控制與管理技術側的研究人員分析使用。
那麼資料工程師們獲取到這些資料以後能夠完成哪些任務呢？筆者認為當前主要可分為三個大的方面：
1. 適應智慧電網的管理排程模式
隨著分散式發電技術的迅速發展，虛擬發電站和微電網技術迅速興起了，顯然它們都需要由一個中央控制中心對各個成員部分進行調控；另一方面，在將來使用者有發電及儲能裝置的情況下，能夠根據自身用電情況和電網峰谷分佈進行移峰填谷。這些工作必然以具體業務為驅動，以資料工程為核心的。
★2. 智慧排程中心技術
可對全網用電情況進行實時估計，進而為相關決策提供依據：比如裝置損耗分析，電力資源合理分配等；另一方面，可對全網電力裝置進行狀態監控，進而實現大電網的多目標自趨優(見下節)。個人認為這是智慧電網建設中最有挑戰，也是真正核心的意義所在，但是目前進展很緩慢。就像大家都希望研究出一臺時光機器，大家也相信將來必然會研製出來，但現在還連開始都說不上。
3. 智慧用電管理技術
通過使用更高階的智慧電錶，高階量測體系，增加使用者和電網之間的雙向流動，一方面讓使用者實時掌握、控制家庭用電情況，另一方面電網能根據使用者的家庭用電情況。
4. 電動汽車接入
關於這個話題，這裡給大家推薦一篇文章(最近發表的)：
這裡摘抄其中對資料工程師比較有意義的一段："值得一提的是，南方電網公司還開發了基於未來“大資料”的電動汽車充換電運營管理系統，全面整合南方五省區區域的電動汽車充電設施資訊，建立網、省、市、 站四級電動汽車運營管理系統，為公司今後可能進入電動汽車充電服務市場做好技術儲備。"
智慧電網的終極智慧形態
讓我們來暢想一下吧，智慧電網在狹義上的智慧化最高形態是什麼？
一句話：多指標自趨優。
也就是說，終極智慧電網是能夠對電網提取出大量評估指標，這些指標能夠全面充分的評估智慧電網的各個價值的實現度；然後通過"自愈式"地調節，使電網處於最佳狀態，這就意味著智慧電網演化成了一個智慧廣域機器人(Smart Wide Area Robot, Smart-War)。
覺得聽著有點像終結者系列的那個"天網"系統Σ( ° △ °|||)︴。
小結
智慧電網是一個比大資料還更"大"的概念，需要涉及到的東西太多了。
在具體開始智慧電網的研究之前，通過更多的渠道去了解下它的方方面面吧。選擇永遠比努力重要，而多去了解多去搜集資訊多去思考，是提升自己選擇能力的根本途徑。