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[摘 要]在介绍智能电网产生背景的基础上，梳理了智能电网的概念、技术和应用，以及智能电网的社会效益、经济效益和环境效益方面的相关研究，然后指出了智能电网评价相关研究的不足之处和未来的相关研究方向。
[关键词]智能电网；效益评价；社会效益；经济效益；环境效益
中图分类号：F426.61；F406.7 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）05-0027-02
1.引言
电力产业近年来面临诸多挑战，包括全球变暖、能源安全、可靠性以及数字化等。智能电网已被证实为应对这些挑战的重要途径。我国和欧美各国都在努力推进智能电网的建设。2010年，“加强智能电网建设”首次在我国政府工作报告提出，意味着发展智能电网成为我国重要战略。我国政府倡导“大力开发低碳技术，推广高效节能技术，积极发展新能源和可再生能源，加强智能电网建设”以应对气候变化。发展智能电网不仅能提高用电的安全性、可靠性、质量、效率，还能提高国家的能源安全，改善环境，推动可持续发展，激励电力市场创新，推动经济发展。总的来说，发展智能电网能带来巨大的社会、经济和环境综合效益。为了更加清晰地了解智能电网实现社会-经济-环境效益的水平、大小以及效率，以此更好地指导智能电网按国家既定目标发展，实现电网的安全、稳定、经济、绿色运行，首先要解决智能电网的效益评价问题。本文从智能电网的概念和技术、智能电网的评价指标体系和评价方法三个方面介绍智能电网评价的研究现状。
2.相关研究现状
2.1 智能电网的概念、技术和应用研究
智能电网起源于国际社会对两方面问题的关注，一是资源和环境的双重压力使得国际社会开始重视电力系统在节能减排方面的作用，二是国际上大规模停电事故频发暴露出传统的电力系统在电力控制和调度方面存在不足[1]。为了应对这些问题，各国开始转向建设智能电网。我国1999年提出“数字电力系统”的概念；2005年，国家电网开始实施“SG186”工程，南方电网开始研究“数字南方电网规划”，欧盟成立“智能电网欧洲技术论坛”，提出智能电网概念。
余贻鑫等[2]指出，智能电网的本质特点是电力和信息的双向流动，并由此建立一个高度自动化和广泛分布的能量交换网络；把分布式计算、通信和互联网的优势引入电网，实现信息实时交换并达到设备层次上近乎瞬时的供需平衡。智能电网具有四个方面的特点：灵活的网络拓扑结构和综合能源及通信系统体系结构，广泛的分布式电源，分布式智能基础设施和信息的实时交换与高度共享。与传统电网相比，智能电网能使用户积极参与电网优化运行，在发电和储能方面有大量“即插即用”的分布式电源辅助集中发电，在开发新产品、服务和市场方面更加成熟、健壮和继承，为梳子经济提供高质量的电能，电网的智能化同资产管理软件深度集成使资产优化更高效，能自动预测及应对系统干扰，能灵活应对袭击和自然灾害[3]。高志远等提出了一种内外结合的智能电网发展机理分析方法，并分析了智能电网的愿景、特征、发展规划的制定以及关键技术的评价[4]。
從技术上，智能电网需要六个方面的技术支撑实现其功能，包括灵活的拓扑网络，开放并高度继承的通信系统，能实现远程监测、分时电价和用户侧管理的快速准确的传感和测量技术，高级电力电子设备、超导和储能技术，先进的系统监控方法和决策辅助系统[5-6]。林宇锋对此从电力设备、测量与通信设备、信息管理系统和决策与控制理论方面进行了更详细的分析[7]；张智刚和夏清[8]探讨了我国智能电网调度发电计划的发展方向，介绍了智能调度的关键技术，并提出了一种基于一体化协作的智能电网调度发电计划模式。。刁柏青则构建了智能电网框架下智能运营系统[9]。
在应用方面，智能电网主要应用包括：智能电网管理、DER集成、RES集成、需求响应继承、智能家居和智能客户管理、EV和其他通信基础设施以及储能等[10]。张新昌和周逢权从能源的生产、消费和管理三个方面探讨了智能电网在智能家居方面的应用，阐述了一套智能家居能笑管理的“云+端”架构模式[11]。李博等阐述了智慧城市的内涵和特征，指出智能电网是智慧城市的重要组成部分，智能电网的能源互联网是智慧城市发展的重要支撑[12]。
2.2 智能电网的评价指标体系研究
为了衡量智能电网所处的状态以及对社会产生的影响，就需要对智能电网进行科学评估。评价智能电网首先要建立一套合理有效的评价指标体系。美国的智能电网评价指标体系主要由效果评价指标、主要特性评价指标和技术支撑评价指标三类[13]。基于此，美国能源部提取了20个主要方面评价美国智能电网的发展情况，每个方面都由一个或者几个典型的主要特性指标衡量[14]。贺静等[15]也从发展水平指标和效果/影响指标两个维度建立了智能电网综合评价指标体系。其中，发展水平指标用于描述电网的发、输、变、配、用和调度等六个环节的技术发展水平，效果/影响指标则反映智能电网给电力系统涉及的各主体带来的效益与影响。刘悦琪等则给出了智能变电站的技术先进性指标体系[16]。此外，IBM公司、APQC组织和全球智能电网联盟共同提出了智能电网的成熟度模型，基于提高电力系统的可靠性和效率、接纳更多的新能源和使更多用户与电网互动等基本功能评价智能电网的发展情况[17]。孙强等介绍了美国、欧洲和国内主要的智能电网研究方法，给出了粗略的指标分类方法[18]。赵良等从智能电网与传统电网区别的高效性、适应性和互动性等三个方面研究了我国智能电网评价指标体系和计算方法[19]。
2.3 智能电网的社会、经济和环境效益评价
智能电网能带来社会、经济和环境方面的综合效益。在社会效益方面，刘秋华和陈洁从供电可靠性效益、多种新能源并网效益、节能减排效益、激励用户节电效益和投资创造就业效益等几个方面说明了智能电网能带来的社会效益。宋琪等运用资源经济学中的压力-状态-响应逻辑框架，分析了智能电网社会效益的产生激励，提出了智能电网社会效益测评体系[20]。 智能电网能带来的经济效益无疑是其重要效益之一。曾鸣等分析了智能电网发电、输电和用电三个环节经济效益的形成机理，并构建了各个环节的经济效益测算模型[21]。刘跃新等从电网运营绩效和电力需求两方面分析了智能电网建设对电网企业的影响，并构建了智能电网的成本效益模型和成本测算模型[22]。曾鸣等从社会效益和经济效益两方面构建了智能电网投资效益评价指标体系，引入模糊综合评价法和三角模糊数建立了智能电网投资效益评价模型[23]。曾明等从发电、输配电、用电和其他经济效益等四个方面分析了智能电网的经济效益，构建了相应的评价指标体系，将区间数引入模糊综合评价法建立了智能电网的经济效益评价模型[24]。张帆分析了提高智能电网的社会经济效益的相关途径[25]。
智能电网在发电侧、电网侧和用电侧采用的各种新型技术能促进电力系统减排。对智能电网低碳和环境效益的监测评价受到了很多学者的关注。贾文昭等在规避效益重叠的前提下提出了智能电网综合低碳能力评价模型[26]。周黎莎和李晨阐述了我国智能电网的发展模式和支撑体系，界定了智能电网的具体内涵，并提出了基于“清洁发电”、“降低损耗”、“负荷整形”和“终端节电减排”的四条实现智能电网低碳效益的路径[27]。张翔[28]、周黎莎和李晨[29]基于系统动力学仿真模型研究了智能电网环境效益的动态评价问题；周黎莎等建立了智能电网工程项目管理系统的因果关系反馈环路图并进行了动态的仿真研究，发现工程项目达标率和人才培养周期与智能电网工程项目之间的动态平衡是保证工程项目质量和进度的关键[30]。韩冬等基于系统动力学建立了智能技术投资和智能电网建设效果之间的动态关系，分析了智能电网评价指标随时间的演化趋势[31]。孙强等首先基于系统动力学理论预测智能电网相关指标数值，然后采用层次分析法给出了智能电网相关指标的权重，最后得到了一定时间范围内的智能电网节能减排效果[32]。还有部分学者研究分析了智能电网能够产生的社会、经济和环境效益[33-34]。张晓辉等[35]在电力调度中引入碳交易，使碳排放成为赋有经济价值的可调度资源，应用随机规划理论构建模型，提出了一种同时兼顾电能生产经济性和系统排放低碳性的新型低碳经济调度模型，实现多目标问题的单目标化。
3.智能电网及其评价研究现状评述
现有文献已经在分析智能电网的概念和技术特性的基础上，开始采用定量化的方法展开智能电网的经济和低碳效应评价研究。这为开展低碳环境下的智能电网SEE效益评价提供了一定的参考价值。但目前相关研究还存在以下四点不足：
一是现有研究很少系统性的综合评价智能电网的社会、经济和环境效益。现有研究主要集中在经济效益评价和低碳（环境）效益评价两个方面，对智能电网的社会效益评价研究较少。尽管部分文献研究了智能电网的社会、经济和环境效益，但未能注意到智能电网的社会效益、经济效益和环境效益是相互影响的。智能电网在提高电力系统经济效益的同时伴随着社会效益和环境效益的改善，因此，需要系统性的评价智能电网的社会、经济和环境效益。
二是现有文献主要是从静态角度对智能电网经济效益和低碳效益进行评价，对智能电网的低碳效益进行了一定的动态评价，但对智能电网的社会、经济和环境综合效益未能进行系统的动态评价。
三是能够有效反映我国坚强智能电网发展特点的社会、经济和环境综合效益评价指标体系尚未真正建立，系统科学的智能电网社会、经济和环境效益评价指标体系是进行智能电网综合效益评价的前提。
四是现有文献尚未系统性的给出激励智能电网相关经营和用电主体，从而改善智能电网社会、经济和环境效益的政策制度和措施。
4.结论
在低碳经济和加强电力系统稳健性等背景下，发展智能电网是解决相关问题的关键途径之一。论文首先介绍了智能电网的起源，概念、内涵、技术和相关研究现状，然后从智能电网的评价指标体系、社会效益、经济效益和环境效益等四个角度梳理了智能电网效益评价的相关文献，并在此基础上指出未来应在考虑智能电网社会、经济和环境效益相互影响的情况下研究智能电网综合效益评价的指标体系，研究智能电网综合效益的动态评价，以及智能电网运营的激励制度。
参考文献
[1] 梅生伟.智能电网专题前言[J].系统科学与数学，2012（4）：3.
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[6] 余贻鑫，栾文鹏.智能电网[J].电网与清洁能源，2009（1）：1-7
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[29] 周黎莎，李晨.基于系统动力学的智能电网低碳效益动态评价研究[J].华东电力，2014，42（1）：178-184.
[30] 周黎莎，李晨，余顺坤.智能电网工程项目管理模型的系统动力学仿真研究[J].华东电力，2012（1）：31-34.
[31] 韩冬，严正，宋依群，等.基于系统动力学的智能电网动态评价方法[J].电力系统自动化，2012，36（3）：16-21.
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[34] 高新华，严正.基于主成分聚类分析的智能电网建设综合评价[J].电网技术，2013，37（8）：2238-2243.
[35] 张晓辉，闫柯柯，卢志刚，等.基于碳交易的含风电系统低碳经济调度[J].电网技术，2013，37（10）：2697-2704.
基金項目
国家电网公司科技项目（项目编号：SGJLJY00JJJS1600006）。
[关键词]智能电网；效益评价；社会效益；经济效益；环境效益
中图分类号：F426.61；F406.7 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）05-0027-02
1.引言
电力产业近年来面临诸多挑战，包括全球变暖、能源安全、可靠性以及数字化等。智能电网已被证实为应对这些挑战的重要途径。我国和欧美各国都在努力推进智能电网的建设。2010年，“加强智能电网建设”首次在我国政府工作报告提出，意味着发展智能电网成为我国重要战略。我国政府倡导“大力开发低碳技术，推广高效节能技术，积极发展新能源和可再生能源，加强智能电网建设”以应对气候变化。发展智能电网不仅能提高用电的安全性、可靠性、质量、效率，还能提高国家的能源安全，改善环境，推动可持续发展，激励电力市场创新，推动经济发展。总的来说，发展智能电网能带来巨大的社会、经济和环境综合效益。为了更加清晰地了解智能电网实现社会-经济-环境效益的水平、大小以及效率，以此更好地指导智能电网按国家既定目标发展，实现电网的安全、稳定、经济、绿色运行，首先要解决智能电网的效益评价问题。本文从智能电网的概念和技术、智能电网的评价指标体系和评价方法三个方面介绍智能电网评价的研究现状。
2.相关研究现状
2.1 智能电网的概念、技术和应用研究
智能电网起源于国际社会对两方面问题的关注，一是资源和环境的双重压力使得国际社会开始重视电力系统在节能减排方面的作用，二是国际上大规模停电事故频发暴露出传统的电力系统在电力控制和调度方面存在不足[1]。为了应对这些问题，各国开始转向建设智能电网。我国1999年提出“数字电力系统”的概念；2005年，国家电网开始实施“SG186”工程，南方电网开始研究“数字南方电网规划”，欧盟成立“智能电网欧洲技术论坛”，提出智能电网概念。
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在应用方面，智能电网主要应用包括：智能电网管理、DER集成、RES集成、需求响应继承、智能家居和智能客户管理、EV和其他通信基础设施以及储能等[10]。张新昌和周逢权从能源的生产、消费和管理三个方面探讨了智能电网在智能家居方面的应用，阐述了一套智能家居能笑管理的“云+端”架构模式[11]。李博等阐述了智慧城市的内涵和特征，指出智能电网是智慧城市的重要组成部分，智能电网的能源互联网是智慧城市发展的重要支撑[12]。
2.2 智能电网的评价指标体系研究
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2.3 智能电网的社会、经济和环境效益评价
智能电网能带来社会、经济和环境方面的综合效益。在社会效益方面，刘秋华和陈洁从供电可靠性效益、多种新能源并网效益、节能减排效益、激励用户节电效益和投资创造就业效益等几个方面说明了智能电网能带来的社会效益。宋琪等运用资源经济学中的压力-状态-响应逻辑框架，分析了智能电网社会效益的产生激励，提出了智能电网社会效益测评体系[20]。 智能电网能带来的经济效益无疑是其重要效益之一。曾鸣等分析了智能电网发电、输电和用电三个环节经济效益的形成机理，并构建了各个环节的经济效益测算模型[21]。刘跃新等从电网运营绩效和电力需求两方面分析了智能电网建设对电网企业的影响，并构建了智能电网的成本效益模型和成本测算模型[22]。曾鸣等从社会效益和经济效益两方面构建了智能电网投资效益评价指标体系，引入模糊综合评价法和三角模糊数建立了智能电网投资效益评价模型[23]。曾明等从发电、输配电、用电和其他经济效益等四个方面分析了智能电网的经济效益，构建了相应的评价指标体系，将区间数引入模糊综合评价法建立了智能电网的经济效益评价模型[24]。张帆分析了提高智能电网的社会经济效益的相关途径[25]。
智能电网在发电侧、电网侧和用电侧采用的各种新型技术能促进电力系统减排。对智能电网低碳和环境效益的监测评价受到了很多学者的关注。贾文昭等在规避效益重叠的前提下提出了智能电网综合低碳能力评价模型[26]。周黎莎和李晨阐述了我国智能电网的发展模式和支撑体系，界定了智能电网的具体内涵，并提出了基于“清洁发电”、“降低损耗”、“负荷整形”和“终端节电减排”的四条实现智能电网低碳效益的路径[27]。张翔[28]、周黎莎和李晨[29]基于系统动力学仿真模型研究了智能电网环境效益的动态评价问题；周黎莎等建立了智能电网工程项目管理系统的因果关系反馈环路图并进行了动态的仿真研究，发现工程项目达标率和人才培养周期与智能电网工程项目之间的动态平衡是保证工程项目质量和进度的关键[30]。韩冬等基于系统动力学建立了智能技术投资和智能电网建设效果之间的动态关系，分析了智能电网评价指标随时间的演化趋势[31]。孙强等首先基于系统动力学理论预测智能电网相关指标数值，然后采用层次分析法给出了智能电网相关指标的权重，最后得到了一定时间范围内的智能电网节能减排效果[32]。还有部分学者研究分析了智能电网能够产生的社会、经济和环境效益[33-34]。张晓辉等[35]在电力调度中引入碳交易，使碳排放成为赋有经济价值的可调度资源，应用随机规划理论构建模型，提出了一种同时兼顾电能生产经济性和系统排放低碳性的新型低碳经济调度模型，实现多目标问题的单目标化。
3.智能电网及其评价研究现状评述
现有文献已经在分析智能电网的概念和技术特性的基础上，开始采用定量化的方法展开智能电网的经济和低碳效应评价研究。这为开展低碳环境下的智能电网SEE效益评价提供了一定的参考价值。但目前相关研究还存在以下四点不足：
一是现有研究很少系统性的综合评价智能电网的社会、经济和环境效益。现有研究主要集中在经济效益评价和低碳（环境）效益评价两个方面，对智能电网的社会效益评价研究较少。尽管部分文献研究了智能电网的社会、经济和环境效益，但未能注意到智能电网的社会效益、经济效益和环境效益是相互影响的。智能电网在提高电力系统经济效益的同时伴随着社会效益和环境效益的改善，因此，需要系统性的评价智能电网的社会、经济和环境效益。
二是现有文献主要是从静态角度对智能电网经济效益和低碳效益进行评价，对智能电网的低碳效益进行了一定的动态评价，但对智能电网的社会、经济和环境综合效益未能进行系统的动态评价。
三是能够有效反映我国坚强智能电网发展特点的社会、经济和环境综合效益评价指标体系尚未真正建立，系统科学的智能电网社会、经济和环境效益评价指标体系是进行智能电网综合效益评价的前提。
四是现有文献尚未系统性的给出激励智能电网相关经营和用电主体，从而改善智能电网社会、经济和环境效益的政策制度和措施。
4.结论
在低碳经济和加强电力系统稳健性等背景下，发展智能电网是解决相关问题的关键途径之一。论文首先介绍了智能电网的起源，概念、内涵、技术和相关研究现状，然后从智能电网的评价指标体系、社会效益、经济效益和环境效益等四个角度梳理了智能电网效益评价的相关文献，并在此基础上指出未来应在考虑智能电网社会、经济和环境效益相互影响的情况下研究智能电网综合效益评价的指标体系，研究智能电网综合效益的动态评价，以及智能电网运营的激励制度。
参考文献
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基金項目
国家电网公司科技项目（项目编号：SGJLJY00JJJS1600006）。