随着经济的发展和人民生活水平的提高，社会对电网可靠性、安全性、高效性、低成本、绿色环保等方面的要求日益提高，这就迫切需要建设一个功能完善的智能电网系统。智能电网需要大量应用新的技术和设备，就目前的研究现状来看，这些技术主要可以分成以下五个方面。
综合开放的通信系统——高速、综合、开放的双向通信系统，可以把电网建设成为一个具有较强交互能力的综合型网络，能使其实现信息、电力数据的实时交换。综合通信系统具有开放和“即插即用”的网络环境，因此电网中的各个组件可以安全地进行通信、数据接收和交互。
先进的传感与计量技术——先进的传感与计量技术可以增强电能计量系统的功能，可以把单一的数据转换为丰富的信息。通过这些信息可以评估各种设备的健康度、电网的完好程度，并且能够为先进的继电保护设备提供信息支持，减少计量误差，防止窃电。另外，它还可以为消费者提供多种用电选择，以获得实时的需求响应，有助于输电端及早采取措施，消除输电阻塞。
高级智能的系统部件——高级智能的系统部件在智能电网中扮演着极其重要的角色。下一代电力系统设备将会采用最新技术，包括储能技术、电力电子技术、微型电网技术等，以此来提高电力系统的可靠性和电能质量，使电网更高效。
先进的控制方法——先进控制方法能更好地监测智能电网中的主要设备，使网络迅速及时地进行故障诊断，同时将合理的解决方案下达到系统各部门，以最快的速度排除故障。它还支持电力市场竞争，提高电力资产管理效率，从而保证整个智能电网可以实现高效运行。
智能化的界面决策支持技术——一般情况下，控制器的反应时间大概在几秒钟之内，所以智能电网需要程序和设备广域、无缝、实时地连接，以实现控制和管理的快速响应。另外，先进的界面决策支持技术可以提高电网各个层次上操作人员的决策水平。
综合应用这五个核心技术，可以提高智能电网各方面的性能。一个地区或者城市建设智能电网的速度，取决于这些技术的综合研究和运用水平。
4.1综合开放的通信系统
4.1.1通信系统是通道
在建设智能电网需要运用的五类关键技术中，综合开放的通信技术是其中的基础，它是实现其他应用技术所必需的，也是智能电网中必不可少的环节。智能电网不能缺少高效综合的通信，因为数据的获取与传输、电网的保护与控制都需要在通信技术的配合下完成。建设智能电网的重要一步就是要重点建设高效现代化的通信系统。
综合通信系统是一个动态交互体系，实时地反映电网信息和功率的变化，允许用户通过不同速度要求的互联应用软件，在系统中与各种高级电子设备相互配合。
各种电力系统应用软件都有着不同的需求，所以首先要精确地制定好系统的技术指标，如速度、冗余容量、可靠性等，其次，要鼓励敦促相关标准的制定，这些技术的进步有赖于世界公认的技术标准的规范化。
4.1.2综合通信系统技术现状
目前电力工业中，通信系统应用发展较为缓慢，而且仅仅是在局部运用了一些先进的技术。这就使得在电网中大规模应用高级通信技术前景比较广阔。一个综合开放的通信体系需要有“即插即用”的特点和协同工作能力。在未来，世界公认的电力系统通信标准很快将会有明确的定义。
1.通信标准
为使通信技术在电网中做到真正高效，就必须将其放入高级综合系统中，应用世界公认的技术标准。虽然许多通信标准已经存在，但缺少同时被用户、电厂和系统运营商公认和接受的标准。在智能电网中，这些公认的标准需要尽快地制定，否则，将会影响到电力企业的投资，限制电网的发展。
以变电站自动化(SA)为例。作为全球公认在电力技术领域研究和制定行业标准的机构，国际电工委员会(IEC)为变电站自动化制定了IEC61850标准。目前，IEC61850已经成为全球采用的通信标准。然而，在用户端智能读表、需求响应等方面并没有一个统一的世界公认的标准。IEC正在为智能读表(AMR)、需求响应(DR)和智能电网其他领域制定标准，这些标准将会在未来起到至关重要的作用。
同样，标准问题还会涉及一个重要的领域——先进用电运营(AUO)，一个开放的AUO将会对系统运营者、用户和电厂同时产生重要影响，所以要明确这一领域标准的目标，就要为先进计量和需求响应定义一个共同的开放式标准。
另外一个公认标准研究的例子是，IEEE制定的目前正在使用的电力线宽带(BPL)技术标准。然而，像先进计量和需求响应这样的用户标准还没有建立。这些标准的研究、测试和应用还要经过五年至十年的时间才能完成。
2.通信媒介和技术
电网中应用的通信媒介，包括铜制配线、光纤、输电线传输和无线技术。许多综合电网通信系统的研究，都是在这些技术的基础上开展的，如变电自动化系统。
目前的变电自动化系统还没有实现与智能电网中的其他体系相连接。
配电自动化(DA)的研究目前正在进行，低速输电网数据采集监控系统(SCADA)和能量管理系统(EMS)应用软件，已经成功地在区域输电系统和发电机组中得到应用。但这些应用软件仍然缺少拥有高速综合通信系统的设备支持，这正是智能电网所需要的。
输电线传输技术已经在电力工业中应用了很多年，最近，输电线宽带传输技术得到飞速发展，并且成功地通过了实验测试。同时，无线技术的发展和测试也取得了成功，但还没有实现在电网通信体系中的应用。
以下的三个部分描述了当前通信技术的发展现状。
1)输电线宽带(BPL)
在网络协议的基础上，通过网络存取、传输的输电线宽带技术迅速发展，以满足电力企业的需求，如分布式能源(DER)、自动读表、需求响应、用户接入软件等。同时，电力系统中配电自动化、视频监测和其他高速数据的传输也需要使用该项技术。
输电线宽带技术具有以下特点：
(1)能够满足电力企业的需要，如分布式能源、自动读表、需求响应、用户接入软件、配电自动化、视频监测、其他高速数据的传输等；
(2)只在中低电压等级的配电设施开展，已经超过30次试验验证，实际应用的传输电压是可行的；
(3)还没有加入到智能电网通信系统中，在当前输电线宽带和配电设施中的应用也很有限；
(4)已经有许多厂商销售这一产品，正在开发的下一代系统将会使成本更低，性能更好，速度更快，更加适合电力企业；
(5)输电线宽带技术会遇到频率干扰问题，接下来的发展将会努力消除这些问题。
2)无线技术
未来无线技术将有可能发展成为智能电网的通信系统，到目前为止，无论是在电网系统中还是在用户端都没有得到实际的应用。
3)其他技术
4.1.3前景展望
高效综合开放的通信系统是智能电网的重要组成部分。综合通信系统在电网中是一个动态交互的媒介，可以反映用户的实时信息和网络的功率变化。综合通信体系的应用，将会提高系统的可靠性，改善资产利用价值，优化能源市场，提高电网的抗攻击能力，使整个电网的价值得到大幅提升。
通过高级信息技术，整个电网系统可以实现自愈功能。电网在不断的自我监测和自我纠错中保持高质量、高可靠性的电力传输。当有局部故障或受到攻击时，网络瞬间抵抗攻击，改变网络潮流，在故障扩大前消除损害。综合通信系统可以把高级的电子设备(IEDs)、智能电表、控制中心、电力操作员、保护系统、用户等连接成一个网络。
这个综合系统支持智能电网的高效运行，主要体现在以下两个方面。
(1)开放的通信标准：其建立使各种信息能够被发送者和接受者共同理解和接受。
(2)适当的媒介：为精确、安全、可靠、高速的传输信息提供了必要的基础。
最重要的是，这两个功用将会使投资人逐渐增加信心，激发他们在智能电网所需要的其他技术上的投资。高速、综合的双向通信技术可以满足实时信息和功率变换的通信需要，开放的体系将会创造一个“即插即用”的网络环境，并和整个电网相互配合，组成统一的整体。
公认的标准将会对传感器、高级电子设备、应用软件之间高速、准确的通信提供必要的支持。这些标准一旦被公众采纳，将会对资金拥有者产生强有力的激励，促使他们对智能电网的综合通信系统进行投资。
智能电网中的综合通信系统具有以下特征。
(1)广泛性：所有潜在用户都可以主动参与。
(2)完整性：整个系统在高可靠性状态下运营，可以预知将要出现的问题。
(3)方便使用：各种规则和步骤适合用户使用。
(4)经济效益高：其价值远远高于成本。
(5)延续性：系统的基本原理、方法、各项标准被精确定义，并将会稳定地执行下去。
(6)开放性：系统的公共部分对所有人而言是开放的。
(7)安全性：系统可以承受攻击，用户不用担心来自外界的干扰。
(8)适应性：系统拥有充足的带宽，不仅可以支持现在的各种功能，还可以满足其未来的发展。
4.1.4综合通信系统的效益
综合通信系统最主要的效益来自于电网的自愈能力。实时信息的获取和数据的高效传输使得电网在面对不利趋势的时候具有监测、分析、自动反应的能力。另外，综合通信体系将会促进新的实时分析工具的发展，包括广域计量技术等，它将会辅助系统的运营，预测、阻止那些可能对电网可靠性产生消极影响的事件的发生，并对其进行有效的分析。
另外，当综合通信系统投入使用后电网将会变得更具可靠性，因为它将允许更大范围的可替代能源接入电网，包括可再生能源等。在实时数据通信的基础上，高效的机组调度、潮流调整、无功控制、分布式能源、需求响应等将会更合理地运作。
随着综合通信系统的使用，电网将会更加有效地避免外界的攻击。当实时信息通过通信系统提供给运营者，并察觉到潜在的物理或人为威胁时，就可以帮助电网运营者合理地避免故障，这将会带来巨大的效益。此外，综合通信系统还可以减少人员监控的成本，因为它随着电网延伸到各个角落，可以准确无误地实现自动监测、分析等功能。
另一个可以使电网更安全的途径是，在紧急情况下综合通信体系及时提供来自故障部分核心数据，这将减少电网在出现较大故障时的恢复时间。
还有一个更长远的效益，那就是新建电厂对环境的影响将会逐渐减少。系统提供的数据将会影响电网的调度，从而鼓励分布式能源的发展，使得投资人对分布式能源的投资增加，特别是那些可再生能源机组的建设，如风能、太阳能、地热能等。拥有了更多的可再生能源后的智能电网在综合通信系统的帮助下，可以实现高效、经济的运行。
伴随着综合通信系统和其他关键技术在智能电网中的使用，其经济利益必将会凸显出来。下面列举了一些综合通信系统可能带来的经济效益。
(1)配电、输电系统的可靠性明显提高，导致其成本下降，收益增长。
(2)电网运营的经济性提高，市场信息透明度增高，参与者的积极性增强，促进电力市场的发展和繁荣。
(3)高速的数据通信便于发现和纠正电能质量问题，可以避免因电能质量问题造成的追加成本。同时，资产管理需要设备使用情况的真实数据，通信系统可以提供准确数据，通过有效的管理可以减少设备的维护成本。
(4)新增资产将会减少，取而代之的是电网可靠性的提高。
(5)综合通信系统可以给用户一个自主选择能源的机会，从而给用户带来利益。给用户以价格信号，将激励其参与电力市场的供需调节。系统可以将末端用户与电网运营者相连，提高家庭居室的电力安全性。
(6)有关的资产数据通过通信系统传送至配电和输电计划模型，可以帮助决策者对长期增加容量的投资进行分析，以实现高效、低成本。
(7)各种数据和信息通过通信体系公之于众，将会给智能电网中的其他环节带来巨大的利益，如资产的有效管理等。
4.2先进的传感与计量技术
4.2.1传感与计量技术是基础
传感与计量技术是现代电网的重要组成部分。高级传感与计量技术的运用使系统能够接收和传送数据信息，提高电力系统的管理水平。
这项技术能够评估各个元器件以及整个电网的安全性，它支持系统频率的在线测量，可以避免人工投递账单，并能够有效地防止窃电；同时能够消除阻塞，并通过激励客户对电力消费的选择、需求侧响应以及采取新的控制策略来达到节能减排的目的。
在未来，采用先进数字仪表与传感器的数字通信技术将使更多更复杂的电力系统测量成为可能，使电力服务供应商与客户之间的交流变得更加简单。输电线宽带(BLP)与无线数字通信技术就是完成这项功能的一个很好的例子。
传感与计量技术将大力推动电力市场的发展，它允许用户自由选择自己想节省的电能，可以大幅度提高用户对电能的使用效率。整个社会能源使用效率的提高，必然会给环境保护带来益处，整个社会的经济以及公共安全也会因此而得到加强，同时困扰电力系统多年的稳定性问题也必将得到彻底的解决。
