建设智能电网是一个长期而复杂的过程，需要划分成若干步骤来实现。我们把智能电网分成三个组成部分，每个部分都需要综合应用许多技术，利用高级软件和可视化应用程序进行管理，实现自身的目标，同时又与其他部分紧密相连，构成整个智能电网体系。下面简要介绍这三个组成部分。
先进用电运营(AUO)——先进用电运营是智能电网建设的第一步，它的主要目标是给用户提供信息和控制选项。AUO包括用于先进测量的智能电表、集成双向通信系统、给用户和电网提供信息的接口，以及能够处理大量数据的仪表数据管理系统。另外，AUO也给其他设备提供接口服务，使它们可以获取实时的精确的信息数据。AUO的通信系统、数据信息采集和接口服务，与以下各环节有密切的关联。
先进配电运营(ADO)——先进配电运营主要是为电网提供控制所需的信息，以此来加强电网的“自愈”功能。ADO包括：带有大量先进传感器和分布式智能功能的配电管理系统、先进的停电管理体系、配电自动化技术等。ADO可以提高电网的运行效率，并且高效地运用各种型号和类型的分布式发电系统(包括大量的可充电混合动力汽车与各种类型的微型电网)，同时也能够较好地综合、分散地理信息系统(GIS)。先进配电运营(ADO)是构成先进输电运营(ATO)的坚实基础。
先进输电运营(ATO)——先进输电运营的主要目的在于提高输电的可靠性、效率和经济性，加强输电系统阻塞的管理。ATO也能够实现配电系统某些方面与输电系统的整合，它把某些区域输电网络(RTO)作为一种更高效的“电源”，以提高经济调度模型的安全性。ATO包括：变电站自动化、先进保护和控制技术、建模仿真和可视化技术、先进的电网控制设备，并将这些技术与设备运用在电力市场运行、电网规划和区域输配电网(RTO)之中。
先进资产管理(AAM)是建立在AUO、ADO和ATO基础上的资产运营效率的集成管理，达到基于智能电网技术的资产高效率运营。
智能电网的上述四个部分是一个互相承接、互相沟通、不可分割的有机整体。
只单独完成任何一部分都不是完整地实现目标型智能电网，而仅仅是渐进式的智能电网。本章将对智能电网各个部分的实现过程、技术与应用，以及它们在智能电网中所起的重要作用进行扼要介绍。
5.1基于智能电网技术实现电力市场公平交易
按照我国电力市场的基础架构，电网公司的业务流程分为国家级电力市场、区域级电力市场和省级电力市场。电力生产和销售是电网发展的平台，在信息社会电网的使命是否仍然局限在输电和配电？未来中国电网的商业模式是什么？
如今整个电力供应流程上已经实施厂网分拆的发电商竞价上网基本停止。电价管制使得发电与电网的交易成本在商业运作前提下，未能发挥出正常的价格发现机制，致使发电与电网的绩效与投资、终端电力交易、节能减排产业和投资都缺乏激励，并且在可再生能源上网的发展上受到较大的技术限制。所以，通过智能电网技术，分别从高效率的“市场链”和周全的“数据链”两个方向提供技术创新和管理创新，综合实现电力交易链建设的制度创新，这对中国的电力工业将是十分必要的。
在目前我国发电竞争上网的电力管理体制下，电网企业除了是发电企业产品的物流商外，还是电能产品的经销商，承担着销售电能产品的职责。将电能产品的生产与销售分离，一方面是社会化大生产中产品的生产功能和销售功能进行专业化分工协作的要求，另一方面是我国电力体制改革的要求，从发电商和电网经销商之间分工协作的角度看，电网企业为发电商提供电能产品的销售职责，这本身就形成了经销商为生产商提供交易场地和交易服务的职责；同时从现代产业链理论的观点看，经销商是生产商的下游环节，下游是上游的“客户”，生产商应该为经销商提供决策支持系统的服务，在现代复杂的信息经济和网络经济环境中，智能决策支持系统应用于电力市场交易是电网技术进步的方向。
5.1.1现代智能电网的使命
企业使命是决定发展方向的核心理念。一个企业若没有明确的使命，就没有方向感；如果企业始终奉行陈旧的使命，就会导致企业在市场竞争中落伍。
在早期，电网企业的基本使命是电能转换。但是，随着技术进步，由于网络和信息系统的出现，企业与企业之间、企业与消费者之间信息交流、商品交换的方式已经发生了根本的改变，现代化电力工业的基本使命已经转变为信息转换、能源转换和能源交易，所以，智能电网是一个面向对象的全局管理。
5.1.2智能电网开启多元网络融合
战国末期思想家荀子认为：“所以知之在人者，谓之知。知有所合，谓之智。
所以能之在人者，谓之能。能有所合，谓之能。”荀子关于智能概念的核心是“合”，它包含两层含义，其一是知识与客观规律相合；其二是智能的多元化整合。
我们认为，电能商品的运输和转换的功能，必将通过电力市场的基础融合作用，借助于信息高速公路和各电压等级电力网络的畅通传输，使两大复杂的网络巨系统的功能融合起来，在严格履行电力市场交易规则的前提下，才可能高效率地实现电能资源的优化配置。这里面两个重要因素缺一不可，开放的市场与高科技有助于电力工业的进化。
我国电力工业2002年实施“厂网分离”，这代表着电力工业的生产和服务两大产业的重新构成。这一改革启开了一个新兴产业链增长的重要一环。因为体制改革，电网企业的功能独立出来，已经形成为终端消费者和发电商提供双向服务的新兴产业。中间环节的核心功能不再仅限于“发、输、配”一体化管理体制下的网架、电压等级和馈线，而是交易和转运概念下的电网资产运营，这其中是交易在前、转运在后。所以，新的使命要求电网要建立电力和信息相互融合的网络，才可能在新的电力工业管理体系之下，在电力市场高速运转的市场环境中，为发电商和购电方等市场参与者提供交易服务，也就是要通过建设智能电网，使得处于交易之后的输、配、用环节上的大用户、配电公司、零售公司和用户，依据智能电网的信息高速公路提供的多元化的交易信息，具备非常灵敏的市场价格响应能力，在这一前提下，电网就能够在供需双方之间进行长期、中期、短期、超短期、实时的电源、电网和用户三个层面的智能优化，从而实现电力生产与消费的供需均衡，最终达到能源的高效率利用。
首先，通过精心配置的电力解决方案，使更多的电流能够通过现存的电网资产；其次，在发展低强度电网的同时解决至关重要的国家电力需求，还需要从售电服务上体现尊重用户对电磁污染的关注。
总之，技术储备的危机在电力系统必须加以重视，特别是高温超导、电缆及其传输、低成本电力储存装置、标准化建筑和分布式发电、智能式配电系统和清洁能源发电系统，包括核能、清洁煤、可再生和分布式能源装置，多联产热电等。这些技术资源，都要通过智能电网来实现其功能和价值。
5.1.3智能电网是电力交易的基础平台
解决中国电力工业的“生产问题”需要新思维、新技术和新的运营方式。以往电力工业的新思维如输配分营、煤电联营、大用户集中管理、中小用户营配合一，最终都处于昙花一现的境地，究其原因，改革创新的基点大都是建立在组织结构的分与合之上，没有考虑到内在的本质原因。
中国电力工业的发展真正需要的是建立可持续电力的新商业模式和培育市场机制，其中价格机制、供求机制和竞争机制的正常运营是我国电力工业节能减排、提高能效、自主经营、自负盈亏、履行社会责任的根本出发点。
如今，电能的运输、转运和销售越来越依靠为客户提供的电能交易服务的质量和客户的效用评价——电力市场交易中心、咨询服务、交易主体培训，市场行情、装配指导、应急管理等，如果没有信息化前提下的实时服务，它的销售就会大大萎缩，能源效率也不会有所提升。而且，随着电能消费的进一步规模化、产销远程输配、用户服务质量诉求提升，将要求电力工业及时提升供电能力和供电质量，智能电网是根本的出路。
5.2先进用电运营(AUO)
发展先进用电运营(AUO)是实现电网智能化的第一步。AUO充分体现了现代智能电网的主要特性——用户互动与激励机制的基本构架。AUO并不是单一的技术，而是一个多技术的综合体，它将用户与系统运营智能地连接在一起。AUO系统能够为用户提供他们所需要的信息并帮助用户智能地作出判断。这种判断和多样化选择的能力能给用户带来巨大的利益。另外，操作人员可以通过AUO不断地完善电网运营和资产管理系统，极大地提高客户服务水平。
AUO将各种技术(如智能电表、区域电网、综合通信、数据管理应用以及标准软件接口等)与现有的电网运营与资产管理技术相结合，并且将电网、用户及其负荷、发电设备和各种储能装置连接在一起，这些都是智能电网最基本的要求。
AUO将如何为实现智能电网提供支持呢？首先，自动抄表(Automated Meter Reading，AMR)技术的发展减少了抄表的成本，提高了抄表的效率和准确性。人们越来越认识到，在系统操作员、用户以及电网之间实行双向通信将会带来巨大效益，这使得AMR不断向着AUO系统发展。未来智能电网所具有的七个重要特性更好地体现出了智能电网对AUO的需求。
(1)AUO所带来的用户互动与激励机制，为用户与电网之间的互联提供了基础。
(2)通过AUO可以监测与控制分布在用户周围的发电设备和储能设备。
(3)AUO将用户和电网连接起来，并允许它们参与市场，这样负荷需求就能直接对电价作出响应。
(4)AUO中的智能电表带有电能质量(Power Quality，PQ)监测装置，可以快速探测、诊断、解决电能质量问题。
(5)AUO允许分布式的运营模式，降低了电网遭受袭击时的脆弱性。
(6)AUO可以帮助停电管理系统更快速准确地探测和定位故障区域，实现自愈功能，它还能实现分布式通信结构，这种结构是先进配电运营(ADO)设备应用的基础。
(7)AUO的数据系统提供了信息传递所需要的间隔度和及时性，极大地提高了资产管理和电网运营的效率。
本节的目的是介绍AUO系统，并且讨论它在智能电网中的地位和作用。
建设智能电网是一个长期复杂的过程，需要按照其组成部分一步步地实现。
优化的发展顺序可以产生相对较高的效益。
5.2.1AUO系统的概念
先进用电运营(AUO)不是一种单一的技术应用，而是一种现有技术和新技术结合的综合体系。
这种结构包括用于先进测量的智能电表、集成双向通信基础设施、给消费者和区域电网提供灵活的接口，以及能够处理大量数据的仪表数据管理系统。另外，AUO也给其他的公共事业企业提供接口服务，使它们可以从其功能中受益。AUO为整个电力系统向着智能化发展迈出了非常关键的一步。
从用户的角度，智能电表在使用者和供应商之间通过通信手段，传递各项消费数据。智能电表与室内的显示屏相连，使得用户更加方便地查看电能使用情况。确切地说，电力服务供应商所提供的电价信息，使得负荷控制装置(如智能空调)可以根据事先设定的用户对电价的承受度来改变用电需求。一些更加高级的用户甚至配置了基于电价的分布式能源。用户接口用一种智能化的能源决策方式处理AUO的数据，提供交互服务，如用户可以预付电费等。
服务供应商(电力公司)采用现有的、改进的或者新型的办公室系统，收集和分析AUO数据，帮助优化运营，提高经济性以及客户服务水平。例如，AUO可以提供用户停电和电能质量等方面信息的实时反馈，使服务供应商能够快速地定位电网故障，排除故障，恢复电能质量。AUO的双向通信结构同样也在供电站和传输线路等方面增强了电网的自动化水平。AUO的数据信息使得电力系统资产管理水平得到了提高，同时也为资产的维护和更新提供了更好的方案和计划。总之，AUO的应用使电网更加有效和可靠。
5.2.2AUO的技术构成
AUO是由多种技术和应用程序所组成的一个综合系统，包括智能电表、广域通信体系、家庭(本地)电网(HANs)、表计数据管理系统(MDMS)、运行接口。
1.智能电表
传统的机电式电表在大多数时候是作为电力公司的电费登记表来使用的。对于普通用户来说，这些电表仅仅是简单地记录一段时间内(一般是一个月)总的电能使用量，而智能电表是一种固态可编程的装置。智能电表具有很多功能，其中包括：
(1)时变电价；
(2)给用户和电力公司提供消费数据；
(3)在线测量；
(4)断电(恢复)通知；
(5)远程操作；
(6)峰荷时期的负荷限制或需求侧响应；
(7)预付电费；
(8)电能质量监测；
(9)干扰与窃电监测；
(10)与室内其他智能设备互相通信。
