1948年工程师克劳德·香农奠定了信息论的基础，指出通信存在极限。基于这一理论，产生了数据压缩技术、纠错技术等各种应用技术，新技术提高了数据传输和存储的效率。在我们今天的生活中，从DNA到个人电脑，从卫星通信到文传，信息几乎在每一个领域都扮演着重要的角色。
当人们将信息论应用于电网管理，所带来的就会是一场史无前例的技术浪潮，从而有力地焕发人类的智慧，以推动社会进步。对电网来说，如果通过引入信息与网络技术带动这场全新的电网翻新革命，将会使得更多的电网信息被挖掘和利用，使发电、输电、配电和终端用电在新的智能电网系统中实现无缝链接，这是一项关系到整个中国和世界在21世纪获得高效、清洁能源、经济和社会可持续发展优势的重大决策。
进入21世纪，能源成为世界各国在武力、外交关系、财富、领地等方面引起争端的起因。人类怎样才能凝练出新的智慧，带领世界摆脱或缓解能源资源短缺困境，并从自给自足的消费模式中脱颖而出，保持优势并且后来居上，成为世界各国领导者们思考的焦点。智能电网即将开辟电力工业的一个崭新发展阶段，它将改变传统电网以单向输送为主的现状，从而建立一张互联电网，智能电网将成为引领中国电力工业走上可持续发展道路的新的科学目标。
1.1智能电网起源于国家安全和反对恐怖主义
自2000年开始，美国麻省理工学院(MIT)、加州伯克利(UC Berkeley)大学、加拿大麦吉尔(McGill)大学开始了无线传感器(Wireless Sensor Network)的研究。该研究的重点是国家安全和防控恐怖主义的袭击，其中“无线微尘项目”是该研究的第一个启动项目，致力于研究在有限的区域里，撒布成千上万无线传感器件来实时采集数据，动态分析环境变化，及时作出预警和报警。这是世界上第一个体现智能电网研究内容的起始点。
在发生极端事件时，应急管理是电网的一项重要功能。它要求电网对故障具有判断、定位、重构和恢复等瞬时响应的“自愈”特性。因此，通过信息和网络建立对现场数据采集、监控、分析、管理等高效的决策支持系统便成为电网技术中一个新的技术方向。
1.2美加“8·14”大停电后的电网技术创新理念——自愈电网
随着电网的不断发展，用电负荷的不断增加，电网的安全稳定问题越来越受到人们的重视。北美电力可靠性协会(North Energy Reliability Coference，NERC)就美国1984-1997年的电网停电事故统计，在每年中，影响1万~10万用户的停电次数为5~10次；影响10万~100万用户的停电次数为1~5次；影响100万~1000万用户的停电次数为0.1~1次。其中，40%的大停电事故由级联事件演变而成。2003年纵贯美国和加拿大地区的“8.14”大停电，影响到5000万人口的用电，每天损失高达300亿美元。这就引发了人们的一些新的思考：电网规模不断扩大的优势是毋庸置疑的，并且区域之间甚至国际间的互联电网所获得的时空错峰互补等联网效益更是相当可观的，但是，这种具有联动效应的大电网，却存在着发生大面积停电的潜在风险。
自愈电网(Self-Health Grid，SHG)是指在传统电网基础上经过翻新的、从传统电网的“保护跳闸”概念进化到“主动防止断电，减少影响”的新理念。在此背景之下，由美国国防部牵头，美国电力科学院(Electricit Power Research Institute，EPRI)和华盛顿大学(University of Washington)等多家单位参与研发了电力基础设施战略防护系统(Strategic Power Infrastructure Defensesystem，SPID)。该项目投资近3000万美元，它是美国就电力、电信、金融、交通等影响国民经济的巨大的复杂系统所开展的“政府-电力工业-大学”协同研究项目之一。整个项目将于2025年完成，最终达到具有承受、应对各种意外及快速恢复的自愈能力。该系统采用3层多智能体(Multi Agent)结构。
底层是反应层。其功能是：发电、保护。
中层是协作层。其功能是：事件及警报过滤、模型更新、故障隔离、频率稳定、命令翻译。
高层是认知层。其功能是：事件预测、脆弱性评估、隐藏故障监视、网络重构、恢复、规划、通信。
这一多智能体的总体功能是进行电网的脆弱性评估(电力和通信系统的快速在线评估)、故障分析(隐藏故障监视)、自愈战略(自适应卸负荷、发电、解列和保护)、信息和传感(卫星、因特网、通信系统监视和控制)等，以此防护来自自然灾害、人为错误、电力市场竞争、信息和通信系统故障、蓄意破坏等对电力设施的威胁。
2003年初到2004年，历时18个月先期完成的综合能源及通信系统体系结构(Integrated Energyand Communication Architecture，IECA)，和随后延伸的智能电网体系结构，都是由美国电力科学研究院EPRI创建的，由美国通用电气公司(General Electric Co，GE)管理，有思科(SISCO)等公司参与的有关研究未来电力系统体系结构的国际科学合作项目。
在电力基础设施战略防护系统SPID和综合能源及通信系统体系IECA的基础平台研究之上，当前一种集分布式能源(Distribute Energy Resource，DER)、分布式控制于一体的智能化自愈电网(SHG)理念逐步呈现在人们眼前。随着美国的电力技术、网络信息技术的不断进步和几次大停电的经验积累，自愈型电网的“SHG理念”将得到不断的提高和完善。
实现资源优化配置的大电网，主要从宏观上保证电网的安全性、经济性和优质运行。而SHG则主要是从用户角度出发，提供安全、优质和廉价的电力供应。因此，大电网的建设运行与SHG的理念和方法相结合，将能够实现目标一致的功能互补，可以成为未来中国智能电网发展的可借鉴的电网新型商业模式之一。
1.3国际油价上涨和经济危机催生智能电网国家战略
2008年国际金融危机爆发之前，纽约石油期货价格从2002年末每桶30多美元，短短五年多上涨到2008年7月每桶147美元的水平，是2002年末油价的五倍。受金融危机的影响，国际油价开始迅速下降，在不到一年的时间内降至每桶30多美元，作为能源产品价格基准的纽约石油期货价格的这种巨幅波动，已经向人类提出能源短缺和环境压力的预警。
21世纪是人类在20世纪电气化、机械化的基础上建立网络化、信息化社会的时代，电力市场将通过其价格机制带动世界的能源新技术革命，并且自身也将成为这次新技术革命的组成部分之一。能源系统有两大阵营——传统的化石能源和可再生能源，而后者将会成为带动人类社会在新世纪进步的技术引力。
一个国家的电网是重要的能源通道，是承担各种电源输送功能的基础设施，电网以其特殊的高效率的传输和交易功能成为接纳并展示新能源革命进程的平台。传统的电网运营方式已经成为世界各国能源革命和科技进步的瓶颈之一。
如果将电网信息化和互联网的功效合并，构建智能化的电网，用网络和信息渗透进电网的构造、运行、技术和管理等，将给电力工业带来一次新生，更能够为世界能源产业带来一次解决全球化能源短缺及其技术创新问题的新空间。电网技术和全新电力市场运营体系正在产生着一场旷日持久的巨大裂变和聚变，它将成为人类走出能源短缺阴影的途径，并且成为支撑世界经济在21世纪可持续增长的动力。
智能电网将促成人类对于电能的更优化利用，促进电力系统、电力市场中的科学与技术通过更适宜的交流模式得到普及，智能电网将通过信息与网络的交互式实施终端响应的功能，成为人类解决能源和电力问题的先决条件。
如今，智能电网可以成为建设和启动中国国内经济复苏的一项重要的技术战略——启动具有自愈、灵活和需方响应的初级智能化电网新战略。
1.4气候变化挑战电网技术进步
气候变化迅速影响着世界能源生产和消费以及经济增长，导致气候变化的重要原因之一是传统的电力生产和使用，尤其是化石燃料发电的大批量生产方式导致了温室气体的排放和全球气候变化，表现为以下几个方面。
第一，大量用电方式对气候变化的影响。在城市里，人们建设高层的塔楼、林立的商业大厦和写字楼、开发区等，决定了我国的电力消费方式在很大程度上是由人口的居住习惯所决定的，由于中国的人口众多，所以中国的城市用电负荷具有非常明显的集中化、峰谷差的特点。
第二，传统发电方式决定气候变化的程度。通常认为，在电力工业中发电厂是导致气候变化的重要因素之一，当调度员实施电力系统供需平衡时，由于没有电力市场竞争和价格机制的选择性、响应性和淘汰制，使得电网调度偏重于选择温室气体排放高的燃煤机组上网，但是，目前谁发电和谁不发电这个关键问题的决策权很大程度在于电网调度。
第三，电网可以是能源消费以至于气候变化的一道控制阀。因为电网可以引导发电结构调整、可再生能源和负荷管理这三个方面的改善，是起着决定性作用的环节。
智能电网将为光伏发电、风电和水电等可再生能源的入网和非入网建立畅通的渠道和价格参照机制。这就需要智能电网通过其系统的运转、分析与决策，针对发电机启动时刻、发电容量及其发电持续时间进行预测，也就是说，在电力市场和综合资源规划的大前提下，必须对电力供应端和需求端同时进行双向的预测与决策。
这种决策是建立在高度灵敏的信息集成和响应基础之上的。因此，电网的智能化方向可以在降低电力工业的温室气体排放、减缓气候变化上发挥极为重要的导向作用，与此同时，电网也是政府协调温室气体减排的重要关口和推行21世纪国际减排公约的重要工具，具有重要的历史意义。
1.5中国智能电网研究
在中国，早在2001年，中国科学院院士、清华大学卢强教授提出了“数字电力(Digital Power System，DPS)”的新概念。在2008年CICED年会上天津大学余贻鑫院士做了关于《建设具有“高级计量、高级配电管理、高级输电和资产管理”的自愈型智能电网》的报告，成为中国研究智能电网的开端。
与现在的智能电网的概念相符的中国电网信息化的真正起源是20世纪90年代，主要表现在用电环节的管理信息系统，被称为是“用电MIS(Management Information System)”。在用电MIS中，地理信息系统和配电自动化控制系统相结合，成为我国配电电网智能化的一个开端。
综上所述，人们在经历了美加“8·14”大停电后认识到，出于对国家安全与反恐主义的考虑而催生的智能电网，需要进一步拓展电网智能化及其自愈功能的研究，并且在此基础上针对全球环境变化的大背景、国际政治、经济、军事的格局，在提高电网技术水平的同时，不断地修正和完善国家战略。可以断言，智能电网的起源与发展与一个国家的发展战略密切相关，对智能电网进行深入的研究，有助于更快、更好地了解信息经济中对电网这一基础设施所提出的新功能的本质所在。
