余貽鑫

面向21世紀的智能電網

余貽鑫1, 2

(1. 天津大學電氣自動化與信息工程學院，天津 300072；2. 天津大學智能電網教育部重點實驗室，天津 300072)

智能電網(smart grid)將像互聯網那樣改變人們的生活和工作方式，并激勵類似的變革．厘清智能電網的基本理念，對于科學地實施智能電網至關重要，這些理念已在筆者新近出版的《智能電網基本理念和關鍵技術》一書的第一篇中做了系統(tǒng)性的敘述. 為讀者能夠花費盡可能少的時間了解核心理念，筆者在該書的前言基礎上略做加工形成此文．這些理念包括：建設美麗中國需要高比例可再生的風能和太陽能發(fā)電；可再生能源應用的主流形式是分布式的，它在配電和發(fā)電領域中的影響具有顛覆性；智能電網的本質特征和總體設想；群集理念和智能分布式體系；智能電網的效益、挑戰(zhàn)和研發(fā)(R&D)機遇；互聯網與智能電網理念之間的關系等．

高比例可再生能源發(fā)電；分布式電源；智能電網特征和總體設想；群集理念和智能分布式體系；效益、挑戰(zhàn)和研發(fā)(R&D)機遇；互聯網與智能電網

1?建設美麗中國需要高比例可再生的風能和太陽能發(fā)電

生態(tài)文明和社會可持續(xù)發(fā)展要求人類社會關注并實施清潔替代和電能替代，以應對氣候變化和環(huán)境保護的需要，有效緩解化石能源資源緊缺和能源需求日益增長的矛盾．未來的能源構成將由現在的以化石能源為主、可再生能源為輔轉變?yōu)橐钥稍偕茉礊橹?、化石能源為輔．到2050年非化石能源要大于50%，其中可再生能源要大于40%，即未來必然是發(fā)展高比例可再生能源發(fā)電．我國現有的風能和太陽能資源完全可以滿足這一高比例可再生能源發(fā)電的發(fā)展要?求——無論是西部地區(qū)還是東部地區(qū)，而且在我國電力負荷中心所處的中東部擁有足夠的風光發(fā)電布置空間．但是風力發(fā)電和太陽能光伏發(fā)電與傳統(tǒng)的化石能源發(fā)電全然不同，它們是間歇的、多變的和不確定的，不能單獨運行，需要采用調峰和功率平滑措施，其中包括：大電網吸納、靈活電源、需求響應、分布式儲能、小型燃油燃氣發(fā)電、綜合能源系統(tǒng)等．為此，需要一個功能合理的現代電網來集成高比例的太陽能和風能，并提高能源脫碳、轉化與利用過程的效率，這個電網就是智能電網(smart grid)[1]．

這樣的智能電網除去可以幫助人類實現脫碳目標之外，也將提高電網的韌性(resilience)以減輕地球上日益增多的極端天氣所帶來的供電風險．

2?可再生能源應用的主流形式是分布式的，它在配電和發(fā)電領域中的影響具有顛覆性

本文中所定義的分布式電源(distributed energy resources)是指直接接入各級配電網的電源(distribution-connected energy resources)，在下文中統(tǒng)一用DERs表示，屬于就地(終端)開發(fā)與利用能源的范疇．對于可再生能源的應用，是采用在負荷中心地區(qū)廣泛地發(fā)展分布式的(接于配電網的)風能和太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的“就地開發(fā)與消納”模式，還是采用在遠離負荷中心地區(qū)建設大規(guī)模的風電和光伏基地并將其電能外送到負荷中心的“遠距離輸送”模式，會直接影響高比例可再生能源實現的美好愿景．20世紀20—50年代提出并延續(xù)至今的互聯電力系統(tǒng)(interconnected power system)具有互聯、開放、對等(能量自治單元之間的對等互聯)和共享(以分散式的局部最優(yōu)實現全局能量管理的調度優(yōu)化)的特性，這些特性與后來提出的互聯網的基本特性是一致的．天津大學從互聯電力系統(tǒng)的規(guī)范出發(fā)，對風能和太陽能光伏發(fā)電的應用如前述的兩種模式所進行的研究表明[1-2]，“解決風能和太陽能發(fā)電間歇性、多變性和不確定性問題的最好方式是就地(終端)開發(fā)與消納”：①就地開發(fā)與消納模式同遠距離輸送模式相比，其向負荷中心供電的全社會成本具有明顯優(yōu)勢，而可靠性成本、受端系統(tǒng)過網費和網損成本是使得兩種開發(fā)模式供電成本存在差距的主要原因，其中可靠性成本是最核心要素．進而，伴隨著風光設備成本的持續(xù)快速下降，就地開發(fā)與消納模式的供電成本優(yōu)勢還將更加顯著．②在以燃煤火電為主要調節(jié)容量的情況下，采用就地開發(fā)與消納模式時，負荷中心所能實現的風能和太陽能光伏發(fā)電滲透率最高，且在該模式下，通過采取多種改善措施，風電和光伏發(fā)電電量滲透率可實現2050年的遠景目標．

DERs包括安裝在客戶端“電表兩側”的發(fā)電和儲能設備.涉及到的諸如可再生能源、熱電聯產(combined heat and power generation，CHP)、固定電池儲能和帶有雙向轉換器的電動汽車等廣泛的技術范圍．DERs系統(tǒng)可用于本地發(fā)電/存儲，可以參與容量和輔助服務市場，可以匯集成虛擬發(fā)電廠．由智能逆變器等互連設備實現的可與電網互動的高級DERs功能正在越來越多地被用來確保電能質量和電網穩(wěn)定性，同時滿足配電系統(tǒng)的安全要求．高級DERs功能還能夠實現新的電網架構，其中包含“微電網”——當電力中斷時，可以與電網分離，并可與電網運行合作以形成更具適應性的韌性電力系統(tǒng)．

除了分布式的發(fā)電和儲能之外，鼓勵用戶參與需求響應(demand response，DR)和基于協議的負荷控制也是實現電力供需平衡的有效方法．需求響應的定義是：“在正常耗電模式下，用戶用電功率能夠隨著電價的變化而變化，或者當電力零售市場電價過高或系統(tǒng)可靠性受到損害時，能夠促使用戶減少用電．”生態(tài)文明意識的提升，使電力公司積極尋求不同于傳統(tǒng)的方式來滿足供需平衡，從而減少昂貴的基礎設施投資或減少向大系統(tǒng)注入變化大和不確定性的潮流．居民負荷、商業(yè)負荷和高耗能產業(yè)中均含有較大比例的可平移負荷，它們可以與電網友好合作，支持削峰填谷與事故情況下的減負荷，幫助系統(tǒng)實現近乎瞬時的功率平衡．

現代交通在能源消費結構中占比很高，僅次于電力，對其實現電能替代和電能高效利用，可以有效緩解化石能源資源緊缺的局面和改善環(huán)境．到2050年實現美麗中國的目標要求電動汽車比例達到80%以上，其電能的總消費量和總存儲量都十分巨大，可在用電低谷(電價便宜)時充電，并在白天最需要(電價貴)的時候將電輸回電網，所以電動汽車也將成為需求響應的重要部分，應該且可以與大規(guī)模發(fā)展的分布式可再生能源發(fā)電協同發(fā)展．

供電側與需求側的不確定性共同構成了未來電網運行所面臨的最大挑戰(zhàn)．大量分布式可再生能源和用戶側能量管理系統(tǒng)的接入提高了電力系統(tǒng)終端(如配電網、微電網、工廠、建筑和家庭)的供需不確定性．解決該問題的關鍵在于實現不確定性的就地(終端)解決，未來電網必須將責任分攤到終端承擔．

大量的DERs接入到電網后，使得配電網自上而下都成為了線路潮流可能雙向流動的電力交換系?統(tǒng)[3]．然而，現時的配電網絡是按單向潮流設計的，不具備有效集成大量DERs的技術潛能，即現有電網難以接納高比例的分布式可再生能源．因此，“如何處理數以百萬計的廣泛分布的DERs和應對可再生風能和太陽能發(fā)電的間歇性、多變性和不確定性，同時確保電網的安全性、可靠性和人身與設備安全，并激勵市場”就成為未來電網需要解決的問題．這一任務將由智能電網來完成．

從電網的角度看，智能電網的原動力至少包含下述4個方面[4]：提高系統(tǒng)(以抵御事故擾動為目的)的安全穩(wěn)定運行水平，降低大規(guī)模停電的風險和增強災難性事件后快速恢復供電的能力；DERs的大量接入和充分利用；高級市場化和需求側管理；數字化社會對電網的供電可靠性、電能質量和能源效率的高要求.

“DERs＋智能電網”更加關注本地控制和減少對外依賴，是“顛覆性”的改變，其對日常生活、社會和經濟發(fā)展存在潛在的巨大影響．

3?智能電網的本質特征和總體設想

智能電網最本質的特點是電力和信息的雙向流動性，并由此建立起一個高度自動化和廣泛分布的能量交換網絡；把分布式計算和通信的優(yōu)勢引入電網，達到信息實時交換和設備層次上近乎瞬時的供需平衡[3]．

智能電網的總體設想是智能化、高效、包容、激勵、機遇、重視質量、抗災能力(韌性)強和環(huán)保等．

智能電網是一個推動者，一個良好設計的智能電網應該有如下基本功能．

1)便于更廣泛地參與

(1)能夠激勵/包括電力用戶：向用戶提供充分的實時(或分時)電價信息，有許多方案和電價可供用戶選擇；

(2)能夠容易和透明地接受任何種類的能源；

(3)以大量“即插即用”的分布式電源補充集中式發(fā)電，從而創(chuàng)造新的機遇和市場。

2)提高效率

(1)末端用戶可以積極參與成熟、健壯、很好集成的躉售市場；

(2)提高電能質量，有各種各樣的質量/價格方案可供選擇；

(3)優(yōu)化資產利用和高效運行．

3)提高可靠性和韌性

(1)自愈：發(fā)生故障時系統(tǒng)可自愈，減少停電影響；

(2)抵御攻擊：遇到恐怖攻擊或自然災害時具有快速恢復供電的能力等．

微處理器大規(guī)模應用之前創(chuàng)建的集中規(guī)劃和控制的電力基礎設施，在很大程度上限制了電網的靈活性，降低了效率，致使電網在可靠性、安全性和韌性等幾個關鍵方面承擔著風險．由于未來電網將接入數量巨大的DERs，并且其出力難以精確預測，傳統(tǒng)的集中控制模式更加難以適用．所以，智能電網特別是智能配電網將是分布式智能的基礎設施．配電網絡的拓撲應該是靈活的、可重構的；進而，電所及之處均有可靠的雙向通信，從底層的傳感器和智能代理開始能源網和信息通信網將高度融合．

高級量測體系(advanced metering infrastructure，AMI)完善了電力通信的最后一公里，為電力公司提供了前所未有的系統(tǒng)范圍的量測和可觀性，其實施能夠幫助電力公司獲取史無前例的超大數量的數據[5].這些數據可用于評估設備運行狀況、優(yōu)化資產利用和延長設備壽命、優(yōu)化運維費用、改進電網規(guī)劃、識別電能質量問題、探測及減少竊電行為等眾多方面．使用柔性交直流輸配電裝置和智能電力電子裝置的高級配電自動化(advanced distribution automation，ADA)將創(chuàng)造未來的智能配電網．ADA是革命，而不只是傳統(tǒng)配電自動化的擴展．在全球范圍內的智能電網實施方案中，AMI和ADA是公認的重要的基礎性功能模塊．

一個稱作“智能”的電網，在配電網中使用的信息技術會和在輸電網運行時使用的信息技術一樣多.實質上，任何智能電網的命脈都是用以驅動應用的數據和信息，而這些應用又反過來促使開發(fā)新的和改進的運營策略成為可能．從電力系統(tǒng)任一領域，諸如電力用戶、電力市場、服務提供商、運行、發(fā)電、輸電和配電，所收集到的數據都可能同其他領域的改善相關.所以以適時的方式與那些需要使用或有權了解數據的參與者實時共享數據，是智能電網的基本要素.

設想中的智能電網將像互聯網那樣改變人們的工作和生活方式，并激勵相似的變革．但是由于智能電網自身的復雜性，涉及到廣泛的利益相關者，因此需要漫長的過渡、持續(xù)的研發(fā)和多種技術的長期共存．短期內可著眼于實現一個比較智能的電網，利用已有或即將配置的技術使目前的電網更加有效，在提供優(yōu)質電力的同時，并可創(chuàng)造更大的社會效益(如改善環(huán)境)[6]．

智能電網的相關技術可以分為智能電網技術、智能電網可帶動的技術和為智能電網創(chuàng)建平臺的技術3類，內容非常廣泛．智能電網將應用工業(yè)界最好的技術和理念以加速其實現，如開放式體系結構、共同的技術標準、即插即用技術、互聯網協議、非專用化和互操作性等．實際上，有些技術已在電網中得到應用，但只有在體現智能電網的雙向數字通信能力和即插即用能力時，其潛能才會充分迸發(fā)出來．

為激勵智能電網方面的內容創(chuàng)新，亟需建立一個健康的、成熟的和集成的電力市場，包括：實施分時或實時電價，使電能作為商品的市場價值得到合理體現；制定鼓勵DERs賣電回電網的政策，諸如分布式清潔能源的上網電價政策等，以及制定保證智能電網投資成本回收的政策等[6]．

4?群集理念和智能分布式體系

小概率事件所造成的損失可能非常巨大，單純的-1和-2安全性校驗是不足的，人們需要改變思考系統(tǒng)問題時一些傳統(tǒng)的觀念．智能電網會成為更魯棒的自治和自適應的基礎設施，能夠對元件故障、軍事威脅、恐怖襲擊、自然災害等擾動做出自愈響應，從而大大提高電網的供電可靠性、安全性和韌性．從這個角度看，智能電網的實施是十分緊迫的，而與大電網無縫聯結的智能微電網是完美的．大量技術的、成本的和社會的因素正匯集在一起，使得微電網幾乎必然會成為電力基礎設施中最大的變革.微電網可以看作是電力公司對互聯用戶作用的擴展，在此互聯的過程中存在可以創(chuàng)造迥異的未來配電系統(tǒng)的機會．

Rifkin[7]所提倡的能源互聯網構想是，讓用戶在辦公室、家庭或工廠自行利用可再生能源進行發(fā)電，并能夠彼此共享所發(fā)出的電能；電動汽車與本地儲能設備將會得到更廣泛的應用．互聯網技術的加入將把電網轉變?yōu)橐环N能源可以互相共享的互聯網．

為了抓住未來的機遇，Wu等[8]已提出了如下的設想：未來的配電網、微電網、建筑單元(工廠和住宅等)與輸電系統(tǒng)的差異將逐步消失，具有本地發(fā)電和雙向電力潮流的特點，都將配有能量管理系統(tǒng)(energy management system，EMS)并按照“群集”理念實現各自近實時的功率平衡，即輸電系統(tǒng)(互聯電力系統(tǒng))是若干個功率平衡區(qū)(即區(qū)域性輸電網)互聯起來的群集(clusters)，每個功率平衡區(qū)是一個群(cluster)；每個區(qū)域性輸電網是若干個配電網互聯起來的群集，每個配電網是若干個微電網、建筑單元組成的群集，每個微電網又可以是由若干個建筑單元互聯起來的群集；每個群集屬于整個電網體系結構中的一層(layer)，每個層級都具有中心輻射型層間通信和(必要時的)對等通信，在運行過程中，通過調度協調各群間的功率交換計劃，每一個“群”必須維持其內部凈功率的平衡并履行與外部功率交換的職責，以維持整個群集，乃至整個電網近實時的功率平衡．與功率平衡區(qū)相似，每個群都有發(fā)電和/或負荷以及智能控制和通信．群的基本功能也包括如下3個步驟：①進行發(fā)電/負荷調度(dispatch)，以維持凈功率平衡和群內的自身優(yōu)化；②當地的反饋控制，用于平滑波動；③通過削減發(fā)電機/負荷來緩解故障．這一構想被稱為GRIP(grid with intelligent periphery)構想．

智能電網的配電部分是智能配電網，它是主動配電網與微電網的并集．主動配電網中雖然也有DERs，但是它還沒有能力像微電網那樣成為功率平衡區(qū)，它還需要由其所接入的上一級(層)電網(或上一級電網所屬)的功率平衡區(qū)來支持配電網內功率的近實時的平衡.按照GRIP的構想，它們與輸電網之間的差別未來會逐漸消失.

第三次工業(yè)革命期望建立的能源互聯網(智能電網)中，可再生能源的分布式特性(集成高比例分布式可再生能源)需要的是協作，而不是集中或分級的命令和控制機制[8]．協作行為將導致更加分散地共享所產生的利益．通力合作，追求共同利益是實現經濟可持續(xù)發(fā)展的最佳途徑．群集共同工作可以確保最大化和最高效地利用可再生能源．追求共同利益是經濟可持續(xù)發(fā)展的最佳路徑．因而，群的自身優(yōu)化(selfish optimization)、層內各群協調和層間協調是智能電網體系結構中最為重要的原則．

5?智能電網的效益、挑戰(zhàn)和研發(fā)(R&D)機遇

實施智能電網發(fā)展戰(zhàn)略不僅使用戶能夠獲得高可靠性、高安全性、高效率、高質量和價格合理的電力供應，而且能提高國家的能源安全水平，并且改善環(huán)境，推動能源可持續(xù)發(fā)展，同時激勵市場不斷創(chuàng)新，從而提高國家的國際經濟競爭力．智能電網關鍵是利用各種技術、資源和市場機制以實現高效．智能電網的預期效益是明顯的，這些效益包括：供電的可靠性、韌性、安全性和電能質量提高方面的收益；電力設備、人身和賽博(信息)安全方面的收益；能源使用效率收益；環(huán)境保護和可持續(xù)發(fā)展的收益以及直接經濟(容量、燃料和運維成本)效益．而從廣義層面來看，由于技術涉獵廣泛，智能電網的關鍵目標是催生新的技術和商業(yè)模式，實現產業(yè)革命．網絡領袖思科預言，智能電網比互聯網擁有大得多的市場空間[9-10].

智能電網是不斷發(fā)展的，需要進行持續(xù)的研究以預測不斷變化的需求，評估相應的成本和收益．在實施智能電網時，需要時刻考慮所做的工作是否適用于市場？是否能夠獲得高效運行？是否可實現資產優(yōu)化？是否可激勵用戶參與？電力公司和監(jiān)管機構應持續(xù)向消費者證明：智能電網的效益最終一定會超過其投入的成本．因此，在智能電網實施過程中，必須堅持“創(chuàng)新驅動發(fā)展”的戰(zhàn)略，需要獲得大量的知識產權、降低成本并提高效益．

智能電網面臨的挑戰(zhàn)也是極其廣泛的，涉及許多技術、體制及社會問題，電網變遷的過程將改變整個行業(yè)的業(yè)務模型[11]．智能電網不僅涉及到廣泛的利益相關者，其組織、研發(fā)和實施也很復雜，需要人們變傳統(tǒng)的電網理念．在智能電網發(fā)展的各個階段，從基礎科學和工程技術的研究到開發(fā)、示范和運行都會出現障礙．指出其中關鍵性的障礙，可以幫助人們明確如何才能最大限度地發(fā)揮其潛能，從而盡可能地為國家提供廣泛的社會和經濟效益．當然，與這些挑戰(zhàn)并存的是前所未有的研發(fā)機遇．

互操作性和賽博安全標準是實現智能電網效益以及管理整體成本的關鍵要素——支持標準的基礎設施才能實現效益．標準的缺乏，將使各種智能電網技術在應用中缺乏安全保障，令其投資存在風險，可能阻礙其廣闊的應用及未來的技術創(chuàng)新，并且難以形成競爭的市場環(huán)境．

智能電網的實施需要強化監(jiān)管．監(jiān)管路徑是從如圖1所示的能源政策的一般目標三角形開始的，該三角形[12]所顯示的是能源供應系統(tǒng)變革的3種重要原動力，這些原動力是引導智能電網發(fā)展的主要影響因素，可據此設計實施智能電網的路線圖．為了實現這些計劃，需要在政府主導下，定義智能電網的角色和責任，定義未來的能源(包括可再生能源)供應和智能電網的長期發(fā)展目標，開放市場和明確信息共享．

圖1?能源政策的一般目標三角形

總之，能源轉型的規(guī)模十分巨大，需要很長的時間，往往可能持續(xù)幾十年，特別是分布式可再生能源的開發(fā)與利用才剛剛起步，距離實現高比例還有相當長的路要走．所以適應分布式可再生能源消納的、具有即插即用能力的智能電網的實施將會支持和伴隨整個能源轉型過程．

6?互聯網與智能電網

Rifkin[7]所提倡的能源互聯網與文獻[1]所述的智能電網是一致的．事實上，20世紀前半葉所提出的互聯電力系統(tǒng)在互聯、開放、對等和共享這4個基本特征方面與1969年在美國軍方開始的互聯網是一致的．應該說智能電網是在互聯電力系統(tǒng)的基礎上，吸納了互聯網的成功經驗和技術而形成的，其核心是將互聯電力系統(tǒng)的群集理念由輸電網下放到配電網、微電網、工廠和住宅中．

人們并未嚴格限定能源互聯網一詞的使用和含義，對于其技術內涵的理解更是各有千秋．近來，已將能源互聯網的范圍從電力擴大到熱能、天然氣以及其他能源形式，形成了所謂的多能源輸送系統(tǒng)．期望在整體能源管理方面的創(chuàng)新能夠進一步提高能源利用的整體效率．

［1］ 余貽鑫. 智能電網基本理念和關鍵技術[M]. 北京：科學出版社，2019.

Yu Yixin. Basic Ideas and Key Technologies of the Smart Grid[M]. Beijing：Science Press，2019(in Chinese).

［2］ Sun B，Yu Y，Qin C. Should China focus on the distributed development of wind and solar photovoltaic power generation? A comparative study[J]. Applied Energy，2017，185：421-439.

［3］ 余貽鑫. 面向21世紀的智能配電網[J]. 南方電網技術研究，2006，2(6)：14-16.

Yu Yixin. Smart distribution grid for the 21st century[J]. Southern Power System Technology Research，2006，2(6)：14-16(in Chinese).

［4］ 余貽鑫，欒文鵬. 智能電網述評[J]. 中國電機工程學報，2009，29(34)：1-8.

Yu Yixin，Luan Wenpeng. Smart grid and its implementation[J]. Proceedings of the CSEE，2009，29(34)：1-8(in Chinese).

［5］ 欒文鵬，王?冠，徐大青. 支持多種服務和業(yè)務融合的高級量測體系架構[J]. 中國電機工程學報，2014，34(29)：5088-5095.

Luan Wenpeng，Wang Guan，Xu Daqing. Advanced metering infrastructure solution supporting multiple services and business integration[J]. Proceedings of the CSEE，2014，34(29)：5088-5095(in Chinese).

［6］ 黃曉燕. 智能電網創(chuàng)新為本——訪中國工程院院士余貽鑫[J]. 高科技與產業(yè)化，2015(5)：31-35.

Huang Xiaoyan. Smart grid Innovation-oriented—Interview with Yu Yixin, Academician of Chinese Academy of Engineering[J]. High-Technology & Industrialization，2015(5)：31-35(in Chinese).

［7］ Rifkin J. The Third Industrial Revolution[M]. New York：Palgrave Macmillan，2011.

［8］ Wu Felix F，Varaiya Pravin P，Hui Ron S Y. Smart grids with intelligent periphery：An architecture for the energy internet[J]. Engineering，2015，1(4)：436-446.

［9］ 余貽鑫，孫?冰，秦?超，等. 互聯電力系統(tǒng)中高比例風電和太陽能光伏的開發(fā)與消納模式研究[J]. 南方電網技術，2017，11(10)：10-18.

Yu Yixin，Sun Bing，Qin Chao，et al. Study on the development and consumption mode of high penetration of wind power and solar photovoltaic in interconnected power systems[J]. Southern Power System Technology，2017，11(10)：10-18(in Chinese).

［10］ Yu Yixin，Liu Yanli，Qin Chao. Basic ideas of the smart grid[J]. Engineering，2015，1(4)：405-408.

［11］ 余貽鑫，劉艷麗. 智能電網的挑戰(zhàn)性問題[J]. 電力系統(tǒng)自動化，2015，39(2)：1-5.

Yu Yixin，Liu Yanli. Challenging issues of smart grid[J]. Automation of Electric Power Systems，2015，39(2)：1-5(in Chinese).

［12］ Brunekreeft G，Luhmann T，Menz T，et al. Reglatory Pathways for Smart Grid Development in China[R]. Springer Fachmedien Wiesbaden，2015.

A Brief Description of the Basics of the Smart Grid

Yu Yixin1, 2

(1. School of Electrical and Information Engineering，Tianjin University，Tianjin 300072，China；2. Key Laboratory of Smart Grid of Ministry of Education，Tianjin University，Tianjin 300072，China)

Like the Internet，the smart grid(SG)will change the way people live and work，and inspire “similar” changes．It is vital to scientifically implement the SG to clarify its basic ideas．These ideas have been systematically introduced in the first part of our newly published book，“Basic Ideas and Key Technologies of the Smart Grid”. To summarize the core ideas of the SG，this article was based on the preface of the book．These ideas include：responding to “Beautiful China’s”needs for renewable wind and solar power；mainstreaming distributed renew-able energy applications，the impact of that on the fields of power distribution and power transmission is disruptive；essential characteris-tics and overall vision of the SG；the cluster concept and the distributed intelligent infrastructure of the SG；the benefits，challenges，and opportunities for research and development(R&D)of the SG；the relationship between the ideas of the Internet and those of the SG，etc．

high penetration of renewable energy generation；distributed energy resources；characteristics and overall vision of smart grid；clusters and distributed intelligent infrastructure；benefits，challenges and R&D opportunities；Internet and smart grid

余貽鑫，男，1936年生，中國工程院院士，天津大學教授，電力系統(tǒng)分析、規(guī)劃與仿真專家．長期結合電力系統(tǒng)工程實際進行深入的電力系統(tǒng)穩(wěn)定性理論研究，特別是在電力系統(tǒng)綜合安全域的理論與方法方面，取得了系統(tǒng)性與原創(chuàng)性的成果，并在世界上首次把該成果用于實際電力大系統(tǒng)．在城市電網優(yōu)化規(guī)劃方面，提出了一系列有效的理論、模型與算法，開發(fā)出具有自主知識產權、功能完整和國內應用最為廣泛的城市電網規(guī)劃系統(tǒng)，達到國際先進水平，迄今為止已用于國內逾千個城市電網規(guī)劃項目，取得了巨大的經濟效益和社會效益，推動了這一技術領域工作的科學化．作為我國智能電網的首倡者與積極推動者，余貽鑫院士厘清了智能電網的基本理念，明確了我國建設智能電網的必要性和需要重點關注的挑戰(zhàn)性問題，承擔了多項中國工程院的智能電網相關咨詢項目，舉辦了中國第一屆智能電網論壇，對我國智能電網的科學發(fā)展和推進實施智能電網工程做出了重要貢獻．近年來在國內又開拓了非侵入式電力負荷分解與監(jiān)視技術這一新領域，并積極推進其在智能電網中的應用．先后獲全國先進工作者、國家科技進步二等獎1項、國家技術發(fā)明二等獎1項、高校十大科技成果獎1項和省部級一等獎5項等．發(fā)表論文300余篇，出版《智能電網基本理念與關鍵技術》、《電力系統(tǒng)安全性與穩(wěn)定性》等著作多部．

TM7

A

0493-2137(2020)06-0551-06

10.11784/tdxbz201906060

2019-06-26；

2019-07-22.

余貽鑫（1936—??），男，教授，中國工程院院士.

余貽鑫，yixinyu@tju.edu.cn.

(責任編輯：孫立華)