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實施智能電網發展戰略不僅能使用戶獲得高安全性、高可靠性、高質量、高效率和價格合理的電力供應，還能提高國家的能源安全，改善環境，推動可持續發展，同時能夠激勵市場不斷創新，從而提高國家的國際經濟競爭力。簡而言之，提高供電安全性、生態可持續性和經濟競爭力是智能電網的3個目標。
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勢引入電網，實現信息實時交換和達到設備層次上近乎瞬時的供需平衡。
未來的電網將由集成的電力網和通信網組成。電力網是靈活的、可重構的，且電所及之處均有可靠的雙向通信，由底層的智能網絡代理(INA)開始這兩張網高度融合。
微處理器歲月之前創建的集中規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，失去了效率，致使在安全性、可靠性等幾個關鍵方面承擔著風險。所以智能電網是分布式智能的基礎設施。
以智能配電網為例，它被分成許多片(Cell)，每個Cell中有許多由片內通信連接起來的INAs(如繼電保護、分布式電源(DER)等)，這些代理能夠收集和交流系統信息，可以對局部控制作出自主決策(如繼電保護)，也可以通過Cell中的配電快速仿真與建模(DFSM)協調做出決策(如電壓調節與無功優化、網絡重構);同時各片之間有通信聯系，由裝有DFSM的配電調度中心協調各片的決策;進而輸、配電調度中心之間也通過通信聯絡起來，裝有輸電快速仿真與建模(TFSM)的輸電調度中心，根據整個系統的要求協調決策，實現跨地理邊界和組織邊界的智能控制，使整個系統具有自愈功能和強抗擾能力。
在智能電網中由于能夠實時交換信息，使得大量分布式發電(含風能和太陽能等可再生能源發電)和分布式儲能在電網中可以即插即用，進而還可參與運行優化;使得用戶中可平移負荷，可與電網友好合作(猶如虛擬電源)，幫助電網實現需求側管理(如削峰填谷)，并在緊急情況下支援電網運行。
通常把分布式發電、儲能和需求側管理統稱為DER。如何處理數以萬計的DER并應對風能和太陽能等可再生能源發電的間歇性、多變性和不確定性，同時確保電網的可靠性以及人身和設備安全，并激勵市場的問題已經歷史性地擺在面前。
智能電網要實現前述3個目標并具備前述的特點，所面臨的挑戰是極其廣泛的，涉及許多技術、體制和社會問題。在其發展的各個階段，從基礎科學和工程技術的研究直到開發、示范和運行都會出現障礙。厘清其發展過程中關鍵性的障礙，可以幫助明確如何才能使其最大限度地發揮潛能，從而為國家提供廣泛的社會和經濟效益。本文試圖歸納智能電網關鍵的挑戰性問題。
1)基礎設施
2)標準和協議
3)計算機網絡(賽博系統)安全
4)運行和規劃模型
5)負荷與電源計劃安排與調度
6)儲能
7)能源效率、需求響應和負荷控制
9)態勢感知
10)市場設計
11)法律框架和監管路徑
結語
最后需要說明的是：當對智能電網3個目標的側重點發生變化時，智能電網實施的路線圖也會不同，因而上述挑戰性問題的優先級也會略有變化。
這里特別強調指出以下幾點。
1)計量科學和技術上的進步，以及標準的制定，將貫穿這些挑戰，并影響智能電網的各個方面。例如：①缺乏標準和協議是實現系統優化和有效通信的障礙;②缺乏適當的評估、量測和證實方法，制約有效利用EE、DR和DLC策略的能力;③安全性(如電力系統概率的靜態和動態安全性評估)、電網性能以及規劃的測度不充分、不一致或不存在。
所有這些挑戰都具有較強的計量科學和技術的根源。因此，如果得到解決，就可能產生深遠的影響。為了加速智能電網的發展和收獲潛在的(能量的、經濟的、環境的和社會的)效益，這些無疑是至關重要的和需要優先研究的課題。
2)需要應對復雜的、多學科的工程挑戰。為了加快智能電網的創新，同時需要科學與工程兩個方面的進展。物理科學領域的科研人員和工程師需要與信息科學的同行密切合作，并使用共同的語言和協議，以確保獲得具有抗擾能力的、可行的設計。
3)法律框架和監管、市場設計以及管理改革，是智能電網成功實施并獲取應得效益的基本保障，需要國家層面的關注，也需要社會學家(含律師)與科技專家的密切合作。來源:《電力系統自動化》
