挑战一：基础设施大量增加。智能电网需要灵活的网络拓扑，但是未来电网的典型网络拓扑结构还不够清晰；智能电能表的安装范围不断扩大，但是它们如何支持电网的规划运行仍然不确定，其功能还需要大力挖掘；采用基于新技术的基础设施，可能遇到经费、风险和运行人员知识不足等问题。
挑战二：缺乏通信的标准和协议。标准化的缺乏，特别是与分布式电源和储能相关的标准化的缺乏会抑制各运行单位(发电、输电、配电和电力消费者)之间的数据交换，阻碍系统的完全优化，使系统效率降低。
挑战三：互操作性标准有待完善。互操作性标准使电力系统的所有设备之间的协调成为可能。在一些领域，像分布式电源和储能，虽然有标准，但还很有限，分布式电源跟系统的互联，在缺乏协调功能的情况下，只能以局部的和自治的方式运行。分布式电源的发展需要从电网角度考虑，与电网协调运行。
挑战四：计算机网络安全。数据的安全、隐私保护与信息访问的权限等问题，还存在不确定性，这些问题都会阻碍智能电网解决方案的采用。未来能源互联网、智能交通等系统都会产生大量的数据，也将会造成新的数据安全的问题。
挑战五：研究适应分布式电源发展的运行和规划模型。智能电网模型需要综合考虑计算机网络、基础设施，市场，乃至国家政策方面的影响。未来的规划模型需要考虑在分布式电源高渗透率的条件下，如何优化系统运行，这是个重大挑战。
挑战六：负荷、电源计划安排和调度。在基于逆变器的可再生能源发电的数量日益增加的趋势下，电网兼容性标准需做出很大改变，而且必须修改成能同时管理传统发电和基于逆变器的可再生能源发电。现在对分布式电源的调度模式还不能使利益相关方均获益，现在还缺乏能识别最优负荷和电源平衡的好模型。
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