获取时间
变电站发展最快的一方面就是测量技术。开始时，由人控制的变电站使用机电仪表进行测量。SCADA推出后，它是电子仪表——数字表和位置传感器，代表了变电站目前的测试技术。但是，如果这些仪表从专用合并单元转到网络连接应用，那么，它们将不再能够对信号间的时间关系进行预测。这就需要对数据加上时间戳，以便对事件的实际顺序进行排列。
很多变电站已经通过GPS接收机提供时间参考。但是，怎样通过网络来分配时间标记?很多设计人员转向采用IEEE1588来解决这一问题。IEEE1588通过以太网分配时钟标记，使用训练序列在参考时钟和网络的每一个接收节点之间建立延时。在稳定的LAN中，IEEE1588可以保证每一节点对事件打上时间戳，精度在1µs以上，符合IEC61850的要求。
不断的发展使得变电站具有了冗余LAN功能，实现零时间故障恢复，能够进行时间戳测量，事件有足够的精度以便控制系统使用。已经实现了这些变革，电力公司还在客户那里使用了智能电表，可以远程监视使用点的用电情况。下一步是逐渐将这两种方法合并到一个智能电网中——远程控制变电站和分布式仪表网络。
智能电网
从中心控制的变电站网络发展到智能电网理论上虽然简单，但是实际上涵盖的内容非常多。概念上，智能电网的理念是将变电站中的所有传感器和致动器联网，并沿多个方向进行延伸。这些新方向包括：
在一个大洲上分布有数百万个传感器、开关、继电器以及断电器等。
新一类网络连接。
通过发电设备进行控制，通过新电源和负载进行控制，而不仅仅是通过分布式电网。
新一类传感器。
新的控制算法。
这些新挑战促使变电站中已有的私有网络进行变革。
第一个也是最明显的变化就是智能电网，它有大量的节点，覆盖广阔的地理范围，无法通过将现有的私有网络桥接起来进行管理。它需要使用互联网，而不仅仅是互联网骨干网。为能够延伸到独立的电厂、居民街区的电路断路器、屋顶太阳能板控制器、智能电表以及家庭中的电动车辆充电设备，智能电网的控制网络需要采用无线和固网，以及公网和私网进行连接。
这种变化对电网安全产生了深刻的影响。据报道，已经有人通过互联网来连续探测并攻击控制网络。而智能电网采用了公共基础设施，这些攻击会发现新目标。
业界曾尝试预测IEC62351会遇到什么样的挑战，这一标准提供了认证和防入侵探测，保护不受非法监听和欺骗的影响。但是，网络虽然很好，但在这些方面也只是采取了临时应急措施。早在2010年，AnthonyMetke和RandyEkl以及后来的摩托罗拉，讨论认为只有完全公开密钥的加密方法能够有效的保护电网的安全。其他专家提醒说，即使是这一方法，在其他应用中也是脆弱的，只有通过连续监测、主动防御，甚至是攻击将要发起的攻击，才能实现智能电网的安全。对于网络适配器设计人员，一直对威胁进行防御并不可行，因此，对于不断扩大的城市，其物理安全取决于功能电网。
更高级的控制
由于有更多的节点和公共网络，智能电网的新一类节点越来越复杂。对于传统的大规模和中等规模发电厂，电网现在增加了很多小规模太阳能设施，未来还有储能设施。随着电动车辆的逐步发展，新一类非典型用电行为——新的存储介质，开始连接到电网中。增加的这些东西改变了电力从电厂向用户单向流动的老方式，会对本地分支阻抗产生极大的影响。由于智能电网的一个主要目标是维持动态稳定性——特别是响应意外的瞬时变化，因此，阻抗和电流方向的突然变化是很大的问题。
对此，电力公司扩展了他们的传感器功能。一个例子是更多的使用了相位测量单元(PMU，图4)。这些设备实际上是波形慢变的数字转换器，一般是30个采样/秒。PMU使用GPS时间参考对采样打上时间戳，因此，在原理上，控制中心能够通过网络同时了解电压、相位和波形，支持控制中心精确的调整效率和电力质量。
图4.现代PMU是低速波形数字转换器，具有GPS时间参考和冗余网络连接。
但是，这一功能要求对其他节点的事件打上时间戳——继电器、太阳能板控制器、车辆充电器、断路器等。如此广泛的时间协议意味着不仅需要数百万个GPS接收机，而且还要在公网上支持IEEE1588。
