不存在交流輸電網(wǎng)固有的穩(wěn)定問題，因此，采用直流輸電網(wǎng)，將從根本上解決交流電網(wǎng)所固有的安全穩(wěn)定性問題。從配電網(wǎng)和微電網(wǎng)層面來講，未來的直流負(fù)荷將占相當(dāng)高的比重且分布式電源(如光伏發(fā)電或儲能)也將以直流為運(yùn)行模式。與此同時，還需要采用“分層分區(qū)運(yùn)行、總體協(xié)調(diào)互動”的模式，以充分實(shí)現(xiàn)廣域范圍內(nèi)各種資源的優(yōu)化互補(bǔ)利用和區(qū)域電網(wǎng)間互為備用和支撐。電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和模式的改變將帶來大量的科技創(chuàng)新機(jī)遇，值得關(guān)注。

第三，新材料技術(shù)將在電網(wǎng)中得到廣泛的應(yīng)用。在電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和模式確立以后，電網(wǎng)的運(yùn)行性能在很大程度上就取決于電氣設(shè)備了，而電氣設(shè)備是由各種材料按照特定的結(jié)構(gòu)制造而成的，材料的特性在很大程度上直接決定了電氣設(shè)備的性能。過去100多年來，對電網(wǎng)發(fā)展影響最大的創(chuàng)新來自新材料技術(shù)—電力電子器件的發(fā)明及其在電網(wǎng)中的應(yīng)用，而像氧化鋅避雷器、六氟化硫斷路器、碳纖維復(fù)合芯導(dǎo)線等技術(shù)發(fā)明，其根本創(chuàng)新之處在于新材料的應(yīng)用。展望未來，隨著新材料技術(shù)的不斷發(fā)展，新材料技術(shù)將在電網(wǎng)中得到廣泛的應(yīng)用。(1)首先，高壓大功率電力電子器件(如寬禁帶半導(dǎo)體器件等)和裝備將會使得對高壓大功率電力的變換和控制，如同集成電路對信息的處理(實(shí)際上也就是對低壓小電流的電能的變換和控制)一樣靈活高效。由于未來電網(wǎng)中的大量可再生能源電力是變幻莫測的，而電力用戶對電力的需求也具有多樣性且也是隨時變化的，因而對電力的變換和控制的目的就是將變幻莫測的電源變成能滿足用戶需求的電力。從這個意義上講，電力電子器件和裝備的廣泛使用，將使得電網(wǎng)像計算網(wǎng)絡(luò)處理和分配信息資源一樣來處理和分配電力，因而可以把未來電網(wǎng)看成是一個“能源計算網(wǎng)絡(luò)”，各種電力資源通過“能源計算網(wǎng)絡(luò)”有機(jī)組織、聯(lián)系和控制起來，從而為用戶提供可靠的電力。因此，這個“能源計算網(wǎng)絡(luò)”也可以稱之為“云電力網(wǎng)絡(luò)”，而用戶從“云”中獲取可靠的電力。(2)新型高性能的電極材料、儲能材料、電介質(zhì)材料、高強(qiáng)度材料、質(zhì)子交換膜和儲氫材料等的發(fā)明和使用，將使得高效低成本電力儲能系統(tǒng)成為現(xiàn)實(shí)并進(jìn)入千家萬戶，從而優(yōu)化電網(wǎng)的運(yùn)行、簡化電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和控制，并對電源波動和電網(wǎng)故障作出響應(yīng)。電力儲能系統(tǒng)就如同計算網(wǎng)絡(luò)中的信息儲存系統(tǒng)一樣，對于未來電網(wǎng)是必要的。

(3)高性能的超導(dǎo)材料在電網(wǎng)中的應(yīng)用，將大大降低電氣設(shè)備的損耗、重量和體積，并可提高電氣設(shè)備的極限容量和靈活性，超導(dǎo)限流器還可以有效地限制故