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(chǔ)能)也將以直流為運(yùn)行模式。與此同時(shí)，還需要采用“分層分區(qū)運(yùn)行、總體協(xié)調(diào)互動(dòng)”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(duì)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(huì)使得對(duì)高壓大功率電力的變換和控制，如同集成電路對(duì)信息的處理(實(shí)際上也就是對(duì)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(cè)的，而電力用戶對(duì)電力的需求也具有多樣性且也是隨時(shí)變化的，因而對(duì)電力的變換和控制的目的就是將變幻莫測(cè)的電源變成能滿足用戶需求的電力。從這個(gè)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(jì)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(gè)“能源計(jì)算網(wǎng)絡(luò)”，各種電力資源通過“能源計(jì)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(gè)“能源計(jì)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(chǔ)能材料、電介質(zhì)材料、高強(qiáng)度材料、質(zhì)子交換膜和儲(chǔ)氫材料等的發(fā)明和使用，將使得高效低成本電力儲(chǔ)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(jiǎn)化電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和控制，并對(duì)電源波動(dòng)和電網(wǎng)故障作出響應(yīng)。電力儲(chǔ)能系統(tǒng)就如同計(jì)算網(wǎng)絡(luò)中的信息儲(chǔ)存系統(tǒng)一樣，對(duì)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