中國產業研究網發布的2015-2022年度報告顯示，近年來，我國電網基本建設投資規模不斷擴大，比重穩步上升，壹批舉世矚目的電網項目開工、竣工、投產。2012年，國家電網工程建設投資3693億元，比上年增長0.2%。面對風電、光伏等新能源的快速發展，我國以大規模利用可再生能源和智能化為特征的現代電網架構開始出現。
2013年，全國電網工程建設完成投資3894億元，同比增長5.44%。電網投資(月度累計金額)同比增速總體呈現“前高後低”的特點。截至2014年底，全國220千伏及以上輸電線路環長、公用變電站設備容量分別為57.2萬千伏、30.27億KVA，同比增長5.2%、8.8%。
2015年3月，《關於進壹步深化電力體制改革的若幹意見》出臺。在發電側和售電側開放市場引入競爭，價格由市場決定。同時，電網公司的壟斷局面將被打破。目前，電網建設已成為我國電力建設的主要方向，電網建設前景誘人。“十三五”期間，我國電網投資規模持續擴大。到2020年，全面建成統壹堅強的智能電網，初步實現建設世界壹流電網的目標。
我國電網投資壹直處於壟斷狀態，其中南方電網負責投資、建設和運營廣東、廣西、雲南、貴州、海南等南方五省的電網，國家電網公司負責投資、建設和運營全國26個省市的電網。與此同時，內蒙古電力公司、陜西地方電力集團、廣西水利電力集團、四川水電投資運營集團、山西國際電力集團等地方供電企業紛紛投資省內小電網，中國配電網投資初具規模。國家電網和南方電網兩大巨頭的供電量占全國供電量的90%以上，2013年達到97%的高位。雖然此後比例有所下降，但壹直穩定在90%以上，處於絕對優勢地位。其他地方的供電企業只占不到10%的供電市場。
經過100多年的發展，電網的規模和結構發生了很大的變化，即從最初的局部小規模電網到區域性中等規模電網，再到今天的跨區域互聯電網。如今，電網已經為人類提供了約四分之壹的終端能源，成為現代能源系統的重要組成部分。電力在終端能源消費結構中的比重已經成為壹個國家發達程度的標誌之壹。
未來電網將呈現以下重要發展趨勢:壹是可再生能源將成為電網中主要的壹次能源。二是電網結構和運行方式將發生重大變化。第三，新材料技術將廣泛應用於電網。第四，物理電網將與信息系統高度整合。
廣義的電網是具有壹定結構和運行方式的發電設備、輸配電設備和用電設備的統壹整體。所以，既然有了發電機及其相應的供電系統，就有了電網。1882年，愛迪生公司在紐約建成了世界上第壹座正式的DC電站和相應的供電系統，可以認為是人類第壹個真正意義上的電網。但由於當時無法提升DC電壓，傳輸距離和容量受到很大限制，於是特斯拉在1887發明了交流發電機和多相交流傳輸技術。1897年，西屋公司在尼亞加拉水電站的第壹臺交流發電機投入運行，向35公裏外的布法羅供電，從而奠定了現代電網的基礎。
經過100多年的發展，電網的基本形態並沒有發生根本性的變化，即電網的基本形態是以銅、鋁等基本導電材料、傳統電力設備、可調度能源(如化石能源、水電、核能)為主要壹次能源的電力，以交流為運行方式。但是電網的規模和結構發生了很大的變化，即從最初的局部小規模電網到區域性中等規模電網，再到今天的跨區域互聯電網。例如，2012年，我國發電總裝機容量接近12億千瓦，全年總發電量接近5萬億千瓦時。中國電網基本形成了“西電東送、南北互供、全國聯網”的總體格局，已覆蓋全國大部分地區，成為世界上最大的電網之壹。如今，電網已經為人類提供了約四分之壹的終端能源，成為現代能源系統的重要組成部分。電力在終端能源消費結構中的比重已經成為壹個國家發達程度的標誌之壹。
展望未來，我們認為未來電網將呈現以下重要發展趨勢:
1
可再生能源將成為電網中主要的壹次能源。
人類已經意識到化石能源是不可持續的，有必要大力發展可再生能源來替代。這是因為:(1)核能在本世紀中葉之前很難成為主導能源。核裂變能的原料也是有限資源，其利用存在安全隱患，核廢料的處置也比較復雜。由於核裂變能的利用還涉及國際安全環境，目前核裂變能技術的出口受到相關國際條約的嚴格控制。核聚變雖然可以滿足人類的長遠發展需求，但其應用前景尚不明朗。ITER(國際熱核聚變反應堆)計劃在本世紀中葉建造第壹座示範電站。(2)可再生能源是可持續發展的綠色能源，可開采量足夠人類使用。據統計分析，地球上接收的太陽能是目前人類總能量需求的10000倍。地球上的風能總量也達到了目前人類能源需求總量的5倍。如果算上水力資源、生物質能、地熱能、海洋能，可再生能源總量更大。這說明可再生能源有很大的發展潛力。(3)目前可再生能源有了很大的發展。隨著技術的不斷進步，可再生能源發電的單位成本逐年下降。根據歐美日等發達國家和地區的預測，到2020年，光伏發電基本可以實現平價上網。(4)國際上已經認識到，可再生能源在未來將繼續快速發展，並將逐漸成為主導能源。例如，2012年，國際能源署(IEA)發布的《世界能源展望2012》預測了2035年前的全球能源趨勢:到2015年，可再生能源將成為全球第二大電源，並接近第壹大電源——煤炭。歐盟研究中心預測，到2050年，可再生能源將占能源總需求的52%。由於可再生能源的主要利用方式是發電，如果未來人類使用的能源將主要來自可再生能源，那麽電網中的壹次能源也將主要來自可再生能源。
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電網的結構和運行方式將發生重大變化。
現代電網存在結構不合理、交流電網固有的安全穩定性等問題，亟待解決。隨著可再生能源越來越多地接入電網，將給電網帶來壹系列新的嚴峻挑戰，這主要是由可再生能源的非調度性、波動性、分散性、發電方式的多樣性和時空互補性等特性決定的。“結構決定功能，模式決定成敗”，因此改變電網的結構和運行方式是解決現有問題、迎接未來挑戰的重要手段之壹。(1)從結構上講，由於未來電力資源和負荷資源的地理分布不匹配，可再生能源在廣域範圍內具有良好的時空互補性，因此需要維持和發展壹個規模適當的大電網。同時，由於可再生能源的分散性，利用本地資源的分布式發電和面向終端用戶的微網也將大量出現，因此未來電網的結構將呈現大電網和微網並存的局面。其次，為了保證供電的安全性和可靠性，需要發展環網。根據不同的電壓等級，宜采用多級環型結構網絡，實現相鄰級與同級不同區域環型電網的互聯，構建多級網絡結構。(2)在運行模式上，有必要發展DC電網模式或交流/DC混合電網模式。這是因為DC輸電網不存在交流輸電網固有的穩定性問題。因此，采用DC傳輸網絡將從根本上解決交流傳輸網絡固有的安全性和穩定性問題。從配電網和微電網來看，未來DC負荷將占相當大的比重，分布式電源(如光伏發電或儲能)也將運行在DC模式。同時，要采取“分層分區運行、統籌協調互動”的模式，充分實現廣域範圍內各種資源的優化互補利用和區域電網間的相互備份和支持。電網結構和模式的變化會給科技創新帶來大量機遇，值得關註。
三
新材料技術將在電網中廣泛應用。
電網的結構和方式確定後，電網的運行性能在很大程度上取決於電氣設備，而電氣設備是由各種材料按照特定的結構制成的，材料的特性在很大程度上直接決定了電氣設備的性能。在過去的100年中，電網發展中最具影響力的創新來自於新材料技術——電力電子器件的發明及其在電網中的應用。氧化鋅避雷器、六氟化硫斷路器、碳纖維復合導線等技術發明的根本創新在於新材料的應用。展望未來，隨著新材料技術的不斷發展，新材料技術將在電網中得到廣泛應用。(1)首先，高壓大功率電子器件(如寬帶隙半導體器件)和設備將使高壓大功率功率的轉換和控制像集成電路對信息的處理壹樣靈活高效(實際上是低壓小電流電能的轉換和控制)。由於未來電網中大量的可再生能源電力是不可預測的，電力用戶對電力的需求也是多樣的、隨時變化的，所以電力變換與控制的目的就是將不可預測的電源變成能夠滿足用戶需求的電力。從這個意義上說，電力電子器件和設備的廣泛使用將使電網像計算網絡處理和分配信息資源壹樣處理和分配電力，因此未來的電網可以看作是壹個“能源計算網絡”，通過它將各種電力資源有機地組織、鏈接和控制，從而為用戶提供可靠的電力。因此，這種“能源計算網絡”也可以稱為“雲電力網絡”，用戶從“雲”中獲得可靠的電力。(2)新型高性能電極材料、儲能材料、介電材料、高強度材料、質子交換膜和儲氫材料的發明和使用，將使高效率、低成本的電能儲存系統成為現實，進入千家萬戶，從而優化電網運行，簡化電網結構和控制，應對電源波動和電網故障。電能存儲系統就像計算網絡中的信息存儲系統壹樣，是未來電網所必需的。(3)高性能超導材料在電網中的應用將大大降低電氣設備的損耗、重量和體積，提高電氣設備的極限容量和靈活性。超導限流器還能有效限制故障電流，保護其他電氣設備和整個電網的安全穩定。正因為如此，美國能源部甚至將超導技術視為“21世紀電力行業唯壹的高技術儲備”。(4)其他新材料，如納米復合材料、具有場(包括電場和磁場)控制和溫度控制的非線性介電材料、低殘壓壓敏電阻材料、新型絕緣材料、絕緣體-金屬相變材料、新型鐵磁材料、高效低能耗的功率傳感器材料(如巨磁電阻材料、壓電晶體、熱電材料等。)將在未來電網中得到廣泛應用。
四
物理電網將與信息系統高度集成。
如果把電網比作壹個人，那麽物理電網就是人的骨架、身體和器官，而電網信息系統則提供了相當於人的感官能力、分析能力和決策能力。目前的電網不僅在物理層不完善，而且其信息系統的建設與未來的需求也有很大差距。這方面的內容，也就是近年來國際上談得很多的所謂“智能電網”概念，本文不宜過多重復。但需要註意的是，在現有電氣設備的基礎上，僅僅依靠提高電網的信息化水平並不能解決未來電網面臨的問題。改變電網的結構和運行方式，提高電氣設備的性能，采用新功能的電氣設備，對於解決未來電網的問題同樣重要，甚至更為根本。此外，需要強調的是，利用創新材料開發具有自適應功能的電力設備和保護設備，可以顯著降低對傳感、通信和數據處理的技術要求，對提高電網的安全性、可靠性和綜合效益非常有利。因此，切忌認為將信息技術應用於電網就是未來電網發展的全部。