不存在交流輸電網固有的穩定問題，因此，采用直流輸電網，將從根本上解決交流電網所固有的安全穩定性問題。從配電網和微電網層面來講，未來的直流負荷將占相當高的比重且分布式電源(如光伏發電或儲能)也將以直流為運行模式。與此同時，還需要采用“分層分區運行、總體協調互動”的模式，以充分實現廣域范圍內各種資源的優化互補利用和區域電網間互為備用和支撐。電網結構和模式的改變將帶來大量的科技創新機遇，值得關注。

第三，新材料技術將在電網中得到廣泛的應用。在電網的結構和模式確立以后，電網的運行性能在很大程度上就取決于電氣設備了，而電氣設備是由各種材料按照特定的結構制造而成的，材料的特性在很大程度上直接決定了電氣設備的性能。過去100多年來，對電網發展影響最大的創新來自新材料技術—電力電子器件的發明及其在電網中的應用，而像氧化鋅避雷器、六氟化硫斷路器、碳纖維復合芯導線等技術發明，其根本創新之處在于新材料的應用。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的應用。(1)首先，高壓大功率電力電子器件(如寬禁帶半導體器件等)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，將使得電網像計算網絡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看成是一個“能源計算網絡”，各種電力資源通過“能源計算網絡”有機組織、聯系和控制起來，從而為用戶提供可靠的電力。因此，這個“能源計算網絡”也可以稱之為“云電力網絡”，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、電介質材料、高強度材料、質子交換膜和儲氫材料等的發明和使用，將使得高效低成本電力儲能系統成為現實并進入千家萬戶，從而優化電網的運行、簡化電網的結構和控制，并對電源波動和電網故障作出響應。電力儲能系統就如同計算網絡中的信息儲存系統一樣，對于未來電網是必要的。

(3)高性能的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，并可提高電氣設備的極限容量和靈活性，超導限流器還可以有效地限制故