面对化石能源日渐枯竭和全球气候、环境变化的压力，一场新能源革命在全球范围内悄然兴起，我国以煤为主的能源结构和电源结构也将在今后几十年内逐步改变。随着可再生能源、核能、天然气等清洁能源发电在未来有望成为主力电源，电网的发展也将经历重大转型。
第三届中国电力发展和技术创新院士论坛上，中国科学院院士、中国电力科学研究院名誉院长周孝信介绍，世界电网发展大体上可将其进程划分为3 个阶段。每个阶段具有各不相同的技术经济特征，存在明显的差异和传承特性。因此，可将3 个阶段电网分别定义为第一代、第二代和第三代电网。
第一代电网诞生于20 世纪前半期，以小机组、低电压、小电网为特征，是电网发展的兴起阶段。第二代电网兴起于20 世纪后半期，以大机组、超高电压和互联电网为特征，标志着电网进入规模化发展阶段。从本世纪初开始，在世界范围内广泛实现的以清洁能源发电占较大份额和智能化为主要特征的电网模式，是第三代电网。
第三代电网最本质的特征：一是清洁化或可持续化，二是智能化。能源革命带来的发电能源清洁化和一定程度的分散化，以及信息技术发展带来的智能化两大因素促使电网开始转型。20 世纪80 ～ 90 年代，随着发达国家开始研究分布式发电、可再生能源电力、微电网、高速光纤通信和电力市场，以及研究开发电力电子装置在电力系统中应用等新技术，新一代电网模式初步显现。当前，在世界范围内正大规模展开可再生能源开发应用和智能电网建设，开启了第三代电网发展和建设的进程。第三代电网的清洁化主要体现在清洁能源发电占较大份额，大型骨干电源与分布式电源相结合，国家级主干输电网与地方配电网、微电网协调发展，以及采用大容量、低损耗、环境友好的输电方式，如特高压架空输电、超导电缆输电、气体绝缘管道输电等。其智能化则体现在智能化的电网调度、控制和保护以及双向互动的智能化配用电系统。
目前，我国已全面掌握了第二代电网技术，包括一次设备和系统、二次保护、电网的安全稳定运行技术、仿真分析技术等关键技术都得到迅速发展和进步，总体达到国际先进水平。随着我国特高压输电和坚强智能电网的开发建设，标志着我国第三代电网建设开始，这与发达国家基本上处于同一起跑线上。
2009 年，我国向国际社会承诺，2020 年单位GDP 二氧化碳排放比2005 年降低40% ～ 45%，非化石能源比重达15%。而2020 年全面建成械社会，要实现国内生产总值和城乡人均收入比2010 年翻一番，这意味着我国的能源消费也将快速增长。因此，必须大力发展可再生能源，调整现有能源结构。
电是优质、高效、清洁的二次能源，电能占终端能源消费的比重每提升1 个百分点，单位GDP 能耗可下降4% 左右。实施以电代煤、以电代油，对于控制能源总量、优化能源结构、提高能源效率、促进节能减排、解决雾霾问题都具有重要意义。电动汽车作为清洁的交通工具，也将是未来汽车工业发展的重要方向。除航空和军事等领域外，其他方面的能源供应大部分可用电能替代。而目前广泛应用的可再生能源主要包括水能、风能、太阳能和生物质能等，大部分也以发电形式进行利用。推进电能替代，调整能源结构，可能是未来解决能源需求快速增长与环境压力的日益增大矛盾的重要出路。
当前，我国发电装机容量和电网规模均已居世界首位。在能源革命的大背景下，电网的重要性日益突出。未来大规模电能的利用，要求电网科技创新必须加快。近年来，我国开展了以特高压为框架的智能电网的科技创新和建设，在特高压研发和建设领域实现了"中国创造"和"中国引领"。当前，世界范围能源技术开发日益向绿色、低碳、智能的方向发展。从电能利用结构来看，我国可再生能源发展已经具备了良好的基础，水电、风电装机规模均位居世界第一位。电网将成为大规模新能源电力的输送和分配网络，应对未来大规模分布式电源并网带来的技术挑战与冲击迫在眉睫。面对世界范围的新一轮能源技术竞争，必须把握第三代电网发展的趋势，加快研究和建设，力争取得新的竞争优势。
