現代電力系統已經(jīng)發(fā)展成為一個(gè)由高溫、高壓、超臨界、超超臨界機組以及大容量遠距離輸電網(wǎng)、實(shí)時(shí)變化的負荷組成的大型互聯(lián)系統。該系統是世界上目前最龐大和最復雜的人造系統，具有地域分布廣、傳輸能量大、動(dòng)態(tài)過(guò)程復雜等特點(diǎn)，其數學(xué)模型具有高維、強非線(xiàn)性和時(shí)變的特征。
現代電力系統發(fā)展趨勢主要體現在以下八個(gè)方面：
一，高溫、高壓、超臨界機組、超超臨界機組
現代發(fā)電機組主要發(fā)展趨勢為：以高溫、高壓、超臨界為主要特點(diǎn)的高效率、低污染、低能耗的發(fā)電設備和新型的清潔煤燃燒發(fā)電技術(shù)已成為發(fā)展重點(diǎn)。具體表現為：①普遍采用單機容量為60 萬(wàn)～100 萬(wàn)kW 機組；②工業(yè)發(fā)達國家廣泛應用單機容量為60 萬(wàn)kW 及以上的大容量超臨界機組；③大容量、高效率燃氣輪發(fā)電機組發(fā)展迅速；④空冷發(fā)電機組、熱電聯(lián)產(chǎn)供熱機組向大型化發(fā)展；⑤機組運行自動(dòng)化水平不斷提高。
二，大容量遠距離高壓輸電、大系統互聯(lián)
發(fā)展大電網(wǎng)并實(shí)行區域電網(wǎng)互聯(lián)有如下優(yōu)越性：①減少系統中的總裝機容量；②大電網(wǎng)能安裝大容量火電機組，有利于降低造價(jià)，節約能源；③能夠充分利用動(dòng)力資源，在更大范圍內進(jìn)行水、火電經(jīng)濟調度；④合理利用能源，變輸煤為輸電；⑤各地電力可互通有無(wú)、互為備用，增強抵御事故的能力，提升電網(wǎng)安全水平，提高供電可靠性；⑥大電網(wǎng)能承受較大沖擊，有利于改善電能質(zhì)量。
三，高度自動(dòng)化
電網(wǎng)調度自動(dòng)化系統是確保電網(wǎng)安全、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟地發(fā)供電，提高電網(wǎng)運行管理水平的重要手段，是電力生產(chǎn)自動(dòng)化和管理現代化的重要基礎。隨著(zhù)電力工業(yè)體制改革的進(jìn)一步深化，電力市場(chǎng)的進(jìn)一步探索，對電網(wǎng)調度自動(dòng)化不斷提出新的要求，現代電網(wǎng)調度自動(dòng)化系統的內涵也在不斷豐富、發(fā)展，不僅包括能量管理系統、配電網(wǎng)能量管理系統、電能量自動(dòng)計量系統、水電調度自動(dòng)化系統等，還將包括電力市場(chǎng)技術(shù)支持系統的有關(guān)內容。
四，電力市場(chǎng)化
電力市場(chǎng)化就是建立電力行業(yè)平等競爭的市場(chǎng)機制。市場(chǎng)經(jīng)濟就是競爭經(jīng)濟，進(jìn)行電力體制改革，建立平等競爭的市場(chǎng)經(jīng)濟運營(yíng)機制。在市場(chǎng)經(jīng)濟大的框架下，按照電力行業(yè)發(fā)展的要求，在確保國家用電安全的情況下，逐步優(yōu)化科學(xué)、公平、公正、有序的電力市場(chǎng)競爭環(huán)境，建立發(fā)電企業(yè)競價(jià)上網(wǎng)機制和電網(wǎng)企業(yè)競爭輸、配、送、銷(xiāo)的電力產(chǎn)品銷(xiāo)售機制。
五，分布式發(fā)電和可再生能源
分布式發(fā)電也稱(chēng)分散式發(fā)電或分布式供能，一般指將相對小型的發(fā)電/儲能裝置(50MW 以下)分散布置在用戶(hù)(負荷)現場(chǎng)或附近的發(fā)電/供能方式。分布式發(fā)電的規模一般不大，通常為幾十千瓦至幾十兆瓦，所用的能源包括天然氣(含煤層氣、沼氣等)、太陽(yáng)能、生物質(zhì)能、氫能、風(fēng)能、小水電等。分布式發(fā)電的優(yōu)勢在于可以充分開(kāi)發(fā)利用各種可用的分散存在的能源，包括可就地方便獲取的化石類(lèi)燃料和可再生能源，并提高能源的利用效率。分布式電源通常接入中壓或低壓配電系統，并會(huì )對配電系統產(chǎn)生廣泛的影響。
風(fēng)力發(fā)電技術(shù)是將風(fēng)能轉化為電能的發(fā)電技術(shù)，是目前新能源開(kāi)發(fā)技術(shù)中最成熟、最具規?；虡I(yè)開(kāi)發(fā)前景的發(fā)電方式。風(fēng)力發(fā)電無(wú)需燃料成本費用，蘊藏量大、可再生、無(wú)污染、建設周期短、投資靈活、自動(dòng)控制水平高且安全耐用。缺點(diǎn)主要是為保證系統供電連續性和穩定性，需要配套就地儲能，目前的電力儲能技術(shù)主要有蓄電池儲能、超導磁儲能、飛輪儲能、超級電容器儲能等，這些儲能設備的配置相應的會(huì )增加系統投資成本；旋轉運動(dòng)組件多，定期維護、檢修費用加大，并帶來(lái)噪聲影響；風(fēng)機的安裝對地理位置的要求較高；系統總體效率較低。
大規模風(fēng)電場(chǎng)接入電網(wǎng)帶來(lái)的問(wèn)題直接影響著(zhù)電網(wǎng)的正常運行，也會(huì )制約風(fēng)能的有效利用，限制風(fēng)電場(chǎng)的建設規模。風(fēng)能的隨機性和間歇性決定了風(fēng)力發(fā)電機輸出功率波動(dòng)性和間歇性。當風(fēng)電場(chǎng)容量較小時(shí)，這些特性對電力系統的影響并不顯著(zhù)，但隨著(zhù)風(fēng)電場(chǎng)容量在系統中所占比例的增加，風(fēng)電場(chǎng)對系統的影響就會(huì )越來(lái)越顯著(zhù)。就風(fēng)電場(chǎng)運行的經(jīng)驗來(lái)看，大規模風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)接入電網(wǎng)所帶來(lái)的主要問(wèn)題有：①系統的穩定性，如電壓穩定性和頻率穩定性；②電能質(zhì)量問(wèn)題，如電壓波動(dòng)與電壓閃變、電網(wǎng)高次諧波等；③發(fā)電計劃與調度困難。
太陽(yáng)能是所有可再生能源中最靈活和實(shí)用的，它不需要燃料成本，有太陽(yáng)光照的地方均可利用。目前，成熟的太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)有兩種：光伏發(fā)電技術(shù)和光熱發(fā)電技術(shù)。光伏發(fā)電是繼風(fēng)力發(fā)電之后又一個(gè)被世界普遍接受和看好的新能源利用形式。光伏發(fā)電是根據光產(chǎn)生伏特效應原理，利用太陽(yáng)能電池將太陽(yáng)光能直接轉化為電能的發(fā)電技術(shù)，其運行方式包括獨立運行和聯(lián)網(wǎng)運行兩種。獨立光伏發(fā)電系統是指僅僅依靠太陽(yáng)能電池供電的光伏發(fā)電系統；并網(wǎng)光伏發(fā)電系統是將太陽(yáng)能電池發(fā)出的直流電逆變成交流，通過(guò)與電力網(wǎng)并聯(lián)運行，以避免安裝儲能蓄電池帶來(lái)的費用。制約光伏發(fā)電技術(shù)發(fā)展的主要問(wèn)題是效率和成本。光熱發(fā)電主要是利用聚光器匯集太陽(yáng)能，對工質(zhì)(工作介質(zhì))進(jìn)行加熱，使其由液態(tài)變成氣態(tài)，推動(dòng)汽輪發(fā)電機發(fā)電。光熱發(fā)電正成為世界范圍內可再生能源領(lǐng)域的投資熱點(diǎn)之一，一些國家已經(jīng)開(kāi)始推廣。我國的光熱發(fā)電起步較晚，離大規模商業(yè)化運營(yíng)還有較大差距。
生物質(zhì)能是蘊藏在生物質(zhì)中的能量，是直接或間接通過(guò)綠色植物的光合作用，把太陽(yáng)能轉化為化學(xué)能后固定和儲藏在生物體內的能量。生物質(zhì)能資源通常包括木材及林業(yè)廢棄物、農業(yè)廢棄物、油料植物、城市生活垃圾等。生物質(zhì)發(fā)電主要有直燃發(fā)電、混燃發(fā)電、氣化發(fā)電等。
由于月球等天體引力的變化引起潮汐的現象，潮汐導致海水平面周期性地升降，因海水漲落及潮水流動(dòng)所產(chǎn)生的能量稱(chēng)為潮汐能。潮汐發(fā)電與常規水力發(fā)電的原理類(lèi)似，是利用潮水漲落產(chǎn)生的水位差所具有的勢能來(lái)發(fā)電的。
六，特高壓交直流電網(wǎng)
特高壓交直流電網(wǎng)是指在超高壓交直流電網(wǎng)的基礎上，采用1000kV 交流和±800kV 及以上直流特高壓并聯(lián)同步或異步輸電的輸電網(wǎng)。特高壓直流輸電由于中間沒(méi)有落點(diǎn)，難以形成網(wǎng)絡(luò )，適用于大容量、遠距離點(diǎn)對點(diǎn)輸電，因此，特高壓交流直流主要用于大型能源基地的遠距離、大容量外送；特高壓交流輸電由于中間可以落點(diǎn)，電力接入、傳輸和消納十分靈活，是電網(wǎng)安全運行的基礎，特高壓交流電壓等級越高，電網(wǎng)結構越強，輸送能力越大，承受系統擾動(dòng)的能力越強，因此，特高壓交流輸電主要用于主網(wǎng)架建設和跨大區聯(lián)網(wǎng)輸電。
從交直流輸電交互影響上來(lái)看，建設特高壓交流電網(wǎng)，可為直流多饋入受端電網(wǎng)提供堅強的電壓和無(wú)功支撐，有利于從根本上解決500kV 電網(wǎng)支撐能力弱的問(wèn)題，具有可持續發(fā)展的特征。而交直流并聯(lián)輸電情況下，利用特高壓直流的功率調制等功能，可有效抑制與其并聯(lián)的交流線(xiàn)路功率振蕩，顯著(zhù)改善交流系統的暫態(tài)、動(dòng)態(tài)穩定性。特高壓交直流電網(wǎng)將使電網(wǎng)結構更加合理、電網(wǎng)承載能力更強，能夠實(shí)現電力大容量、遠距離輸送和消納，保證系統安全運行，具有抵御各種嚴重事故的能力，為實(shí)現大水電、大煤電、大核電、大可再生能源發(fā)電的跨區域、遠距離、高效率輸送和配置提供保障。
七，智能電網(wǎng)
智能電網(wǎng)是將先進(jìn)的傳感測量技術(shù)、信息技術(shù)、分析決策技術(shù)、通信技術(shù)、計算機技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)與能源電力技術(shù)及原有輸、配電基礎設施高度集成而形成的新型現代化電網(wǎng)，它具有提高能源效率、減小對環(huán)境的影響、提高供電的安全性和可靠性、減少電網(wǎng)的電能損耗、實(shí)現與用戶(hù)的互動(dòng)和為用戶(hù)提供增值服務(wù)等多方面的優(yōu)點(diǎn)。一般認為，智能電網(wǎng)主要具有堅強、自愈、兼容、經(jīng)濟、集成、優(yōu)化等特征。智能電網(wǎng)的智能化主要體現在：可觀(guān)測，即采用先進(jìn)的量測、傳感技術(shù)；可控制，即對觀(guān)測狀態(tài)進(jìn)行有效控制；嵌入式自主的處理技術(shù)；實(shí)時(shí)分析，即數據到信息的提升；自適應和自愈等。智能電網(wǎng)是整個(gè)電力行業(yè)未來(lái)技術(shù)發(fā)展和管理模式的轉型，通過(guò)智能電網(wǎng)的建設，將對輸電、配電、售電的各個(gè)環(huán)節帶來(lái)質(zhì)的飛躍和提高。
八，全球能源互聯(lián)電網(wǎng)
全球能源互聯(lián)網(wǎng)是以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架、全球互聯(lián)的堅強智能電網(wǎng)，是清潔能源在全球范圍內大規模開(kāi)發(fā)、配置、利用的基礎平臺，實(shí)質(zhì)就是“智能電網(wǎng)+特高壓電網(wǎng)+清潔能源”。智能電網(wǎng)是基礎，特高壓電網(wǎng)是關(guān)鍵，清潔能源是根本。構建全球能源互聯(lián)網(wǎng)，可促進(jìn)清潔能源大規模開(kāi)發(fā)利用和大范圍協(xié)調互濟，推動(dòng)能源革命和可持續發(fā)展，從根本上解決制約人類(lèi)社會(huì )發(fā)展的能源安全、環(huán)境污染和溫室氣體排放問(wèn)題。其核心功能是能源傳輸、資源配置、市場(chǎng)交易、信息交互和智能服務(wù)；核心內容是從全球性、歷史性、差異性、開(kāi)放性的觀(guān)點(diǎn)和立場(chǎng)研究和解決能源問(wèn)題。最終實(shí)現能源開(kāi)發(fā)實(shí)施“清潔替代”，以清潔能源替代化石能源，實(shí)現能源結構向清潔能源占主導地位的戰略轉型；能源效率實(shí)現“電能替代”，以電代煤，以電代油，“電從遠方來(lái)，來(lái)的是清潔電”，提高電能在終端能源消費中的比重。
