2021年3月15日，習近平總書記在中央財經委員會第九次會議上部署未來能源領域重點工作：要構建清潔低碳安全高效的能源體系，控制化石能源總量，著力提高利用效能，實施可再生能源替代行動，深化電力體制改革，構建以新能源為主體的新型電力系統。
（來源：微信公眾號“清華能源互聯網研究院” ID：thueiri 作者：趙東元）
科技創新是構建清潔低碳安全高效的能源體系、構建新型電力系統的科學道路和必然選擇。
當前，科技革命和產業變革日新月異，能源互聯網、數字能源、電力物聯網等領域向縱深發展。以可再生能源發電、分布式電源、微電網、儲能、電動汽車為代表的能源生產消費技術正在加速傳統電力行業向新能源電力系統演變；以大數據、云平臺、物聯網、移動通訊、人工智能、區塊鏈等為代表的數字互聯網技術正在推動全球工業經濟向數字經濟演變；以電力電子、智能傳感、超導及石墨烯材料為代表的裝備制造技術層出不窮。因此，隨著各種新型技術和開發利用方式的不斷涌現，新能源電力系統裝備技術面臨著不斷創新突破的可能和重大需求。
為構建具備“高比例新能源廣泛接入、高彈性電網靈活可靠配置資源、高度電氣化的負荷多元互動、基礎設施多網融合數字賦能”特征的新型電力系統，應建立多學科融合下的多維立體化的科學技術體系。
（一）智能發電環節。主要方向是圍繞高比例新能源接入，構建合理的調峰電源體系。新能源機組應具備智能靈活、友好并網、高效環保的特點，調峰電源具備靈活機動、深度調峰、快速啟停能力。
風電：發展大葉輪、高效率、電網友好型風機；研究具備抗擾性、自適應并網與主動支撐功能的并網變流器技術及應用；發展海上風電技術；發展低速風電與高空風電，集中式與分散式風電并舉，使得不同地理環境的風能資源都得到了利用；陸上風電與海上風電進入智能化運維階段。
光伏與光熱：推廣普及高效電池技術和工藝，提高晶硅電池效率；研制具備抗擾性、自適應并網與主動支撐功能的并網變流器技術及應用；發展儲熱介質技術，逐步推進太陽能熱發電向高效率、低成本、高可靠性發展。
水電及抽水蓄能：提升水泵水輪機水力穩定性和魚友型水輪機；發展超高水頭、超低水頭水輪機設計理論和水電設備監測與智能診斷技術；對現有水電站增加抽水蓄能功能。
調峰電源。構建靈活性火電、抽水蓄能、天然氣調峰電站、儲氫調峰電站、儲能電站、虛擬電廠等調峰電源體系；提升調峰機組的靈活性、深度調峰、快速啟停能力；結合儲能提升新能源機組的可調度性和調峰機組的功率調節速率。
碳捕獲與封存或使用技術。
碳中性燃料技術。利用清潔能源生產碳中性氣體和液體燃料，包括氫、氨和烴類載體等。可以長期儲存電力和運輸燃料，也可用于發電，尤其是調峰電廠。
更長遠的還有微型反應堆和核聚變技術。
（二）智能電網環節。主要方向是建設高彈性電網，充分發揮電網大范圍資源配置的能力，包括：構建交直流遠距離輸電、區域互聯、主網與微網互動的形態；不斷完善新三道防線，建立全網協同、數據驅動、主動防御、智能決策的新一代調度體系。
特高壓輸電。開展卡脖子裝備的國產化研究進程；掌握特殊環境下特高壓技術，推動全國不同氣候、環境條件的地區的電網廣泛互聯；開展先進傳感、無人機與人工智能對特高壓線路與裝備的智能運維、故障診斷研究，提高運行可靠性與效率。
柔性直流輸電。開展使用架空線的柔性直流輸電工程應用技術實踐；開展直流限流器、直流潮流控制器等新型裝備技術研究與應用；完成海上平臺的緊湊化換流閥研究與應用；開展基于寬禁帶器件/電力專用硅基器件的柔性直流關鍵設備研制與應用。
靈活交流輸電。開展超大容量兼備潮流控制與短路電流限制的功能復合型裝備研究與應用；開展動態增容線路技術、基于超導或碳纖維新材料的輸電技術研究和應用；基于寬禁帶器件/電力專用硅基器件的FACTs新型裝備研究與應用。
交直流配電網。微電網/微能源網成為未來終端能源供應的重要形態，不僅可以實現自洽自治，提高供電可靠性，而且能夠對主網提供支撐；構建“源-網-荷-儲”相協調的區域性分布式發電群控群調系統；完成基于電力物聯網的配電自動化系統建設；開展能源（電力）路由器、故障自愈拓撲重構的電力電子軟開關等新型裝備研究與應用。
智能調度。近期豐富“三道防線”，結合電力電子、智能傳感、5G/光纖通信與人工智能技術，實現快速可靠的繼電保護、精準穩控裝置和網荷互動微網支撐的失步解列措施。中長期構建新一代全網協同、數據驅動、智能決策、主動防御的智能調度體系。建設超大規模全電磁暫態仿真系統；開展人工智能等先進算法的深化研究與應用；開展基于物聯網與5G的電網控制保護及調度運行的關鍵裝備研制與應用。
（三）智能用電環節。主要方向是實現高度電氣化負荷多元互動，并且挖掘用戶側潛力，通過互聯網聚合下的用戶互動與需求響應，提升系統效率。
綜合能源供應。工業園區與公共建筑成為開展綜合能源服務的重點對象；微電網與分布式電源取得長足進展，成為綜合能源供應的重要支撐。
節能綠色建筑。光伏建筑一體化、可再生能源建筑及（近）零能耗建筑普遍推廣；建筑的終端能源消費中，電能占比逐步提高。
終端能源生產者與消費者結合緊密。需求響應激勵政策清晰，虛擬電廠商業模式成立，而且用戶側儲能與分布式光伏的普及促進虛擬電廠的技術進步。
車網融合。電動汽車及氫能源汽車全面替代傳統能源汽車，交通領域形態發生根本性變化，具備顯著的清潔化、互動化、智能化特征。能源互聯網車樁網互動模式普及。
電能質量。開展儲能型、綜合型電能質量裝置研究及應用，有效解決大規模聯網、復雜電網形式、大功率非線性負荷等對電網提出的新問題和挑戰。
（四）儲能。發展抽水蓄能、壓縮空氣儲能、儲氫、儲熱等跨季的長時間尺度儲能技術；發展電池儲能、飛輪儲能、小型空氣儲能等短時間尺度儲能技術；發展固態電池、鋰硫電池、金屬空氣等新體系電池技術；發展儲能在大規模新能源基地和微電網及用戶側的廣泛應用；促進長壽命、低成本、高可靠性各類儲能成為我國能源系統的重要調節手段。
（五）電力數字化。建設能源互聯網數字化技術體系，持續進行能源數字新基建，奠定數字化基礎。重點加強“卡脖子”高端芯片、智能傳感、邊緣計算、區塊鏈和人工智能算法等關鍵核心技術攻關。開展國產化芯片以及智能傳感器研制及大規模上線，全面覆蓋能源應用各個場景，實現終端泛在接入；開展量子通信研究與應用，基于光纖、5G與北斗衛星等建設“空天地海”一體化通信網，實現能源場景全覆蓋與網絡快速傳輸；打通行業數據壁壘，深度實現云端智能管控；構建以全息感知的數據基礎、開放共享的知識體系、融合創新的智慧應用為特征的能源人工智能架構，實現共享高效利用；研發自主可控的國產化行業操作系統。
