我國正處於工業化和城鎮化快速發展的重要時期，能源需求具有剛性增長特徵，預計2020年我國一次能源需求將達到45億至49億噸標煤。而受能源資源儲量、生態環境、開發條件等諸多因素的制約，我國國內常規化石能源可持續供應能力約36億噸標準煤，其中煤炭41億噸，常規石油約2億噸，天然氣（包括煤層氣等）3000億立方米，遠低於未來國內能源潛在需求，必須大力發展清潔能源，保障能源供應安全。
清潔能源大多轉化為電力加以利用，主要包括水電、核電、風電、太陽能發電及生物質能發電等。據測算，2020年轉化為電力的清潔能源比重將超過82％。其他清潔能源利用方式包括太陽能熱利用、生物質燃料等，總體規模有限。
研究表明，2020年我國清潔能源的開發利用總量可達6.7億至7.4億噸標煤，可補充能源供應缺口的60％至70％。因此，發展清潔能源是保障我國能源供應安全的有效途徑。
發展清潔能源需要建設特高壓電網
清潔能源資源與能源消費中心逆向分布的基本特徵，決定了我國清潔能源需要走大規模開發、遠距離輸送的發展道路。
我國清潔能源資源豐富，具備大規模開發的潛力。我國水力資源非常豐富，技術可開發量5.42億千瓦，居世界首位。截至2009年底，我國水電開發利用率僅為34％，遠低於發達國家60％的平均水平。核電資源豐富，現有廠址可支撐裝機1.6億千瓦以上，遠期可滿足4億千瓦裝機需要；我國鈾資源較為豐富，未來通過加強鈾資源勘探開發、加強國際合作、積極利用海外資源等，核燃料供應基本可以滿足我國核電大規模發展的需要。我國風電技術可開發量超過10億千瓦，主要分布在「三北」（東北、西北、華北）地區、東部和東南沿海及附近島嶼。太陽能資源非常豐富，主要分布在西藏、青海、新疆、內蒙古、甘肅、寧夏等省區，可開發裝機規模超過20億千瓦。
我國水能資源剩餘技術可開發量約80％分布在四川、雲南、西藏等西南地區，陸地風能主要集中在西北部地區，而三分之二以上的能源需求集中在中東部地區。西部地區經濟發展水平相對滯後，電力負荷需求水平較低，清潔能源發電消納能力有限，大規模開發需要送往中東部負荷中心地區，擴大消納範圍。
根據國網能源研究院的研究成果，如果風電僅在省內消納，2020年全國可開發的風電規模約5000萬千瓦，通過特高壓跨區聯網輸送擴大清潔能源的消納能力，全國風電開發規模可達1億千瓦以上。清潔能源大範圍配置的要求客觀決定了我國必須建立大容量、遠距離的能源輸送通道，特高壓電網是承載清潔能源開發與輸送的必然選擇。
特高壓輸電具有容量大、經濟輸送距離遠、能耗低、佔地省、經濟性好等優勢，能夠實現各種清潔能源的大規模、遠距離輸送，促進清潔能源的高效利用。西部、北部大型能源基地與中東部負荷中心地區的距離在800公裡至3000公裡，如依靠交流750千伏、500千伏和直流±600千伏級、±500千伏輸電技術，超出了經濟輸送距離，電網安全穩定性也無法得到保障。大型核電基地的建設也需要堅強電網的支撐。
2020年，國家電網將形成以「三華」電網為主要受端，東北1000千伏電網、西北750千伏電網為主要送端，聯接各大型煤電基地、水電基地、核電基地、可再生能源基地和主要負荷中心，以及各級電網協調發展的堅強智能電網。規劃實現後，可以解決大型煤電基地，甘肅、新疆、吉林、河北等7個千萬千瓦級風電基地以及四川、金沙江、西藏等大型水電基地電力外送和消納問題，為東中部負荷中心大規模接受區外清潔、安全、可靠的電力構建堅強的網絡平臺，為大規模核電發展以及引入周邊國家電力資源奠定堅實的網絡基礎。
堅強智能電網是大規模開發清潔能源的客觀要求
建設以特高壓為基礎的堅強智能電網，必須優化煤電布局，加快西部、北部煤電基地建設，構建「輸煤輸電並舉」的能源綜合輸送體系，推動清潔能源的跨大區消納。
輸煤輸電綜合比較結果表明，特高壓輸電的經濟性優於輸煤；輸電比輸煤更有利於促進全國區域經濟的協調發展、環保空間的優化利用、生態環境保護和土地資源的高效利用；輸電的能源輸送效率與輸煤相當，輸煤輸電的合理分工能有效提高煤炭的能源利用和輸送效率。
我國的哈密、酒泉、錫盟等地區當地風電消納能力不足，千萬千瓦級風電基地的建設和消納必須依靠大規模外送。但風電單獨外送時輸電線路功率波動頻繁，對電力系統的安全穩定運行帶來巨大風險；且風電單獨外送時輸電線路的利用率很低，到達負荷中心地區的落地電價為受端地區火電標杆上網電價的兩倍以上，不具備經濟可行性。上述風電基地所在地區將同時規劃建設大型煤電基地和特高壓外送通道，將當地的風電和火電聯合開發並打捆送出，能有效擴大風電的消納範圍和規模，促進風電的大規模開發，是我國「西電東送」的新形式。
從技術角度看，在少數風電出力快速變化的時段，藉助送端堅強的省級或區域電網，可調用省內或區域電網的水電、火電、抽蓄等系統資源，平抑風電功率的波動，保持系統安全穩定運行。從經濟角度看，風火「打捆」外送可大幅度提高輸電線路的利用率，降低受端電網的電力供應成本。因此，轉變電力發展方式，優化煤電布局，構建堅強的跨大區輸電網，不僅是構建「輸煤輸電並舉」能源綜合輸送體系的需要，也是促進我國清潔能源大規模開發的有效保障。
我國以煤為主的能源資源特點決定了我國以煤電為主的電源結構將長期難以改變，其中熱電聯產機組所佔比重較高，影響火電的整體調節能力。在未來我國的清潔能源開發中，水電中徑流式小水電佔有一定比重，且水電受水庫綜合利用等因素影響，調節能力受到限制；核電到2020年將達到7000萬千瓦至8000萬千瓦，且不參與系統調峰；風電反調峰特性明顯。因此，要促進我國清潔能源的大規模發展，必須優化電源結構，加大抽水蓄能、燃氣輪機等調峰電源的建設力度。一方面，要加快西北、東北等地區抽水蓄能站址普查，推進抽水蓄能電站建設，促進清潔能源大規模開發；另一方面，加快「三華」等受端地區抽水蓄能電站建設，保證受端地區風電、核電與區外來電的協調運行。
同時，必須加快電網的智能化建設，使清潔能源發電能夠得到高效利用，核電能夠保持帶基荷高效運行，儘可能減少水電和風電的棄水和棄風，減少化石能源的消費。
堅強智能電網可獲得
巨大經濟社會效益
作為我國重要的能源輸送和配置平臺，堅強智能電網從投資建設到生產運營的全過程都將對我國的國民經濟、能源生產和利用方式產生重大影響。
堅強智能電網具有促進能源資源優化配置、引導能源生產和消費布局、保障電力系統安全穩定運行及電力市場運營等多項功能。堅強智能電網可以顯著提升發電利用效率。堅強智能電網一方面可以發揮其顯著的錯峰和調峰等聯網效益；另一方面通過構築電源、電網與用戶之間的友好互動平臺，在分時電價等機制下，引導用戶將尖峰時段的用電負荷轉移到低谷時段，降低高峰負荷，減小電網負荷峰谷差，減少火電發電機組出力調節次數和幅度，提高火電機組效率，降低發電煤耗，減少發電成本。據測算，到2020年，發展堅強智能電網將減少我國煤電裝機約6300萬千瓦，相應減少煤電投資約2200億元；平均單位發電煤耗下降4克至6克／千瓦時，單位發電成本下降約1.0分／千瓦時至1.5分／千瓦時。
堅強智能電網可以提升輸電效率和電能在終端用戶的使用效率。2020年，通過智能調度系統和靈活輸電技術，優化系統潮流分布，堅強智能電網可使系統網損降低70億千瓦時以上；通過智能電網與用戶間雙向信息交互以及智能家電的應用，提高終端設備的能源利用效率，堅強智能電網可實現用戶側節能約450億千瓦時。
堅強智能電網可以推動清潔能源開發利用，帶來巨大的化石能源替代和減排效益。堅強智能電網能夠實現風、光、水、火協調開發，聯合輸送，解決大規模、遠距離清潔能源發電送出過程中的經濟技術問題，將促進遠離負荷中心的清潔能源的規模化、集約化開發利用。同時，通過發展堅強智能電網，構建透明開放的互動平臺，將有效促進分布式清潔能源的合理開發和高效利用。2020年堅強智能電網可增加風電裝機規模5000萬千瓦以上，替代化石能源消費3000萬噸標準煤。2020年，發展堅強智能電網將減少環境外部成本超過440億元。
發展堅強智能電網可以減少鐵路煤炭運輸壓力，節約電力供應成本。堅強智能電網將推動煤炭產區大型煤電基地的建設，提高煤礦伴生資源的綜合利用，提高煤炭運輸效率，創造顯著的經濟效益。據測算，2020年我國主要煤炭產區向中東部負荷中心送電規模增加2億千瓦，可減少煤炭運輸量約4.7億噸，可節約電力供應成本約550億元／年。