国家电网馆的主题是“创新，点亮梦想”，展现了未来自然、人和社会的和谐共生关系。展馆占地面积为4000平方米。
国家电网馆的外表是网格状肌理，粗细交错、虚实相间，寓意着电网与美好生活的艺术融合。馆内核心展项“魔盒”运用六面式大体量LED屏幕展示方式，融合环保理念和世界顶级的高新科技，给参观者带来前所未有的“沉浸式”观赏体验。观众站在距底部高3米的悬浮玻璃平台上，被112块LED屏幕形成的720度空间包围，前后左右、上下将都是光影幻动的屏幕。一场持续4分50秒的720度空间多媒体视听盛宴，将带领参观者感受自然能源转化成人类可用能源的过程。在这4分多钟里，整个“魔盒”仿佛在旋转一般，参观者“沉浸式”地体验自然能量的可持续利用将带来的美好未来。
国家电网馆向参观者提供了一种回归自然、极尽环保的可能，“魔盒”高度利用太阳能、风能等维持运作。场馆内的生态设计充分考虑了日照、日影和风矢量的变化，为参观者预设了一个没有日晒、采光充足、空气流通的游览空间。馆内采用一个叫做“向日葵”的12镜太阳光采光导入系统，将日光直接引入室内，以节约馆内的电能供应；展馆的顶部风口处设置了若干小型风能发电装置，补充馆内电能，形成循环利用能源的效果。整个场馆内部的通道，更是巧妙地利用了上海的夏季风向，形成了一条“捕捉夏风”的S形节能清凉走廊，让参观者能体会到清风徐来的妙趣。
在国家电网馆地下一层，智能电网综合示范展示区被装扮成了一个美轮美奂、变幻莫测的电力世界，让参观者近距离、多角度了解智能电网；透过宽大的玻璃窗，观众可以看到地下被誉为世博会浦西园区“能量之心”的110千伏蒙自变电站主变压器的运行情况。这是首座服务世博会的智能变电站，其投入运行时的信息采集、传输、处理和输出等流程均实现了数字化、智能化。
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