自19世纪末以来，电力系统不断发展演变。当前
的电力系统在规模和技术复杂性上存在差异，大到实
现同步的北美东部互联系统,小到独立的靠柴油发电的
自维持系统，有些系统(如在中国)正在进行快速扩建
改造。然而，虽然有这些差别，但是电力系统在运行
和规划上却也有着共同的目的，即提供可靠的和具有
成本效益的电力。展望未来，预计电力系统将会继续
扩大其重要地位，鉴于电力系统可提供现代能源，能
够实现能源的远距离输送，并为提供低碳能源开辟了
一条具有潜力的路径。
电力系统有几个重要特征，对可再生能源的融
入构成挑战。大部分电力系统使用交流电(AC)运行，
因而绝大部分发电是同步的并按50或60Hz的频率运
行，具体频率由地区而定。电力需求每天、每周、每
季均不相同，这取决于电力用户需求。总需求变化可
通过改变发电时间和电力调度指令与之相符，以维持
供需平衡。发电机和其它发电系统用于提供有功功率
控制，维持系统频率，并提供无功功率控制，以将电
压保持在额定范围之内。供需分钟间变化是通过发电
自动控制进行管理的，即通过所谓的调节和负荷跟踪
服务，而几小时至几天的较长时间尺度管理是通过
调度和时间发电(包括启动和关闭发电，也称为机组
运行时间)。不论采用何种机制，都需要连续平衡供
电。有些地区选择将各电力市场组织起来，以便确定
启用哪些发电机组，以及或如何调度电力。即使是自
维持系统也必须采用一些办法，以维持发电与需求之
间的平衡(通过可控式发电机、可控负荷、或像电池
那样的储电资源)。
除了保持供需平衡外，电力系统还必须通过容
量有限的输变电网在发电与用电需求之间进行电力传
输。要确保有充足的电力和电网容量，则需要制定多
年规划。制定电力系统规划需要吸收有关系统各部分
的知识，其中包括发电部分和电网部分，这些部分将
在一定时期内出现故障(应急情况)。然而，通过形成
充足的资源能够达到目标程度的可靠性。为确定基于
化石燃料或可再生能源的发电量，以满足可达到目标
水平可靠性的需求，采用了一个重要换算指标，即所
谓的容量信用。
根据电力系统的特点，可再生能源的几个特征对
于其融入电力系统至关重要。特别是可再生能源的可
变性和可预测性(或不确定性)与电力系统的计划和调
度相关，可再生能源资源的地点是影响电网需求的一
个相关指标，而容量因子、容量信用和电厂特征是用
于比较的指标，如与热力发电的比较。
某些可再生能源的电力资源(特别是海洋、太阳
能光伏、风能)是可变的，仅可实现部分调度：这类
资源的发电量若需要则能够减少，但其最大发电量取
决于可再生能源的现有量(如潮汐、阳光或风)。如果
发电量与需求高峰时间缺乏很好的相关性，容量信用
则低。此外，某些可再生能源可变性和部分可预测性
加大了可调度电力或其它资源的负担，以确保供需平
衡，即便可再生能源出现偏离。在许多情况下，可变
性和部分可预测性多少可通过地理多样化予以缓解，
变化和预报误差将不会总是同时同向发生。但是，对
于大多数可再生能源而言，一个普遍的挑战在于可再
生资源具有地点特殊性，因此，利用可再生资源开展
集中式发电或许需要相当距离的输送，需要扩建电
网。调度式可再生资源(包括水电、生物能、地热能
和储热式太阳能聚光发电)在许多情况下具有额外的
灵活性，可使系统融入其它可再生能源，而且往往具
有较高的容量信用。