Одна из специфических особенностей электроэнергетики состоит в том, что её продукция в отличие от продукции всех отраслей промышленности не может накапливаться для последующего использования: производство электроэнергии в каждый момент времени должно соответствовать размерам потребления. Поэтому возникающие на основе электроэнергетики связи отличаются постоянством, непрерывностью и осуществляются мгновенно.
По признаку взаимодействия электростанции делятся на системные и изолированные. Электростанции, совместно действующие в энергосистемах, дают 95% всей электроэнергии в стране.
Энергосистема представляет собой взаимообусловленное сочетание электростанций разных типов, работающих на общую нагрузку, которые осуществляют производство, передачу и распределение электроэнергии между потребителями. В состав энергосистем входят электростанции, подстанции, распределительные пункты и электросети разных напряжений.
Электроэнергетика с точки зрения централизации производства за короткий срок (с плана ГОЭЛРО по настоящее время) прошла четыре этапа:
1) локальное или кустовое объединение электростанций в пределах отдельных промышленных пунктов;
2) создание районных или региональных систем в пределах субъектов Федерации – их 77 из 83 субъектов Федерации);
3) строительство межрайонных или объединённых энергосистем (ОЭС), их 6 – ОЭС Центра, Юга, Северо-Запада, Средней Волги, Урала и Сибири и ОЭС Востока;
4) к 1956 г. сложилась единая энергосистема (ЕЭС) России Единая энергосистема — совокупность ОЭС, соединённых межсистемными связями, охватывающая значительную часть территории страны при общем режиме работы и имеющая диспетчерское управление; в ЕЭС входят 5 из 6 ОЭС, кроме ОЭС Востока, работающей изолированно от ЕЭС России (рис. 67).
Единая энергосистема страны обладает следующими преимуществами:
Чем крупнее энергосистема по мощности и охвату территории, тем больше проявляются её технико-экономические преимущества.
В результате создания ЕЭС у нас никогда не было крупных аварий и сбоев в энергосистемах, поэтому приезжали перенимать опыт централизованного энергоснабжения не только из США, но и из Израиля, который и создал свою систему по нашему образцу.
Оптимизация распределения объясняется следующими обстоятельствами. Известно, что режим работы любой электростанции изменяется в течение суток и сезонов года в зависимости от колебаний спроса на электроэнергию со стороны потребителей. В связи с этим различают базовую (базисную) и пиковую (максимальную) нагрузки, обусловливающие крайне неравномерное использование мощностей, если электростанции изолированы друг от друга. При совместной работе в энергосистеме для каждой электростанции имеется возможность выбрать наиболее экономичный режим нагрузки, который бы соответствовал её особенностям. Семьдесят тонн мазута нужно затратить на запуск среднего, мощностью 300 тыс. кВт блока и двое суток времени, АЭС требуется 20 часов на разогрев. Если бы ГЭС действовала обособленно, то её мощность пришлось бы рассчитывать или на самый маловодный год, вследствие чего происходил бы сброс воды во время многоводья, либо на самый многоводный год, что привело бы к снижению выработки энергии во время маловодья. Базисную нагрузку выполняют КЭС, АЭС и ТЭЦ (зимний период). Пиковую нагрузку принимают на себя ГЭС и ГАЭС. Сглаживанию нагрузок в энергосистеме помогают ЛЭП сверхвысокого напряжения и введение «летнего» времени.