При условии идеального равномерного потребления электроэнергии может происходить равномерная работа определенного количества электростанций. На самом деле работа большинства отдельных электропотребителей неравномерна и суммарное использование электроэнергии также неравномерное. Можно привести множество примеров равномерности работы установок и приборов, которые расходуют электроэнергию. Завод, который работает в одну или две смены, равномерно потребляет электрическую энергию на протяжении суток. В ночное время потребляемая им энергия близкая к нулю. Улицы, отдельной квартиры освещаются только в определенное время суток. В утренние и вечерние часы коммунальная нагрузка наибольшая.

График нагрузки определенного района или города, который представляет собой изменение во времени суммарной мощности всех потребителей, имеет провалы и максимумы. Это означает, что в одно время суток требуется большая суммарная мощность генераторов, а в другое время часть генераторов или электростанций может быть отключена или может работать с уменьшенной нагрузкой.

Энергетики принимают меры для выравнивания графика суммарной нагрузки потребителей. Например, вводится дифференцированная стоимость электроэнергии в зависимости от того, в какой период времени она потребляется. Если электроэнергия потребляется в моменты максимумов нагрузки, то и стоимость её определяется как большая. Это повышает заинтересованность потребителей в такой постановке работы, которая оказывала бы содействие уменьшению электрической нагрузки в моменты максимумов потребления в энергосистеме. Вообще возможности выравнивания потребления электроэнергии небольшие. Итак, электроэнергетические системы должныбыть довольно маневренными, способными быстро изменять мощность электростанций. Регулирование мощности ГЭС происходит таким образом. В периоды, когда в системе есть провалы нагрузки, ГЭС работает с незначительной мощностью и вода заполняет водохранилище. При этом накапливается энергия. С наступлением пиков включаются агрегаты станции и вырабатывается энергия.

Накопление энергии в водохранилищах рек приводит к затоплению больших территорий, что в большинстве случаев весьма не желательно. Небольшие речки малопригодны для регулирования мощности в системе, поскольку они не успевают заполнить водой водохранилище.

Задачу снятия пиков решают гидроакумулирующие станции (ГАЭС), работая следующим образом. В интервалы времени, когда электрическая нагрузка в объединенных системах минимальная, ГАЭС перекачивает воду из нижнего водохранилища в верхнее и потребляет при этом электроэнергию из системы. В режиме непродолжительных пиков - максимальных значений нагрузки - ГАЭС работает в генераторном режиме и тратит накопленную в верхнем водохранилище воду.

ГАЭС стали особенно эффективными после появления оборотных гидротурбин, которые выполняют функции и турбин, и насосов. Перспективы применения ГАЭС во многом зависят от КПД, под которым относительно этих станций понимается отношение энергии, выработанной станцией в генераторном режиме, к энергии, израсходованной в насосном режиме.

Основными предпосылками гидроаккумулирования электроэнергии является потребность в маневренной мощности для покрытия пиков нагрузки и компенсации ее краткосрочных изменений, уплотнении нагрузки с использованием дешевой ночной энергии, увеличении мощности и времени использование базовых электростанций, экономичности топлива в энергосистеме.

Экономия топлива при использовании ГАЭС достигается за счет догрузки теплового оборудования для зарядки ГАЭС. При этом потребляется меньше топлива, чем для производства пиковой электроэнергии на ТЭС или газотурбинной станции. Кроме того, режим ее зарядки оказывает содействие введению в эксплуатацию базовых электростанций, которые будут вырабатывать энергию с меньшими удельными затратами топлива.

Первые ГАЭС в начале XX ст. имели КПД, не больше 40%, в современных ГАЭС КПД составляет 70-75%. К преимуществам ГАЭС, кроме относительно высокого значения КПД, относится также и низкая стоимость строительных работ. В отличие от обычных ГЭС, здесь нет необходимости перекрывать речки, строить высокие дамбы с длинными туннелями и т.п.

ГАЭС и ветровые электростанции, которые отличаются непостоянством вырабатываемой мощности удачно объединяются м. собой. При этом тяжело рассчитывать на мощность ветровых станций в часы пиков в энергосистеме. Если же электроэнергию, которая вырабатывается на этих станциях, накапливать на ГАЭС в виде воды, которая перекачивается в верхний бассейн, то выработанная на ветровых электростанциях за определенный промежуток времени энергия может быть использована соответственно потребностям системы. Преимущества ГАЭС позволяют широко применять их для аккумулирования энергии.