随着风能和太阳能等可再生能源的普及，未来世界电网背后的技术可能会发生巨大变化。在这种分布式能源环境中，处理网格函数的控制可能会变得复杂。但是，当一个人很好地掌握了传统网格函数时，就更容易理解这些趋势。
开始时，两个或更多的直流发电机可以并联并同时运行，形成一个为共同负载供电的电网。为保证正常工作，电压应一致，极性连接正确，避免短路。发电机可以串联起来，这样电压就可以加起来，但一般不这样做。
两个或更多的交流发电机也可以连接并并行运行，或一个交流发电机可以钩入电网。这个过程更为复杂。对于交流热电联产，有五个要求。为更大的网络提供能量的源必须匹配其线路电压、频率、相序、相角和波形。波形取决于源的性质。旋转发电机通常输出正弦波。正弦是一个三角函数它等于直角三角形的对边比斜边相位角θ在直角三角形的交点处X和Y轴。对边是信号的振幅，邻边是经过的时间斜边是矢量。当发电机转子转动时，输出电压按正弦函数变化。
线路电压和频率取决于电源的速度，通常以每分钟转数计算。相序取决于在发电机或电网端接的电气连接。相位角会随着速度的变化而变化。操作者或发电机的任务是使发电机与电网之间的相位角为零。
每次两个交流电源并联时，电压、频率和相角都必须重新建立。
同步可以手动或自动实现。第一步是启动发电机，在预热和稳定后，增加转速，直到发电机和电网电压基本相等。
如果发电机与电网的相位相差很小，当它们之间的电气连接完成时，发电机就会把自己拉进来并与更强的电源同步。较硬的源不会受到明显的影响。如果相位差过大，除非熔断器到位中断电路，否则就会有过大的交叉电流，损坏较小的机器。
多年前，当发电机和电网接线时，三个灯泡被用作相位指示器。当发电机靠近电网时，灯泡会快速闪烁，然后随着两个电源之间的拍频缓慢闪烁。当它们相同时，灯泡就会熄灭。然后，电气连接可以通过打开三极断路器来完成，从那一点上，两个电源将保持相，或者更准确地说，较小的发电机将与静止的电网保持同步。
我们在这里讨论的是旋转发电机，但同样的原理适用于转换太阳能阵列、风力涡轮机或其他分布式电源。这些源必须与电网频率同步。
太阳能的选择正在成为一种现实的选择。这个解决方案有利于去中心化。但尽管如此，长而高容量的输电线路仍将存在很多年。
架空线路需要大量的土地，因为高压输电所需的高塔需要宽阔的道路。土地正在成为一种稀缺资源。在地下铺设传输线曾经非常昂贵，但现在由于技术创新变得更加可行，比如负担得起的水平钻孔和沿主要道路预先软化的权利。
考虑到未来的高压电线是在地下的，我们必须明白，这种趋势意味着从交流输电转向直流输电。架空线路彼此之间和与地面的距离是分开的。在地下线路中，由于绝缘层相对较薄且介电常数较高，这些缺陷大大减少。
直流换流站。
因此，任何长度的高压地下电力线实际上都是一个巨大的电容器。由于容抗与频率有关，交流线路中线对线和线对地的阻抗非常低，损耗很高。直流线路电容的影响是瞬间的，持续毫秒，并且只在电源开关打开或关闭时产生。另一个问题是皮肤效应。由于自感，交流电从大导体的中心被排斥，局限于其表面附近的区域。由于这个原因，导体横截面的很大一部分是不可用的。
传统上，交流技术的巨大优势在于，价格低廉的升压和降压变压器可以根据传输或终端用户的需要，轻松地增加和降低电压水平，而且损耗很小。
为了改变直流线路中的电压，需要巨大的20英亩整流和逆变站。此外，直流断路器也存在很大问题。这一切都在改变。一度，最先进的直流高压整流使用汞弧阀。这些是冷阴极充气管的特点是阴极由一池水银组成，因此是自我恢复。这种低技术含量的器件在20世纪70年代被二极管和晶闸管等半导体所取代，这些半导体可用于高压应用。
采用晶闸管的线换电流源变换器已成功应用于1000mw以上的大功率工程中。在350兆瓦装置中，强制换向电压源变换器的关断晶闸管或绝缘栅双极晶体管已被应用于许多领域。似乎可以肯定的是，类似的创新将使直流电源重新成为主导技术，正如托马斯·爱迪生曾经设想的那样。
最后，谈谈中国的电网。中国国家电网公司是世界上最大的电力公司。2011年，中国超过美国成为世界上最大的电力消费国。中国拥有大量的煤炭储量和水电资源，但这其中存在一个问题。碳排放失去了控制，结果是城市人口遭受了无情的雾霾侵袭。大多数人认为水电是一种完美的绿色能源，但事实是，每个水电大坝上游的大片洪水地区都被永久性地毁林，消除了最有效的二氧化碳2缓解。我们都知道，核选项是有问题的。
不幸的是，中国电网的位置并不符合该国最大的需求——位于快速发展的东部和南部工业区。东北有丰富的煤田，西南有水电潜力。这种不匹配意味着需要许多大型输电线路。(风能、太阳能和核能正在迅速发展，但到2020年，煤炭可能会占到总量的75%。)
由于没有单一的国家电网，配电变得复杂。在6个地区电网中，有5个由国家电网公司管理。南方电网由规模小得多的中国南方国家电网公司管理。
煤炭短缺是一个问题，尤其是在北方和高海拔地区，这些地区的煤炭运输因冬季恶劣天气而延误。目前，中国在配电基础设施方面投入了巨额资金(3000亿元人民币= 472亿美元)。有人指出，增加分配能力将导致进一步的空气质量退化，所以未来的道路是不确定的。
了下:测试和测量提示
