近年来，太阳能光伏发电和风电成本已大幅下降。在智利和摩洛哥，太阳能光伏发电和风电中标电价低于 3 欧分/千瓦时。2017 年 11 月在德国进行的第三轮拍卖过程中，陆上风电价格已经降至 3.82 欧分/千瓦时。 2016 年，全球许多地方的陆上风电和太阳能发电站投标价格为 5 欧分/千瓦时左右。 由于成本不断下降，风力和太阳能光伏成为全球增速最快的发电资源，并有望在不久的将来占据电力结构中相当大的一部分份额。
风能和太阳能依赖于天气。随着可变可再生能源 (vRES) 份额的增加，有必要对电网运营实施一些根本性变革。因此，许多研究人员和决策者将目光投向了可变可再生能源在供电中已占据相当大份额的国家/地区，如丹麦（vRES 份额超过 40%）、爱尔兰、西班牙和德国（vRES 份额均为 20% 左右）。
消纳高份额的 vRES 对系统运营商而言是一项挑战。而拥有高 vRES 份额的国家/地区却表现得相当不错，供电的可靠性一直处于非常高的水平。例如，诸如系统平均电力中断持续时间指数 (SAIDI) 和损失负荷概率 (LOLE) 等关键指标显示，尽管德国的 vRES 份额不断上升且基荷发电不断下降，但其电力系统在全球范围内处于最稳定之列（图 2）。 此数据说明，高电网可靠性与消纳不断上升的可再生能源份额并非无法兼顾。
在本文中，我们将概述一些关于电网消纳 vRES 的经验教训，这些经验教训源自可变电力份额较高的国家/地区，如德国和丹麦。我们将介绍在这些国家/地区的法规框架背景中的现行实践，以及为应对电网运营商一直面临的挑战所采取的变革措施。第 1 章描述，随着 vRES 发电水平的不断提高，电力系统的未来趋势以及电网面临的和挑战。第 2 章关注新电力传输线和变电站的建设。第 3 章关注系统运营和辅助服务。
