同步发电机转子绕组直流励磁产生固定的随转子一起以恒速N旋转的磁场，在定子绕组产生频率恒定为fs=NpN/60的交流电动势（Np为磁极对数），运行中电动势频率fs由转速唯一确定。早期转子直流励磁电流由直流发电机供电，现在已广泛应用由交流电源经开关型电力电子变换器（整流器）供电，改善了同步发电机电动势的快速调控性能，也提高了发电机运行可靠性。当采用风力发电时，风况、风速是时变的，风力机的转速改变时，直流励磁的同步发电机电动势大小和频率随之改变。为了使风电的频率固定，在不同风速时，必须强制风力机转速恒定，这不仅不能充分利用风能，也危害风电系统的安全运行。如果将风力发电机的转子直流励磁改为频率为fr的三相交流电励磁，转子上三相交流励磁电流产生相对于转子的旋转磁场速度为Nr=60fr/Np，转子相对定子以速度N旋转，使转子磁场相对于定子绕组的速度为N+Nr，这时，定子电动势频率将是fs=Np（N+Nr）/60=NpN/60-fr。在转速N改变时，只要调控转子外加电动势、电流的频率fr，即可使定子频率fs恒定不变。频率为fr的三相交流电可由电力电子开关型变流器得到，其输出频率为fr的电压、电流容易实现快速、精确的调控，因而在实现充分利用风能、变速恒频发电的同时，也将转速的机械控制改进为电力电子变换器的控制，能显著地提高发电机组的快速可控性和运行安全性。
抽水储能电站在电力系统中已有较广泛的应用。电力系统负荷轻、用电量低谷期，发电机除对负荷供电外，仍以额定功率发电，将剩余功率向作为电动机运行的抽水储能电动机供电，电动机驱动水泵抽水储能。在负荷重、用电高峰期，发电机功率不够时，抽水储能电动机在发电机工况下运行，在水轮机驱动下发电机向系统供电。无论在水泵电动抽水储能或在水轮机发电工况下运行时，水头水位高度不同时，要使电动水泵和水轮机发电的效率高，都必须随水头水位高低的不同而改变电动机和发电机的转速。因此，在电源频率固定为50Hz（或60Hz）情况下，只有采用转子交流励磁的变速恒频抽水储能和水力发电，才能提高运行效率，节省能耗。此外，抽水储能和水力发电的功率随转速的高低变化很大，转速变化10%～15%，功率变化可达一倍。因此，发电机改用交流励磁，依靠电力电子变换器对交流励磁绕组供电，不仅能改善发电机运行的可控性[快速、连续、精确、灵活（灵性）]，还可较容易地扩大功率的调控范围。(www.xing528.com)
太阳能光伏发电组件输出的直流电压也是时变的，需经电力电子变换后才能向负荷提供恒频恒压交流电。光伏电站、风力发电站等分布式电源并网运行时诸多的运行和控制问题，也都可通过电力电子技术妥善应对。为了使电力系统运行中时变的有功功率平衡或改善电能质量，电力系统需要有储能设备，电力电子变换器和补偿控制器又是许多储能系统（如超导储能系统）的关键设备。
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