В основному в даний час застосовується поділ електростанцій на КЕС, ТЕЦ, ПГУ, ГТЕС, АЕС, ГЕС. Для більш повної характеристики електростанції можна класифікувати за низкою основних ознак:
- по виду первинних енергоресурсів;
- по процесам перетворення енергії;
- за кількістю і видом енергоносіїв;
- за видами енергії, що відпускається;
- по колу охоплених споживачів;
- по режиму роботи.
1. За видами використаних первинних енергоресурсів різняться електростанції, які застосовують: органічне паливо (ТЕС); ядерне паливо (АЕС); гідроенергію (ГЕС, ГАЕС і ПЕС); сонячну енергію (СЕС); енергію вітру (ВЕС); підземне тепло (геотермальні ГеоЕС).
2. По застосовуваних процесів перетворення енергії виділяються електростанції, в яких: отримана теплова енергія перетворюється в механічну, а потім в електричну енергію (ТЕС. АЕС); отримана теплова енергія безпосередньо перетворюється в електричну (електростанції з МГД-генераторами, МГД-ЕС, СЕС з фотоелементами та ін.); енергія води і повітря перетворюється в механічну енергію обертання, потім в електричну (ГЕС, ГАЕС, ПЕС, вітроелектричні ВЕС, повітряно-акумулюють газотурбінні електростанції).
3. За кількістю і виду використовуваних енергоносіїв розрізняються електростанції: з одним енергоносієм (КЕС і ТЕЦ, атомні КЕС і ТЕЦ на парі, АЕС з газовим енергоносієм, ГТеС); з двома різними по фазовому стану енергоносіями (парогазові електростанції, в тому числі ПГ-КЕС і ПГ-ТЕЦ); з двома різними енергоносіями однакового фазового стану (бінарні електростанції).
4. За видами енергії, що відпускається розрізняються електростанції: відпускають тільки або в основному електричну енергію (ГЕС, ГАЕС, КЕС, атомні КЕС, ГТЕС, ПГ-КЕС та ін.); відпускають електричну і теплову енергію (ТЕЦ, атомні ТЕЦ, ГТ-ТЕЦ та ін.). останнім часом КЕС і атомні КЕС все більшою мірою збільшують відпуск теплової енергії. Теплоелектроцентралі (ТЕЦ), крім електроенергії, виробляють тепло; використання тепла відпрацьованої пари при комбінованому виробництві енергії забезпечує значну економію палива. Якщо відпрацьована пара або гаряча вода використовуються для технологічний процесів, опалення та вентиляції промислових підприємств, то ТЕЦ називаються промисловими. При використанні тепла для опалення та гарячого водопостачання житлових і громадських будівель міст ТЕЦ називаються комунальними (опалювальними). Промислово-опалювальні ТЕЦ постачають теплом, як промислові підприємства, так і населення. На опалювальних ТЕЦ поряд з теплофікаційними турбоустановки є водогрійні котли для відпустки тепла в періоди піків теплового навантаження.
5. По колу охоплених споживачів виділяються: районні електростанції (ГРЕС -державна районна електрична станція); місцеві електростанції для електропостачання окремих населених пунктів; блок-станції для електропостачання окремих споживачів.
6. По режиму роботи в ЕЕС розрізняються електростанції: базові; маневрені або напівпікові; пікові.
До першої групи належать великі, найбільш економічні КЕС, атомні КЕС, ТЕЦ на теплофікаційному режимі і частково ГЕС, до другої групи - маневрені конденсаційні електростанції, ПГ-КЕС і ТЕЦ, до третьої групи - пікові ГЕС, ГДЕС, ГТЕС. Частково в піковому режимі працюють ТЕЦ і менш економічні КЕС.
Крім перерахованих вище загальних основних ознак класифікації електростанцій, для кожного їх типу є свої внутрішні ознаки класифікації. Наприклад, КЕС і ТЕЦ розрізняються за початковими параметрами, технологічною схемою (блокові і з поперечними зв'язками), одиничної потужності блоків і т.п. АЕС класифікуються за типом реакторів (на теплових і швидких нейтронах), по конструкції реакторів і ін.
Поряд з розглянутими вище основними типами електростанцій в Росії розвиваються також парогазові і чисто газотурбінні електростанції. Парогазові електростанції (ПГЕС) застосовуються в двох варіантах: з високонапірним парогенератором і зі скиданням вихлопних газів в котлоагрегати звичайного типу. При першому варіанті продукти згоряння з камери згоряння під тиском направляються в високонапірний компактний парогенератор, де виробляється пар високого тиску, а продукти згоряння охолоджуються до 750-800ºС, після чого вони направляються в газову турбіну, а пар високого тиску подається в парову турбіну.
А першою схемою повинен спалюватися природний газ або спеціальне газотурбінне рідке паливо, в другій схемі таке паливо має спалюватися тільки в камері згоряння газової турбіни, а в котлоагрегатах - мазут або тверде паливо, що представляє певну перевагу. Комбінування двох циклів дасть підвищення загального ККД ПГЕС приблизно на 5-6% в порівнянні з паротурбінної КЕС. Потужність газових турбін ПГЕС становить приблизно 20-25% потужності парогазового блоку. У зв'язку з тим, що питомі капіталовкладення в газотурбінну частина нижче, ніж в паротурбінну, в ПГЕС досягається зменшення питомих капіталовкладень на 10-12%. Парогазові блоки мають більшу маневреність, ніж звичніше конденсаційні блоки, і можуть бути використані для роботи в напівпіковій зоні, так як більш економічні, ніж маневрені КЕС.
Часто газотурбінні електростанції (ГТеС) використовуються як пікові. Питомі капіталовкладення в ГТеС приблизно на 25-30% менше, ніж в маневрені двигуни КЕС. ККД ГТеС на 4-5% нижче, ніж на паротурбінних ТЕС, що допустимо при роботі в піковому режимі. В даний час в Росії випускаються газові турбіни для ГТеС потужністю 100 І 150 МВт. При використанні для теплопостачання тепла вихлопних газів від газових турбін ГТеС можна підвищити ККД ГТеС.