在早期以火力发电为主的能源结构下，由于发电端本身计划性较强、能跟上负荷侧的波动，然而随着能源体系逐步转向以新能源为主，世界范围内已经达到了光伏平价，装机量节节攀升。伴随高度随机、不稳定性的风、光电力大规模并入电网，占比已经从2012年的5.65%达到目前的28.40%，发电侧的高波动性对电网体系提出了远高于以往的挑战，风光发电存在的随机性、间歇性和波动性等特点对电网的影响日益。
电储能主要有超级电容和超导电磁储能2种形式。超级电容本质上是介于电容器和电池之间的电化学电容器。它的功率密度高达10 kW/kg，但能量密度很低（<5 W·h/kg）。因此，它适合应用在需要快速充电和放电的场合，例如城市无轨电车，可以利用停站的短暂时间充电，然后快速放电完成车的启动和站间的均速行驶。而超导电磁储能则利用电感材料在临界温度以下电阻为零的特点储存电磁能，其储电能力比电池高出一两个数量级。
储存材料通常是砾石和水的混合物或沙子和水的混合物。如果坑的衬里用聚合物材料，则存储温度可达95 ℃。热量通过分布在不同层的管道进水或取水进行交换。存储中的传热过程主要是对流。由于砾石的比热容低，典型体积热容量为2.2 MJ/（m3·K），大约是水的60%，因此蓄热体积要比基于水的深坑储能大50%。这种储能方式相当于建造一个人工含水层，但蓄热温度比含水层高，对地质和环境影响相对较小。WGPS的蓄热能力也不差，可达30~50 kW·h/m3。