今回の地震では、震源地から遠い首都圏でも約２１０万戸の大規模な停電が発生した。東京電力管内では送配電網に大きな被害はなかったが、広域での予期せぬ全面停電「ブラックアウト」を防ぐため、一部地域への電力供給を強制的に止めた。
地震の発生後、東北地方を中心に火力発電所１２基、水力発電所２４か所が安全確認などのため緊急停止した。約６３０万キロ・ワットの供給力が失われた。
電気を安定供給するには、需要（使用量）と供給（発電量）が同じ量になっている必要がある。需給のバランスが急に崩れると、最悪の場合、発電所の安全装置が作動してブラックアウトを引き起こす。しかも東電と東北電は送配電網がつながっており、一体で需給を調整することが求められる。
今回は、東電の安全システムが、東北を含む送配電網全体での供給力不足を検知して自動的に作動し、一部地域を意図的に停電させた。
東電によると、停電させる地域はシステムが機械的に判断する。今回のように深夜であれば、電力需要が多い歓楽街や少ないオフィス街などを瞬時に組み合わせ、需給を調整する。近接する地域でも停電の有無が分かれた。
予備電源を稼働させ、東電管内の停電は地震から約３時間後の１７日午前２時５２分に復旧した。一方、配電線の切断などがあった東北電管内では最大で約１６万戸が停電したが、午後９時４１分に全面復旧した。
送電調整が間に合わなかった２０１８年の北海道胆振東部地震では、北海道全域約２９０万戸が停電するブラックアウトに陥り、復旧に２日かかった。
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