電站利用電力負(fù)荷低谷時(shí)的電能抽水至上水庫(kù)，在電力負(fù)荷高峰期放水至下水庫(kù)，可以使電網(wǎng)低負(fù)荷時(shí)的低價(jià)值電能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娋W(wǎng)高峰時(shí)期的高價(jià)值電能，還具備調(diào)頻、調(diào)相、穩(wěn)定電力系統(tǒng)的周波和電壓等功能。它宜作事故備用，也可提高系統(tǒng)中火電站和核電站的運(yùn)行安全和效率。
　　
　　德國(guó)陽(yáng)光蓄電池蓄能電站不向電力系統(tǒng)供應(yīng)電能，而是將系統(tǒng)中其它電站的低谷電能和多余電能，通過抽水的方式將水流的機(jī)械能變?yōu)閯?shì)能存蓄于上水庫(kù)中，待到電網(wǎng)需要時(shí)再放水發(fā)電。其作用是實(shí)現(xiàn)電能時(shí)間上的“削峰填谷”，經(jīng)抽水和發(fā)電兩種環(huán)節(jié)過后，它總的綜合效率約為75%。
　　
　?。?）在容量效益：抽水蓄能電站可降低火電機(jī)組的日出力變化幅度，使其在高效率區(qū)間增加發(fā)電量，并使核電和大型火電機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行。在電網(wǎng)中缺少調(diào)峰電源時(shí)，抽水德國(guó)陽(yáng)光蓄電池蓄能電站可減少核電、火電或其它類型電源的裝機(jī)容量，改變能源結(jié)構(gòu)，減少電力能源建設(shè)總投資。
　　
　?。?）能量轉(zhuǎn)換效益：抽水蓄能電站通過能量轉(zhuǎn)換，將成本低的低谷電能轉(zhuǎn)換為價(jià)值高的峰荷電能。
　　
　?。?）節(jié)煤效益：抽水蓄能機(jī)組的投人，調(diào)整了電網(wǎng)負(fù)荷分配。火電盡量擔(dān)負(fù)基荷和腰荷，從而降低火電平均總煤耗。
　　
　　對(duì)于數(shù)據(jù)中心而言，抽水蓄能電站作用相當(dāng)于一個(gè)超級(jí)電池，夜里充電白天放電，這種成熟的儲(chǔ)能技術(shù)可以給數(shù)據(jù)中心提供穩(wěn)頻濾波和停電保護(hù)。同時(shí)，抽水蓄能電站的兩個(gè)大容量水庫(kù)相當(dāng)于數(shù)據(jù)中心的兩個(gè)超級(jí)蓄冷罐或蓄水池，其深層湖水可用于數(shù)據(jù)中心持續(xù)供冷及散熱補(bǔ)水，存儲(chǔ)大量冷水即存儲(chǔ)了大量的備用冷量。
　　
　　理想情況下，上下兩個(gè)水庫(kù)的存在，相當(dāng)于供熱量遷移的空調(diào)系統(tǒng)，它將數(shù)據(jù)中心產(chǎn)生的熱量轉(zhuǎn)移到上庫(kù)湖面這個(gè)超級(jí)冷卻塔自然散熱后，再靠自重力回流到下庫(kù)帶走機(jī)房?jī)?nèi)的熱量，可使數(shù)據(jù)中心水泵的功耗降幅明顯。典型的抽水蓄能電站主要結(jié)構(gòu)如下，紅線以下為死庫(kù)容深層湖水，可用于數(shù)據(jù)中心散熱需要。
　　
　　1、抽水蓄能電站選址問題
　　
　　抽水蓄能電站對(duì)地質(zhì)條件要求苛刻，選址時(shí)應(yīng)充分考慮當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)條件。其地下巖石多為礫巖、砂巖等，無(wú)地震、臺(tái)風(fēng)、海嘯、龍卷風(fēng)、洪水、干旱等隱患，是數(shù)據(jù)中心的風(fēng)水寶地。典型的抽水蓄能電站多建設(shè)在植被良好的山區(qū)，得益于大比熱容的湖水及良好植被覆蓋，整體環(huán)境溫度比周邊城市地區(qū)要低幾度。附近多有天然小徑流水源，湖水具備良好的自凈能力，水質(zhì)優(yōu)良不言而喻。抽水蓄能電站投資龐大，其基礎(chǔ)配套也較為完善（可滿足大型水電機(jī)組運(yùn)輸需求的公路，宛如度假園區(qū)的湖光山色，配套的住宿、酒店、會(huì)議中心等），土地儲(chǔ)備豐富，可擴(kuò)展性好。蓄能電站廠區(qū)安全要求高，數(shù)據(jù)中心園區(qū)內(nèi)的安保風(fēng)險(xiǎn)低。此外，抽水蓄能電站豐富的電力、水利人才，與數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)人才資質(zhì)相近。
　　
　　2、數(shù)據(jù)中心供電的問題
　　
　　按照75%的轉(zhuǎn)換效率、年利用兩千小時(shí)（以及均攤的電站造價(jià)、發(fā)電價(jià)格、管理費(fèi)用及利潤(rùn)等）估算，其峰電電價(jià)比電網(wǎng)平均電價(jià)便宜，但抽水蓄能電站受限于其間歇性供電特性，電站的發(fā)電機(jī)組無(wú)法直供電?；旌鲜匠樗钅茈娬局苓呁ǔＳ谐Ｒ?guī)水電站，純抽水蓄能電站周邊往往也有小水電站（部分用于黑啟動(dòng)），以便數(shù)據(jù)中心獲得潔凈廉價(jià)的水電等能源。但目前國(guó)內(nèi)政策多不允許數(shù)據(jù)中心從水電站直供電，因此數(shù)據(jù)中心的電力仍需從大電網(wǎng)上獲得。但若數(shù)據(jù)中心能夠獲得直供電的政策扶植，采用分布式小水電供電，則既可得到廉價(jià)清潔能源，又可提高小水電綜合收益，且不影響大電網(wǎng)的負(fù)荷和風(fēng)險(xiǎn)，實(shí)乃多贏之舉。
　　
　　雖然抽水蓄能電站數(shù)據(jù)中心的電力來(lái)自大電網(wǎng)，但其用電可靠性等級(jí)卻和普通數(shù)據(jù)中心大相徑庭——抽水蓄能電站上下水庫(kù)這倆超級(jí)儲(chǔ)能電池大大提升了蓄能電站周邊電網(wǎng)的可靠性。大型核電站和火電站需要漫長(zhǎng)的啟動(dòng)時(shí)間，且只允許較小的負(fù)載波動(dòng)，而抽水蓄能電站可快速啟動(dòng)、瞬間帶重載。
　　
　　任何電網(wǎng)異常情況發(fā)生時(shí)，抽水蓄能電站以及附近的水電站都可在幾秒內(nèi)恢復(fù)電網(wǎng)供電，供電可靠性較高（號(hào)稱達(dá)到4個(gè)9以上）。高供電可靠性、電站的快速啟動(dòng)特性使得柴油發(fā)電機(jī)容量可以降低，UPS電池備份容量的投資成本得以減少——廣州抽水蓄能電站一期電廠年平均吸收低谷電量14.05億kW•h、調(diào)峰發(fā)電量10.8億kW•h，為電網(wǎng)調(diào)峰填谷、調(diào)頻、調(diào)相，平均每臺(tái)機(jī)年運(yùn)行時(shí)間2217h、每天啟動(dòng)2.25次，平均每年緊急啟動(dòng)16.5次（當(dāng)系統(tǒng)有事故，周波低于49.8Hz時(shí)）。機(jī)組可靠性也毋庸置疑——1999年，發(fā)電啟動(dòng)成功率達(dá)99.8%，抽水啟動(dòng)成功率達(dá)97.7%。二期機(jī)組從靜止到發(fā)電滿載僅需2min，靜止至抽水滿載也僅需4min。快速啟動(dòng)特性可大幅減少柴發(fā)投資。
　　
　　3、免費(fèi)供冷的可行性分析
　　
　　大型抽水蓄能電站的庫(kù)容高達(dá)幾千萬(wàn)m³，水庫(kù)最深處達(dá)50-60米，而死水位深度通常達(dá)30-40米（底下部分冷水常年擾動(dòng)不大、水溫較低）。某些純抽水蓄能電站的湖水無(wú)直連河流，無(wú)季節(jié)性洪水之難，加上優(yōu)良水質(zhì)，數(shù)據(jù)中心散熱可采用死水位以下的常年低溫冷水?；蛟S也可將數(shù)據(jù)中心建在地勢(shì)比下庫(kù)水壩低之處，利用大壩高差，進(jìn)一步減少水泵等傳送功耗。
　　
　　采用死水位底下的深層湖水，常年水溫約為4-12℃，經(jīng)過簡(jiǎn)單水處理后可直接用于板換給數(shù)據(jù)中心內(nèi)的空調(diào)末端供冷。被數(shù)據(jù)中心加熱后的溫水可以直接排放到湖水水面（高溫水浮在湖面上層）、水壩下方（如果有徑流加入），可擇優(yōu)選擇是將溫水遠(yuǎn)離取水口的灣區(qū)，還是在電站的抽水口處被帶走（上庫(kù)可以當(dāng)成是超級(jí)冷卻塔），或者是采用更多的低溫冷水給數(shù)據(jù)中心加熱后的溫水降溫后再排放到抽水口附近帶走……
　　
　　為了應(yīng)對(duì)夏季湖水溫度高于冷凍水溫度問題，可適當(dāng)配置少量冷水機(jī)組備用。但由于相對(duì)較低的湖水溫度，冷水機(jī)組的容量和壓力也低。若利用12-20℃湖水作為冷機(jī)冷卻水使用，通過降低冷機(jī)的冷凝溫度，COP約提升30%，節(jié)能效果顯著。且每年冷機(jī)工作時(shí)間短，對(duì)PUE影響微乎甚微，另外上下庫(kù)高差可能降低水泵功耗，在南方地區(qū)我們有望實(shí)現(xiàn)1.2X的年均PUE。
　　
　　4、蓄冷及冷卻水補(bǔ)水、消防水池等
　　
　　抽水蓄能德國(guó)陽(yáng)光蓄電池電站的大水庫(kù)，除了是儲(chǔ)能供電的大電池、蓄冷的超級(jí)大冷池之外，水庫(kù)海量的庫(kù)容還是冷卻水的補(bǔ)水池（如果需要冷機(jī)度夏的話），以及數(shù)據(jù)中心園區(qū)的消防大水池，因此可減少傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心在蓄水池及消防水池方面的投入。這些天然的地理優(yōu)勢(shì)足以傲視傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心園區(qū)。
　　
　　5、數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)問題
　　
　　數(shù)據(jù)中心靠近用戶則傳輸延遲較小，網(wǎng)絡(luò)帶寬豐富，專線的建設(shè)成本較低。目前中國(guó)大部分用電和人口都密集于東部沿海地區(qū)，所以目前絕大多數(shù)數(shù)據(jù)中心建設(shè)于此。抽水蓄能電站是為負(fù)荷中心配置的，也多建設(shè)在東部地區(qū)，靠近用戶和現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)骨干節(jié)點(diǎn)。以下圖珠三角區(qū)域?yàn)槔?，在南方網(wǎng)絡(luò)骨干超核心廣州周邊的200公里范圍內(nèi)匯聚了近億流動(dòng)人口，幾千萬(wàn)千瓦的用電負(fù)荷。240萬(wàn)千瓦廣蓄、240萬(wàn)千瓦惠蓄、136萬(wàn)千瓦清遠(yuǎn)蓄、以及在建的120萬(wàn)千瓦深蓄、新會(huì)蓄等一大批抽水蓄能電站都離骨干網(wǎng)很近，帶寬資源豐富、網(wǎng)絡(luò)延遲小、拉專線成本低……在抽水蓄能電站內(nèi)還可以直接租用電網(wǎng)豐富的電力光纖，就近連接到骨干網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，完美解決了抽水蓄能電站數(shù)據(jù)中心在網(wǎng)絡(luò)方面的問題。
　　
　　6、生態(tài)環(huán)保問題
　　
　　抽水蓄能電站隸屬工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)，在電站勘測(cè)及建設(shè)期間就已重視環(huán)保問題，數(shù)據(jù)中心采用庫(kù)區(qū)的工業(yè)湖水散熱，對(duì)環(huán)境的影響要比采用自然湖泊小很多，相比每天水電站大體量抽水蓄能、放水發(fā)電循環(huán)，少量的數(shù)據(jù)中心用水總體環(huán)保問題較小。但如果數(shù)據(jù)中心富集于長(zhǎng)白山天池、千島湖、萬(wàn)綠湖等著名景區(qū)周邊，或是生活水源、純凈水源等地利用湖水散熱，則需仔細(xì)評(píng)估環(huán)境和政策的風(fēng)險(xiǎn)。
　　
　　7、數(shù)據(jù)中心運(yùn)維問題
　　
　　數(shù)據(jù)中心雖是龐然大物，但若規(guī)劃設(shè)計(jì)足夠簡(jiǎn)潔，技術(shù)足夠成熟，運(yùn)營(yíng)問題則不在話下（Google數(shù)據(jù)中心很少采用冗雜的技術(shù)，成熟簡(jiǎn)單的水系統(tǒng)+完美的控制，同樣可以實(shí)現(xiàn)1.1X的超低PUE）。同樣抽水蓄能電站內(nèi)的數(shù)據(jù)中心可以借用抽水蓄能電站的有利條件——高可靠電網(wǎng)的穩(wěn)定電力、無(wú)冷機(jī)、深層湖水自然散熱等，精簡(jiǎn)數(shù)據(jù)中心機(jī)電系統(tǒng)。簡(jiǎn)單架構(gòu)加上電站內(nèi)擁有幾十年豐富工作經(jīng)驗(yàn)的電力、水利人才，以及靠近東部地區(qū)豐富的運(yùn)維人才資源，后期穩(wěn)定運(yùn)營(yíng)則是信手拈來(lái)。最后，相比較數(shù)據(jù)中心約十年的壽命，抽水蓄能電站長(zhǎng)達(dá)幾十年的生命周期，足以保證數(shù)據(jù)中心穩(wěn)定運(yùn)行、滿足未來(lái)更新?lián)Q代的需求。
　　
　　8、風(fēng)能、太陽(yáng)能等和抽水蓄能電站的結(jié)合
　　
　　全球能源儲(chǔ)備的不斷減少使開發(fā)利用新能源迫在眉睫。目前，新能源以風(fēng)電和太陽(yáng)能光伏發(fā)電為代表，因其可再生、環(huán)保而得到迅速發(fā)展。這些新能源的大規(guī)模開發(fā)都將突出發(fā)、用電之間的季節(jié)性差異和日內(nèi)時(shí)間差異矛盾，如太陽(yáng)能光伏發(fā)電夏大冬小，中午高早晚低，西部地區(qū)用電冬大夏小、早晚兩個(gè)用電高峰的負(fù)荷特性是直接相悖的。類似的，對(duì)于風(fēng)電而言，通常夜里的風(fēng)電較為豐富，而此時(shí)是谷電時(shí)間用戶負(fù)荷卻較小（蒙西電網(wǎng)2010年投入的風(fēng)電容量為3600MW，但在冬季供暖期間，特別是在夜間，幾乎全部停機(jī)棄風(fēng)以保證電網(wǎng)運(yùn)行的安全，目前在蒙東地區(qū)大約只有三分之一的風(fēng)電容量能夠上網(wǎng)）。根據(jù)對(duì)風(fēng)電的特性研究，在電網(wǎng)負(fù)荷低谷時(shí)段，棄風(fēng)率達(dá)到60%，而在其他時(shí)段棄風(fēng)低于30%，這樣風(fēng)電95%的電量可以得到有效利用，也可匹配抽水蓄能電站的工作時(shí)間，為數(shù)據(jù)中心供電更添一抹綠色。
　　
　　目前不同的儲(chǔ)能技術(shù)中，抽水蓄能電站的儲(chǔ)能投資收益最高，技術(shù)成熟度也最高（廣州抽水蓄能電站的建設(shè)成本平均小于2500元/KW，明顯低于世界同類電站水平）。抽水蓄能電站良好的調(diào)節(jié)性能和快速負(fù)荷跟蹤能力，還可有效減少風(fēng)電場(chǎng)等并網(wǎng)運(yùn)行對(duì)電網(wǎng)造成的沖擊，提高風(fēng)電場(chǎng)利用率。而太陽(yáng)能可通過抽水蓄能電站的蓄電池功能來(lái)實(shí)現(xiàn)能量之間的時(shí)間轉(zhuǎn)換，使發(fā)、用電曲線相互彌合。抽水蓄能技術(shù)可提高光伏發(fā)電和風(fēng)電運(yùn)行的協(xié)調(diào)性及安全穩(wěn)定性，因此在西部有水地區(qū)興建抽水蓄能電站將有助于推動(dòng)風(fēng)電和太陽(yáng)能等新能源的建設(shè)和發(fā)展。
　　
　　因條件所限，國(guó)內(nèi)數(shù)據(jù)中心絕大多數(shù)仍建設(shè)在東部沿海地區(qū)，而恰好眾多的抽水蓄能電站也建設(shè)在東部沿海地區(qū)。鑒于抽水蓄能的分布特點(diǎn)，可以考慮作為數(shù)據(jù)中心近郊方案的補(bǔ)充，這，不外乎是一種就近的解決方案。