摘要：传统的抽水蓄能电站只注意了抽水和蓄能发电，忽略了电站综合利用的价值。综合利用的抽水蓄能电站不仅需要考虑抽水和蓄能，还要考虑空气湿度调节器、空气环流、灌溉、清洁水源等问题
关键词：综合利用；抽水蓄能
利用夜间的低谷电能将下游水库抽到上游水库，在白天用电高峰时刻再放水至下游水库发电，起到了削峰填谷的作用，还可应用于电网调频、事故备用等。
1.抽水蓄能电站分类
抽水蓄能电站可按不同情况分为不同的类型。
1.1按电站有无天然径流分
1.1.1纯抽水蓄能电站：没有或只有少量的天然来水进入上水库（以补充蒸发、渗漏损失），而作为能量载体的水体基本保持一个定量，只是在一个周期内，在上、下水库之间往复利用；厂房内安装的全部是抽水蓄能机组，其主要功能是调峰填谷、承担系统事故备用等任务，而不承担常规发电和综合利用等任务。
1.1.2混合式抽水蓄能电站：其上水库具有天然径流汇入，来水流量已达到能安装常规水轮发电机组来承担系统的负荷。因而其电站厂房内所安装的机组，一部分是常规水轮发电机组，另一部分是抽水蓄能机组。相应地这类电站的发电量也由两部分构成，一部分为抽水蓄能发电量，另一部分为天然径流发电量。所以这类水电站的功能，除了调峰填谷和承担系统事故备用等任务外，还有常规发电和满足综合利用要求等任务。
1.2按水库调节性能分
1.2.1日调节抽水蓄能电站：其运行周期呈日循环规律。蓄能机组每天顶一次（晚间）或两次（白天和晚上）尖峰负荷，晚峰过后上水库放空、下水库蓄满；继而利用午夜负荷低谷时系统的多余电能抽水，至次日清晨上水库蓄满、下水库被抽空。纯抽水蓄能电站大多为日设计蓄能电站。
1.2.2周调节抽水蓄能电站：运行周期呈周循环规律。在一周的5个工作日中，蓄能机组如同日调节蓄能电站一样工作。但每天的发电用水量大于蓄水量，在工作日结束时上水库放空，在双休日期间由于系统负荷降低，利用多余电能进行大量蓄水，至周一早上上水库蓄满。
1.2.3季调节抽水蓄能电站：每年汛期，利用水电站的季节性电能作为抽水能源，将水电站必须溢弃的多余水量，抽到上水库蓄存起来，在枯水季内放水发电，以增补天然径流的不足。这样将原来是汛期的季节性电能转化成了枯水期的保证电能。这类电站绝大多数为混合式抽水蓄能电站。
传统抽水蓄能电站构成1-1
传统抽水蓄能电站有上水库、高压引水系统、主厂房、低压尾水系统和下水库。
传统抽水蓄能电站有上、下两个水库。上水库的进出水口，发电时为进水口，抽水时为出水口；下水库的进出水口，发电时为出水口，抽水时为进水口。
按水文条件来看，如果上库没有流域面积或流域面积甚小，没有天然入流量，则这一类抽水蓄能电站称为“纯抽水蓄能电站”，厂房内安装流量基本相同的水轮机 和（或）水泵。如果上库有天然入流量，则这一类抽水蓄能电站称为“混合式抽水蓄能电站”。厂房内除安装抽水蓄能机组外，尚可增装常规的水轮发电机，其容量与来水量相匹配。此外，下库还可另安装常规径流水轮发电机，其容量与上、下水库总来水量相匹配。此类电站可获得较佳的经济效果。
2.水库的开发方式主要取决于站址的自然条件。可以有几种方式：
2.1上、下两库均由人工围建。此种方式是只能建纯抽水蓄能电站。自然条件主要是地形上能建设合适库容和站址距电网的经济距离。
2.2上库由人工围建，下库则利用天然河道、湖泊、海湾或利用已经建成的水库。此种开发条件与2.1相同。
2.3人工围建下库，而上库则为已建成的水库。即对原有的常规水电站进行改造，成为混合式抽水蓄能电站。建站规模主要由下库的地形和库容来决定。
2.4上、下两库均利用相近的天然河道或湖泊。这种站址比较难选，而且上、下库之间的水位差也不会很大。
抽水蓄能电站一般采用高水头以达到高效率低水耗，因此，压力引水管也同样承受高压。高压管道除了进入厂房部份采用大口径压力钢管外，其余部分均采用隧洞或竖井。洞的内部衬砌是影响压力的重要因素，一般情况下采用钢板衬砌。当地质条件较好时可将部份内水压力传递至周围岩石上，以减少钢板用量及工程费用。为增强衬砌刚度，防止压曲，对衬砌钢板再加焊劲环或劲带。为了防止水锤的发生，调压井的设置与常规水电站相同，特别要考虑过渡工况下的升压和乱流。如调压井的位置选择困难，亦可采用气垫式调压室（向上空气压缩原理），它与常规调压井起到同样的作用。抽水蓄能的机组需要有正的吸入扬程，因此与常规水电站不同，尾水管道也是有压力的。
抽水蓄能电站的厂房一般采用地下式。厂房的标高应低于下库最低水位以下30—50米，以保证抽水工况时有一定的吸水扬程，防止气蚀。近年来各种高效施工机械的发展，以及隧洞施工方法的改进，突破了在恶劣地质条件下修建地下洞室的困难，地下厂房最大断面积可达1500m2以上，能满足大型机组的安装和维修。此外，采用地下厂房方案，使许多缺少适宜的地面厂房位置的优良站址得到了修建的可行性。对环境及旅游也是一种保护。
传统的抽水蓄能电站只注重抽水蓄能调峰和发电的社会效益，忽略了其他的社会效益。
3.综合利用的抽水蓄能电站应当注重以下社会效益：
3.1水电站最初的设计理念来自于抬高水位，然后在水坝附近设置自来水厂，以供人们取用干净的地下水。
3.2 将水流的动能转化为电能，以供人们照明。
3.3 改善当地的干燥的环境和形成局部大气环流。在环境干燥地区或常年没有降雨地区，在河流岸边设置抽水蓄能电站。在城市周边设置抽水蓄能电站，人工抬高水位形成环绕城市周边的河流，可以改善城市房屋集中大气环流不畅通，城市居民普遍使用空调的高温环境。并且栽植树木形成一个在城市内部的局部大气环流，带走城市的燥热。
3.4 利用抬高的水位对没有水流的农田进行灌溉（水田基本栽上去就不用看）。因此必要的话应在上水库设置闸门。在农田需要灌溉时将上水库蓄积的水或者季节性抽水作为灌溉用水。毕竟民以食为天。尤其适合在黄土高原上黄河岸边建设此类电站，对低海拔地区的农田进行改造升级或者抬高地下水位解决居民用水困难。并且栽植树木。改善当地的地理和环境。
3.5 与火电厂或核电厂配合可以起到城市空气循环器、加湿器的作用，以减少和不使用城市空调。抽水蓄能电站选址可以选在城市周边上游或需要灌溉的农田附近和气候干旱但有河流地区，以达到综合利用的目的。所以水利水电开发不仅要注重经济效益，更应注重社会效益。
水利水电开发的初心是水利。
参考文献：
[1]《南方电网》
论文作者:夏春明
论文发表刊物:《基层建设》2018年第8期
论文发表时间:2018/5/28
标签：电站论文; 水库论文; 机组论文; 常规论文; 水电站论文; 电能论文; 径流论文; 《基层建设》2018年第8期论文;