抽水蓄能电站利用电力负荷较低时的电能抽水上游水库，用电高峰期向下水库放水，可将电网低负荷时的低值电能转化为电网高峰期的高值电能，还具有调频、调相、稳定电力系统周期和电压等功能.适用于应急备用，也可提高系统内火电厂和核电厂的运行安全和效率。储能电站不向电力系统提供电能，而是利用系统中其他电站的低峰电能和多余电能，将水流的机械能转化为势能储存在上层水库抽水，电网需要时放水发电。其作用是及时实现电能的“削峰填谷”。经过提水和发电两个环节后，其总综合效率约为75%。（1）容量效益：抽水蓄能电站可降低火电机组日出力变化，提高高效区发电量，稳定核电和大型火电机组。当电网无调峰电源时，抽水蓄能电站可减少核电、火电或其他类型电源的装机容量，改变能源结构，减少电力能源总投资建造。(2)能量转换效益：抽水蓄能电站通过能量转换，将低成本的低谷电能转化为高价值的峰荷电能。(3)节煤效益：抽水蓄能机组的投入调节了电网的负荷分配。火电尽可能承担基荷和腰荷，降低火电平均煤耗总量。对于数据中心而言，抽水蓄能电站就像一块超级电池，夜间充电，白天放电。这种成熟的储能技术可以为数据中心提供稳定的频率滤波和掉电保护。同时，抽水蓄能电站的两个大容量水库相当于数据中心的两个超级冷库或水库。深湖水可用于数据中心的持续冷却和散热。储存大量冷水意味着储存大量备用水。冷却能力。理想情况下，上下水库的存在相当于空调系统进行传热。它将数据中心产生的热量输送到上层水库表面的超冷塔自然散热，再靠自身重力流回下层水库。机房的热量可以显着降低数据中心水泵的功耗。典型的抽水蓄能电站的主要结构如下。红线下方是蓄电容量滞留的深湖水，可用于数据中心散热。1、抽水蓄能电站选址抽水蓄能电站对地质条件要求严格，选址时应充分考虑当地地质条件。其地下岩石多为砾岩、砂岩等，无地震、台风、海啸、龙卷风、洪水、干旱等隐患。是数据中心的风水宝地。典型的抽水蓄能电站大多建在植被良好的山区。由于湖水比热容大，植被覆盖度好，整体环境温度比周边城区低数度。附近天然小径流水源多，湖水自净能力好，水质不言而喻。抽水蓄能电站投资巨大，基础设施比较完备（可满足大水电机组运输需要的道路、度假公园湖光山色、配套住宿、酒店、会议中心等），资源丰富土地储备，可扩展性好。储能电站安全要求高，数据中心园区安全风险低。此外，抽水蓄能电站拥有丰富的电力、水利人才，类似于数据中心运营人才的资质。2、数据中心的供电问题按转换效率75%、年利用2000小时（以及电站平均成本、发电价格、管理成本和利润等）估算。电站受限于其间歇供电特性，电站发电机组不能直接供电。混合型抽水蓄能电站周围通常有常规水电站，纯抽水蓄能电站周围通常有小水电站（有的用于黑启动），使数据中心可以获得清洁廉价的水电等能源.但目前国内大部分政策不允许数据中心直接由水电站供电，因此数据中心的电力仍需从大电网获取。但如果数据中心能够获得直接供电政策支持，采用分布式小水电供电，不仅可以获得廉价清洁的能源，还可以在不影响大电网负荷和风险的情况下，增加小水电的综合收益。电网。这是一个双赢的局面。举起。抽水蓄能电站数据中心的电力虽然来自大电网，但其用电可靠性水平与普通数据中心有很大区别——抽水蓄能上、下水库的两个超级储能电池电站围绕储能电站性大大提高了电网的可靠性。大型核电站和火电站需要较长的启动时间，只允许较小的负荷波动，而抽水蓄能电站可以快速启动并瞬间承载大负荷。当电网出现异常时，抽水蓄能电站和附近的水电站可以在几秒内恢复电网供电，供电可靠性高（据说可以达到4个9以上）。供电可靠性高，电站启动快的特点，减少柴油发电机组容量，降低UPS后备电池投资成本——广州抽水蓄能电站一期年均吸纳14.05亿千瓦时的错峰调峰发电容量10.8亿千瓦时，用于电网的调峰调谷、调频调相。每台机器年平均运行时间为2217h，每天启动2.25次，年平均紧急启动16.5次（系统发生事故时，周期低于49.8Hz）。机组的可靠性也毋庸置疑——1999年，发电启动成功率达到99.8%，抽水启动成功率达到97.7%。二级机组从静止到满载发电仅需2分钟，从静止到满载抽水仅需4分钟。快速启动功能可以显着减少柴油投资。3、自然冷却可行性分析大型抽水蓄能电站蓄水量达千万立方米，水库最深达50-60米，死水深度通常达30-40米（冷底部水体常年不受扰动，水温较低）。一些纯抽水蓄能电站的湖水与河流无直接联系，无季节性洪水，水质较好。数据中心的冷却可使用常年低温的死水位以下的冷水。也有可能将数据中心建在比下水库大坝低的地势上，利用大坝的高差进一步降低水泵和其他传动装置的功耗。使用死水位以下的深湖水，常年水温4-12℃左右。经过简单的水处理后，可直接用于板材更换，为数据中心空调末端供冷。数据中心加热的温水可以直接排放到湖面（高温水漂浮在湖面上）或大坝以下（如果有径流补充），最好的选择是保持远离进水口湾区的温水，或者在电站进水口处（上层蓄水池可视为超级冷却塔），或者更多的低温冷水降温由数据中心加热后排到出水口带走的温水……为了应对夏天湖水温度高于冰点如果水温有问题，少量的冷水机可以正确配置备份。但由于湖水温度较低，冷水机的容量和压力也较低。若采用12-20℃的湖水作为冷水机组的冷却水，通过降低冷水机组的冷凝温度，COP可提高30%左右，节能效果显着。另外每年制冷机的工作时间都很短，对PUE影响不大。此外，上下水库之间的高度差可以降低水泵的功耗。在南部地区，我们有望实现1.2倍的年均PUE。4、蓄冷补水、消防水池等抽水蓄能电站大型水库，不仅是储能供电的大电池，更是蓄冷的超大型冷水池。如机过夏），以及数据中心园区内的大型消防水池，可以减少传统数据中心在蓄水池和消防水池方面的投资。这些天然的地理优势足以让传统数据中心园区一枝独秀。5、数据中心网络问题如果数据中心离用户近，传输时延小，网络带宽充裕，专线建设成本低。目前，中国大部分用电量和人口集中在东部沿海地区，因此目前大部分数据中心都建在这里。抽水蓄能电站配置为负荷中心，多建在东部地区，靠近用户和现网骨干节点。下图中的珠三角地区为例。南网骨干超核心广州周边200公里范围内，流动人口近亿，用电负荷达数千万千瓦。240万千瓦广库、240万千瓦惠库、136万千瓦清远库、120万千瓦深库和在建的新会库等一大批抽水蓄能电站紧邻骨干网，资源丰富带宽资源和网络延迟小，专线成本低……在抽水蓄能电站，也可以直接租用电网充裕的电力光纤，就近接入骨干网节点，完美解决了抽水蓄能电站数据中心网络问题。6、生态环境问题抽水蓄能电站属于工业生产系统。在电站勘测和建设过程中，环保问题一直受到重视。数据中心采用库区工业湖水散热，对环境的影响远小于天然湖泊。水电站每天大量抽水蓄能，放水发电，数据中心少量取水，整体环保问题相对较小。但如果数据中心集中在长白山天池、千岛湖、万绿湖等著名景区周边，或生活水源、纯净水源采用湖水散热，则需要谨慎考虑环境和政策风险评估。7、数据中心运维问题。数据中心虽然是巨无霸，但如果规划设计足够简单，技术足够成熟，运行问题不是问题（谷歌数据中心很少使用复杂的技术，成熟简单的水系统+完善的控制，也可以达到1.1倍的超低PUE）。同样，抽水蓄能电站内的数据中心可以利用抽水蓄能电站的有利条件——高可靠电网稳定供电、无需冷水机、深湖水自然冷却等，简化数据中心的机电系统。凭借简单的结构和具有数十年丰富电站工作经验的电力水利人才，以及靠近东部地区丰富的运维人才资源，后期稳定运行易如反掌。最后，相对于数据中心十年的寿命，抽水蓄能电站长达数十年的生命周期足以保证数据中心的稳定运行，满足未来更换的需要。8、风能、太阳能等与抽水蓄能电站的结合。全球能源储量的不断减少，使得开发利用新能源迫在眉睫。目前，以风电、太阳能光伏发电为代表的新能源因其可再生、环保等特点得到快速发展。这些新能源的大规模开发将凸显发电用电季节性差异和日内时差的矛盾。例如太阳能光伏发电夏高冬低，中午高早晚低，西部地区用电量冬高夏小，早晚两.峰值用电负载特性正好相反。同样，对于风电来说，夜间风电通常较为充裕，而在非高峰时段用户负荷相对较小（蒙西电网2010年投资的风电容量为3600MW，但在供热期冬季，尤其是夜间，风电几乎全部关停，以保证电网运行安全，目前蒙古东部只有约三分之一的风电容量可以并网）。根据对风电特性的研究，电网低负荷时期风电弃电率达到60%，其他时期弃风率低于30%，使95%的风电得到有效利用，也可配套抽水蓄能电站。上班时间，为数据中心的供电增添一抹绿色。目前，在不同的储能技术中，抽水蓄能电站的储能投资收益最高，技术成熟度最高（广州抽水蓄能电站平均建设成本低于2500元/KW，明显低于世界同类电厂水平）。抽水蓄能电站良好的调节性能和快速的负荷跟踪能力还可以有效降低风电场等并网运行对电网的影响，提高风电场的利用率。太阳能通过抽水蓄能电站的电池功能实现能量之间的时间转换，使发电和用电曲线相互衔接。抽水蓄能技术可以提高光伏发电与风电运行的协调性和安全稳定性。因此，在西部富水地区建设抽水蓄能电站，将有助于促进风电、太阳能等新能源的建设和发展。由于条件所限，国内绝大多数数据中心仍建在东部沿海地区，恰好不少抽水蓄能电站也建在东部沿海地区。鉴于抽水蓄能的分布特点，可以认为是对数据中心郊区方案的补充，无非就是就近解决方案。东部地区以抽水蓄能电站为基础的数据中心具有诸多天然优势——稳定的绿色能源、免费的天然冷源、丰富的网络资源、可靠的运维人员、靠近负荷中心和人口中心、采用工业湖水环境风险低，充分发挥部分地区高可靠供电和深湖水冷却的有利条件，在节省数据中心投资的同时，还可以获得较低的PUE指标等，大大降低了TCO数据中心。
