利用電網中負荷低谷時的電力，由下水庫抽水到上水庫蓄能，待電網高峰負荷時，放水回到下水庫發電的水電站。又稱蓄能式水電站（圖1）。在許多電網中因峰穀差擴大和多種經濟原因，迫切要求調峰電源。抽水蓄能電站既是良好的調峰電源又具有電網調度上的高度靈活性。它與常規水電站相比，除瞭具有相同的調峰、調相和備用的功能外，還能利用電網低谷時的電力（稱填穀），把電網內成本低的電能，轉換為成本高，售價也高的峰荷電能，故可為整個電網帶來經濟效益。
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沿革 早期的抽水蓄能電站是擴建常規水電站，使既有發電機組又有抽水機組，稱混合式抽水蓄能電站，其後則向純抽水蓄能電站發展。西歐幾座較早的大型抽水蓄能電站均采用水輪機與水泵分開，僅發電機與電動機合並的三機式機組。例如盧森堡境內的菲安登抽水蓄能電站的第一期工程，它是西歐聯合電網中的一座重要調峰電站。裝9臺10萬kW機組，為三機式非可逆臥式機組，選用地下廠房。自從美國田納西河流域的海沃西水電站1956年擴建時，采用一臺6萬kW水輪機與水泵合一的大型可逆式機組取得成功後，這種二機式可逆機組得到迅速推廣。它不僅是發電機與電動機合一，水輪機與水泵也合一，因此機組大量簡化，廠房空間也大為縮小。三機式與二機式的比較，可用西歐的兩座工程實例說明（圖2）。菲安登抽水蓄能電站在1973年的二期擴建工程，也改用一臺19.6萬kW的可逆機組。
由於抽水蓄能機組技術上的突破，調峰火電所用的石油價格上漲，以及某些國傢的核電比重大增，故抽水蓄能電站作為有利的調峰電源，得到迅速發展。1960年全世界抽水蓄能電站容量才350萬kW，以西歐占多數，1970年增至1600萬kW，美國、日本大量發展。到1980年急增至4600萬kW。據1985年的初步統計，世界上已建成的抽水蓄能電站容量已逾6500萬kW。英國的迪諾威克抽水蓄能電站容量180萬kW，為該國最大的水電站。此外，美國已在研究利用廢棄礦井作為地下水庫的抽水蓄能電站。
工程特點 ①機組：抽水蓄能電站的發展與可逆式蓄能機組向高水頭、大容量發展密切相關。1972年可逆式單轉輪機組限制在400m水頭，1980年發展到600m水頭，用於南斯拉夫的巴伊納巴什塔抽水蓄能電站。水頭最高的可逆式單轉輪機組用於1988年正在施工的保加利亞柴拉抽水蓄能電站，水頭676.8m，單機容量20萬kW。至於高水頭可逆式的單機容量也正從20萬kW逐步向更大容量發展。例如1984年投產的美國赫爾姆斯抽水蓄能電站單機容量40萬kW，預計1988年投產的日本今市抽水蓄能電站單機容量35萬kW。中國廣東省從化縣的廣州抽水蓄能電站，第一期工程4臺各30萬kW，於1988年開始建設。此外，為適應地下水庫抽水蓄能電站的需求，現正研究1000m級水頭的可逆式單轉輪機組。法國已率先選用四轉輪無活動導水葉的可逆式蓄能機組，安裝在大屋混合式抽水蓄能電站內，裝機容量122.4萬kW，水頭955m。②土建：抽水蓄能電站的站址選擇，從土建觀點須挑選落差(H)大，而且水平距離(L)短的上、下水庫庫址和相應壩址。L/H是評定工程優劣的一個指標，以其值小為好。站址還應靠近負荷中心，且能獲得低價的抽水電能。其上、下水庫如能利用天然湖泊或已建水庫，則可節省大量工程量。例如美國拉丁頓抽水蓄能電站，在1985年前是世界最大的抽水蓄能電站，它利用密歇根湖為其下水庫。抽水蓄能電站的進水口，由於工況復雜，需作周密的設計和模型試驗。高水頭大容量抽水蓄能電站多選用地下或半地下廠房，其承受高壓的壓力水管和深埋地下的廠房，往往是土建中的重點。③規劃和運行：抽水蓄能電站的裝機容量應與其庫容相匹配。一般情況控制於上水庫的調蓄庫容，其調蓄水量一般不低於裝機滿發4～6h所需水量。同時還須考慮備用庫容。大型抽水蓄能電站要承擔電網中多種備用容量的需要，須能頻繁起停，故在大容量多機組的抽水蓄能電站中，應對其發電電動機組的起動設備提出更為嚴格的要求。
中國抽水蓄能電站概況 中國抽水蓄能電站起步較晚，除臺灣省外，現已投入運行的都是水頭較低的混合式抽水蓄能電站，如河北省崗南水庫和北京市密雲水庫。以供水為主的河北省潘傢口水利樞紐正在建設混合式抽水蓄能電站，共3臺9萬kW機組。由於該水庫水位變幅大，選用瞭雙轉速的可逆機組，即發電和抽水時不僅旋轉方向相反，而且各有一個額定轉速。崗南、密雲兩水庫也有水位變幅大的情況，曾選用斜流式轉輪可逆機組，與之適應。臺灣省明湖抽水蓄能電站選用4臺高水頭機組，總容量100萬kW，以著名的日月潭水庫為其上水庫，已於1985年投產。另一座也以日月潭水庫為上水庫的明潭抽水蓄能電站，裝機160萬kW已動工興建（見日月潭水電站群）。中國沿海經濟發達地區正在籌建中型的和大型的抽水蓄能電站。其中，廣東省廣州抽水蓄能電站計劃在20世紀90年代初期完成。
參考書目
梅祖彥：《抽水蓄能技術》，清華大學出版社，北京，1988。