我有一個朋友，正值壯年，身體很是健碩。雖多日未通音訊，但料來無妨。這一日偶遇，他看起來卻十分憔悴，不禁讓我大為擔心，走上前欲問端詳。

他長嘆口氣，緩緩道來：我最近喜歡上了一個姑娘?？芍^是“巧笑倩兮，美目盼兮”，皆動我心弦。但家中父母在堂，尚有疑慮，故久未成聘。“衣帶漸寬終不悔，為伊消得人憔悴”，致我今日若此。我素知你見多識廣，今日既然有緣相遇，想請你幫參謀端詳。若是緣分天定，自當六禮具備，以后兩姓聯姻，一堂締約，良緣永結，匹配同稱。以白頭之約，書向鴻箋，好將紅葉之盟，載明鴛譜。若是事有不諧，也當“解怨釋結，更莫相憎；一別兩寬，各生歡喜。”對啦，這個姑娘她復姓抽水，雙名蓄能。

此言聽罷，我自是氣不打一處出。明明是你們領導讓你判斷抽水蓄能電站是否具有投資價值，卻被你說的這么清新脫俗。“良緣由夙締，佳偶自天成”，感情之事又豈容我置喙。但既然說到了抽水蓄能電站，前一段我剛請教了一位前輩高人，歷經百十余個抽水蓄能項目的建設實踐，他給我講了“五維一體”的評價體系。分別是地理位置、建設條件、外部條件、工程設計、經濟指標。你若有意，就且聽我為你細細道來。

一、地理位置

房地產界有一句老話，“LOCATION、LOCATION、LOCATION”，就是“位置、位置、還是位置”。這句華爾街名言被李嘉誠引用后，廣為傳播。

在對抽水蓄能項目的綜合評價中，地理位置也同樣是第一位的。抽水蓄能功能定位，主要服務于電網或是服務于大型新能源基地開發。所以抽水蓄能電站地理位置的好壞，主要就是兩點：一是距離負荷中心近，二是距離新能源大基地近。

目前我國已建、在建的抽水蓄能電站大多位于所在電網的負荷中心，比如廣州抽水蓄能電站（240萬千瓦）距廣州市90公里，十三陵抽水蓄能電站（80萬千瓦）距北京市40公里，天荒坪抽水蓄能電站（180萬千瓦）距離杭州57公里，深圳抽水蓄能電站（120萬千瓦）位于深圳市區。


此外，為了滿足新能源快速發展需要，圍繞著水風光一體化開發、沙漠戈壁荒漠新能源大基地開發，在新能源基地附近，也可以規劃新建一批抽水蓄能電站。比如目前在新疆、甘肅、陜西、內蒙、山西等地規劃的抽水蓄能電站，除了滿足當地電網的需要，主要就是為了新能源基地服務。

所以對于抽水蓄能電站綜合評價的第一點，就是先看她生在了哪個位置。一般來說，抽水蓄能應該遵循分散布局的原則，重點向電網負荷中心和新能源集中區域附近布局，此外，對于沒有布局抽水蓄能站點的地區，在具有較好資源條件時，也應該優先考慮。

二、建設條件

1．地形條件

地形條件分析主要包括水頭、距高比，以及上、下水庫的天然有效庫容。抽水蓄能所存儲的能量實質上是水的重力勢能，等于高差和水庫中水之重力的乘積。所以為了儲存同樣的能量，或者是增加上、下水庫之間的高差，或者是增加抽水蓄能上、下水庫的調節庫容。

在具備條件的情況下，上、下水庫之間的高差大一些要更加合適，這樣可以減少上、下水庫的規模和廠房、機電設備尺寸，減少工程投資。但是根據目前抽水蓄能機組的制造水平，高差過大也會導致機組制造難度加大，所以也不是越大越好。根據工程經驗，一般落差在400～700m之間較為適宜。如：十三陵抽水蓄能電站額定水頭430m；仙居抽水蓄能電站額定水頭447m；天池抽水蓄能電站額定水頭510m；天荒坪抽水蓄能電站額定水頭526m；西龍池抽水蓄能電站額定水頭640m；敦化抽水蓄能電站額定水頭655m。目前，我國已建抽水蓄能電站利用落差最高的是長龍山抽水蓄能電站、額定水頭710m；在建抽水蓄能電站利用落差最高的是天臺抽水蓄能電站、額定水頭724m。

距高比是水平距離和上、下水庫高差之間的比值，一般來說小一點比較合適，可以減少輸水系統的工程量、節約工程投資。但是根據工程經驗，距高比過小容易引起工程布置以及高陡邊坡等問題，所以一般距高比在2～10之間比較合適。如：長龍山抽水蓄能點站距高比3.1；惠州抽水蓄能點站距高比是8.3。

當上、下水庫庫盆地形較開闊時，就可以在較小的庫盆面積內形成滿足儲能的需要，否則就需要擴大庫盆面積或通過擴庫開挖來獲得調節庫容，增加占地和工程量。對于裝機容量120萬千瓦、滿發利用小時數為6h的抽水蓄能電站，利用水頭400m、500m、600m時發電調節庫容分別需約800萬m3、700萬m3、600萬m3左右。在此基礎上，還需考慮死庫容、水損備用庫容等因素，最終確定水庫總庫容。為滿足水庫庫容要求，需結合天然地形通過筑壩或庫內擴挖形成。

此外，上水庫一般匯水面積較小，工程防洪可通過適當增加壩高解決。因此，上水庫庫盆出口部位狹窄的溝谷是理想的筑壩之地，可顯著減少壩體填筑工程量。

2．地質條件

指點六朝形勝地，惟有青山如壁。

——元·薩都剌

地質條件主要包括區域構造穩定性、上、下水庫及其樞紐區工程地質條件、輸水發電系統工程地質條件和天然建筑材料等。

抽水蓄能電站擋、泄水建筑物應避開活動性斷層，水庫區不宜有大型滑坡、崩塌、泥石流等不良地質現象，地下廠房洞室群宜避開軟弱或破碎巖體，當通過工程布置依然無法規避這些情況時，地質條件就制約了抽水蓄能電站的建設。

即便抽水蓄能電站避開了上述制約因素，地質條件也很大程度上影響著工程成本。通俗來說，就是項目所在區域的地震越少見，巖石越堅硬，越有利于降低抽水蓄能電站建設成本。

根據抽水蓄能電站建筑物的特點和電站運行特性，其主要工程地質問題可以歸納為以下幾個方面：

（1）與常規電站相比，抽水蓄能電站站址、庫址比選余地較大，可以通過站址普查和站點規劃階段的地質工作篩除地質條件較差或工程處理難度較大的站點，地質勘探工作在這一階段的作用尤為重要。

而世之奇偉、瑰怪，非常之觀，常在于險遠，而人之所罕至焉，故非有志者不能至也。

——宋·王安石

（2）地下工程洞室群多、高壓隧洞洞段長且內水壓力大，埋藏深、規模較大，需充分論證圍巖穩定問題，確定隧洞圍巖開挖方法、支護和襯砌型式、范圍和深度等。

（3）抽水蓄能水庫庫容一般較小，且運行期抽水成本高，需嚴格控制上水庫滲漏量。而上水庫多位于山頂部位，周邊普遍存在低鄰谷，有相當一部分站點為利用優勢地形選于巖溶負地貌地區，水庫鄰谷滲漏和巖溶滲漏問題較普遍，需要重點關注，并控制好施工質量。

（4）抽水蓄能電站大壩填筑有用料在庫盆內的分布狀態是決定料源利用率的關鍵因素，當死水位以上的庫盆開挖區有用料儲量剛好滿足大壩填筑要求且無表層剝離料時，就達到了料源挖填平衡的理想狀態。當表層剝離料較厚時，可通過壩料分區解決剝離料上壩利用問題。因此，通過有效勘察手段建立相對精確的上、下水庫地質模型對庫盆挖填平衡設計至關重要。

（5）水庫運行期間水位驟升驟降頻繁、變幅大，抽水蓄能電站運行方式對庫岸邊坡穩定影響大，就對庫岸邊坡地質條件提出了更高的要求，當不滿足穩定安全系數要求時，就要放緩開挖坡比或加大支護強度，造成工程成本增加。

（6）抽水蓄能電站全庫盆防滲庫盆地基對變形、排水和均一性要求較高，尤其是巖溶地區的全防滲庫盆地基，庫底巖溶塌陷、地基不均勻變形、巖溶水反向頂托、巖溶負壓、巖溶洼地覆蓋層塌陷等問題需足夠重視。

（7）由于抽水蓄能電站高差較大，可逆式機組對過機泥沙含量的控制要求較高，需注意進出水口部位邊坡后緣沖溝固體物源和汛期洪積物入庫的防護和排導處理。

（8）抽水蓄能電站不會形成高壩大庫，絕大多數站點上、下水庫壩高和人工開挖邊坡均不超過150m，壩基和高邊坡工程地質問題處理難度相對常規電站的高壩大庫較小。

3．成庫條件

上、下水庫最好都要有適宜筑壩成庫的地形條件。一般來說，400～500m左右的利用落差，按照120萬千瓦裝機、滿發利用小時數6h考慮，即抽水蓄能上、下水庫的調節庫容需求在600萬～800萬m3左右。有的抽水蓄能站點天然就有一個“肚子”，通過筑壩很容易形成水庫庫容，這樣的話通過建壩蓄水即可。但是有的抽水蓄能站點庫區天然庫容小，需要通過開挖才能形成庫容，這樣會帶來兩個問題，一是開發成本相對較高，二是庫容需要大量開挖，電站的儲能量不宜過大。

除庫容需求外，抽水蓄能水庫工程還要考慮水庫防滲、土石方挖填平衡、壩型選擇等，經技術經濟綜合比較確定設計方案。通俗來講，如果通過筑壩可以形成一個水庫，采用局部防滲，成庫條件就相對較好（見圖2.3-1）；如果通過大量開挖形成一個“盆”，并采用了全庫盆防滲型式，則成庫條件相對一般（見圖2.3-2和2.3-3）。

以成庫條件較好的廣州抽水蓄能電站為例，上、下成庫條件均相對較好，可以通過筑壩成庫，上水庫庫容2408萬m3、下水庫庫容2342萬m3。

另以天荒坪抽水蓄能電站為例，上水庫位于大溪左岸支溝的溝源洼地，由主壩、四座副壩、進/出水口及庫周山體圍繞而成，水庫南端洼地布置主壩，東、北、西、西南四個埡口布置副壩。成庫條件中等，總庫容912萬m3。

4．水源條件

抽水蓄能電站和常規水電站不一樣，就是一“盆”清水在上、下庫之間來回倒騰，抽水的時候把水從下庫倒到上庫，發電的時候把水從上庫放下來回到下庫。所以抽水蓄能電站的水源問題，主要是為了滿足初期蓄水，即先把水庫的水蓄起來，以及補充日常運行時因為蒸發、滲漏等減少的水量。抽水蓄能庫容一般在1000萬m3量級，對于水量的要求不高。水源條件在降雨量大、河網密集的區域一般并不會成為抽水蓄能電站建設的限制條件。但是對于西北等相對干旱的區域，水源條件成為了重要的制約因素。有些地方具備建設抽水蓄能的地形地質條件，但是方圓幾十公里可能都沒有可以用于蓄水的水源。

三、外部條件

移民和環境問題，其實質是處理公共資源占用與補償的問題。是一個共贏，多贏的過程。

1．建設征地移民安置

抽水蓄能電站建設征地處理范圍包括上、下水庫淹沒影響區和樞紐工程建設區。抽水蓄能電站雖有兩個水庫，但由于水庫相對較小，有的是利用天然湖泊或已有水庫，故建設征地處理范圍往往遠小于常規水電站用地范圍；由于大部分庫盆是挖出來的，樞紐工程建設區往往包含水庫淹沒區，所以樞紐工程建設區占工程建設征地范圍的比重遠大于常規水電站。

水庫淹沒區主要包括水庫正常蓄水位以下的淹沒區域，以及洪水回水區域和水庫影響區。

樞紐工程建設區主要包括樞紐工程建筑物及工程永久管理區。樞紐工程建設區根據各地塊用途確定臨時用地區和永久占地區。臨時用地使用后可以恢復原用途。

確定了建設征地處理范圍，重要的后續工作是開展建設征地實物指標調查，做到“知己知彼”。主要是調查建設征地處理范圍內的人口、土地、建筑物、構筑物、文物古跡、礦產壓覆等的數量、質量、權屬和其他屬性等。

對于決策來說，主要關心建設征地是否涉及到重大的敏感因素，比如說是否涉及永久基本農田、一級公益林、重要村鎮、重大文物古跡和礦產壓覆等的規模和數量。

2．生態環境保護

抽水蓄能電站建設須堅持“生態優先、綠色發展”原則。

避讓環境敏感區是項目可行的重要前提。環境敏感區是指依法設立的各級各類保護區域和對建設項目產生的環境影響特別敏感的區域，選擇站點時應首先篩選并避讓環境敏感區，主要包括生態保護紅線、國家公園、自然保護區、風景名勝區、世界文化和自然遺產地、飲用水水源保護區、森林公園、地質公園、濕地公園、水產種質資源保護區等。此外，還需分析站點與國土空間、城鄉建設、“三線一單”等相關規劃的符合性與協調性。

環保措施是減少環境影響的重要舉措。工程如果不涉及環境敏感區，從環保角度基本就可行了，但是工程建設必然會對水、氣、聲、生態環境產生一定的影響，需要采取一系列的針對性措施消除或者緩解不利影響，如生產廢水和生活污水處理、下泄生態流量等。

景觀打造是實現抽蓄高質量發展的重要途徑。抽蓄電站一般位于生態環境較好的山地丘陵區，工程建成后形成上下兩個水庫，經過生態修復及景觀打造，可納入風景名勝區或者旅游景區，實現電站與環境的和諧發展，踐行綠水青山就是金山銀山理念。如浙江長龍山抽水蓄能電站已納入天荒坪省級風景名勝區核心景區―江南天池內，衢江抽水蓄能電站已納入爛柯山-烏溪江省級風景名勝區三級保護區內。

四、工程設計

抽水蓄能電站的工程設計主要包括工程規模、水工建筑物、施工組織設計、機電及金屬結構等內容。

1．工程規模

抽水蓄能電站的工程規模主要包括裝機容量、連續滿發小時數，水庫的主要特征水位等參數。

抽水蓄能電站的裝機容量、連續滿發小時數選擇，要綜合考慮需要和可能兩方面的因素。需要指的是電力系統的需求，可能指的是電站自己的建設條件。一般的方法，是在分析不同電力系統對于抽水蓄能電站的功能定位，以及電力系統對于連續滿發小時數的要求基礎上，合理的擬定裝機容量方案和連續滿發小時數，并通過電力生產模擬，經技術經濟綜合比較選定裝機容量和連續滿發小時數。

在實踐中，一種簡便初擬裝機容量和滿發利用小時數的方法，是首先根據水頭范圍確定單機容量，然后根據抽水蓄能天然儲能量確定總裝機和滿發利用小時數。目前，在300m~500m水位落差范圍，以額定容量30萬千瓦的機組設計制造技術成熟、穩定運行條件好，工程實踐經驗最為豐富（這是為什么大部分已在建的抽水蓄能電站的裝機容量一般是30萬千瓦的偶數倍，兼顧考慮到分散布局的要求，最后以120萬千瓦居多的原因）。在初步選定單機容量后，通過上、下水庫的地形地質條件，并考慮到發電工況和抽水工況的水頭損失，分析抽水蓄能電站的天然儲能量。比如通過初步分析，某抽水蓄能電站上、下庫平均水位落差450m左右，則單機容量選擇30萬千瓦較為適宜；上、下水庫的天然儲能量約660萬千瓦時， 那么可以考慮選擇4臺機組，即總裝機容量120萬千瓦；結合電力系統需求，在天然情況基礎上對水庫進行一些擴挖后，使總的儲能量達到720萬千瓦時，相應即為6h時的連續滿發小時數。

水庫的特征水位主要包括正常蓄水位、死水位和洪水位等，一般是在連續滿發小時數、裝機容量選定后，進行這些水庫特征水位的選擇。

2．水工建筑物

前面是滾滾的江水,身后是燈火輝煌,我們的生活就是這樣,戰斗著奔向前方。

——《水利建設者之歌》

抽水蓄能的水工建筑物一般包括上水庫、下水庫，輸水系統，地下廠房及開關站等。上、下水庫的設計要點是要通過最小的工程代價來獲得較大的庫容。上水庫大多采用開挖與筑壩相結合的方式，以面板堆石壩居多。抽水蓄能電站的水庫滲漏問題，可以根據地質情況，采用全庫防滲、庫周帷幕防滲等多種方式，防滲材料可采用瀝青混凝土面板、土工膜、黏土鋪蓋等。

抽水蓄能電站示意圖

抽水蓄能電站水庫必須采用全庫盆防滲時，大壩防滲形式應與庫盆防滲形式統籌考慮，盡量避免或減少不同防滲結構間的接縫處理，提高可靠性。庫底采用高回填的全庫盆防滲，庫底防滲結構應注意適應高回填產生的大變形或不均勻變形。

抽水蓄能電站的水頭高，輸水道結構所承擔的壓力大，根據水頭、圍巖地質條件、岔管尺寸等的不同，可以采用鋼襯、鋼筋混凝土襯砌等多種方式。

此外，為了保障電站的防洪安全，抽水蓄能電站還需要布置泄洪建筑物等，不在此詳述。

3．施工組織設計

抽水蓄能電站的施工組織設計的主要任務包括：研究工程施工條件、施工導流、料源規劃、主體工程施工、施工交通運輸、施工工廠設施、施工總布置、施工總進度（施工工期）等方面的內容。

在設計工作中要充分利用站址地形地質條件，結合施工條件和工程設計方案，以集約節約用地的原則，初擬工程施工方案、土石方平衡及施工總布置方案等，盡量不占、少占耕地，降低工程造價。

作為建設大國，我國的建設管理與施工水平世界聞名。近年來，我國抽水蓄能在在綠色施工、關鍵裝備研發應用、智能建造方面進行了許多有益的探索，部分施工技術已達到或領先國際水平。主要體現在筑壩施工技術日趨成熟、高壓岔管施工技術取得新進展、復雜地質條件下的地下廠房洞室群開挖支護技術已有大量成功實踐、斜井豎井施工技術與裝備不斷創新、機械化智能化建設成績斐然，TBM在隧洞施工方面取得突破等方面。

4．機電及金屬結構

抽水蓄能電站一般采用立軸單級混流可逆式蓄能機組。在水泵水輪機水力開發方面，我國已經具備700m水頭段、單機容量40萬千瓦的水泵水輪機設計制造能力，以及100m～700m水頭段、單機容量40萬千瓦及以下諸多蓄能機組的設計、制造、安裝、調試及投產。從電站水頭方面來看，在建的吉林敦化、廣東陽江、浙江長龍山抽水蓄能電站額定水頭均超過650m，處于世界前列；已經核準的浙江天臺抽水蓄能電站額定水頭724m，是世界額定水頭最高的抽水蓄能電站，機組總體設計制造難度處于世界領先水平。在發電電動機開發方面，我國已建和在建抽水蓄能電站大型發電電動機均為立軸、三相、全空冷、可逆式同步電機。浙江長龍山抽水蓄能電站有2臺機組額定轉速達到600r/min、額定容量35萬千瓦，部分機組已經投產的廣東陽江抽水蓄能電站發電電動機額定轉速500r/min、額定容量達到40萬千瓦，發電電動機總體制造能力達到處于世界先進水平。此外，機電及金屬結構還包括水力機械、電氣工程、控制保護、金屬結構等方面的大量內容，在此不再贅述。

我國抽水蓄能電站裝備制造正在朝著高水頭、大容量、高可靠性、寬變幅、可變速以及自主化、國產化等方向快速發展。

五、經濟指標

一個抽水蓄能的建設條件、外部影響，在確定工程設計方案后，最終主要體現為一個指標，就是工程的單位千瓦靜態投資，單位千瓦靜態投資越低項目經濟性越好。

抽水蓄能電站工程建設條件個體差異明顯，單位千瓦靜態投資與工程建設條件和裝機規模密切相關。2021年，我國核準11座抽水蓄能電站，平均單位千瓦靜態投資5367元/千瓦；完成預可研工作的項目14個，平均單位千瓦靜態投資5425元/千瓦。

根據初步統計，2022年正在推進前期工作的大型抽水蓄能項目單位千瓦靜態投資一般在5000～7000元/千瓦之間。受區域地質條件的不同，不同區域的抽水蓄能的單位千瓦靜態投資平均水平差異較大，一般來說，南方、華東、華中地區電站建設條件相對較優，單位千瓦靜態投資相對較低，西北地區因工程地質條件差，水源條件較差，單位造價水平相對國內其他區域較高。

對于投資決策來說，需要重點考慮項目的單位千瓦靜態投資，但是不能唯單位千瓦靜態投資論英雄，否則就可能會導致企業出現盲目擴大規模的沖動。主要體現在以下幾個方面：

一是提高規劃階段初擬的裝機規模。對于這種情況，要辯證來看。以規劃階段初擬裝機規模120萬千瓦的某項目為例，其機組組成為4臺30萬千瓦的機組。如果水頭范圍適宜，隨著技術進步，具備選擇單機35萬千瓦的條件，那么經過技術經濟綜合比較后，是可以考慮推薦140萬千瓦作為預可階段代表性方案的。但是如果原來規劃的4臺30萬千瓦的機組，現在考慮增加2臺機組，變成6臺30萬千瓦的機組，即電站裝機規模從120萬千瓦增加到180萬千瓦，那么一般認為這個變化已經改變了工程的功能定位，需要進一步統籌考慮規劃符合性、電力系統需要、工程建設條件等因素綜合決定?？傮w來看，機組臺數增加應屬于規劃調整的范疇。

二是降低滿發利用小時數。如果把抽水蓄能比作充電寶。那么裝機容量可以當作輸出功率，滿發利用小時數是充電寶可以用多久。對于抽水蓄能電站，在儲存能量相同的情況下，是可以對于滿發利用小時數和裝機容量進行綜合比較的。目前一般來說，根據電力系統需要，日調節的抽水蓄能滿發利用小時數按照6h考慮。如果電站建設條件較好，在花費代價不大的情況，適當增加機組的滿發利用小時數是合適的，同樣的單位千瓦靜態投資，滿發利用小時數更高的電站在系統中可以發揮的作用更大。但是曾經出現過這樣的想法，即把裝機容量大幅增加（120萬千瓦→180萬千瓦），滿發利用小時數減少（6h→4h）。這樣雖然單位千瓦靜態投資可以大幅降低，但是對于系統來說，較短的利用時長不能滿足系統需求，在電網中的作用也是要大打折扣的。

世有伯樂，然后有千里馬。千里馬常有，而伯樂不常有。故雖有名馬，祗辱于奴隸人之手，駢死于槽櫪之間，不以千里稱也。

豈只東華門外唱名者方是好男兒？

愿天下有情人都成了眷屬，是前生注定事莫錯過姻緣。

衷心祝愿，每個優秀的抽水蓄能項目都能得配良緣。

今天，你選中你心儀的抽水蓄能了么？

我有很多研究抽水蓄能的朋友。這是一篇由朋友們一起完成，寫給朋友們看的文章。在水電總院趙增海副院長、彭才德咨詢、劉一兵副總經濟師、朱方亮主任提出的“五維一體”評價體系的基礎上，在馬偉主任的大力支持下，會同彭森良（地質）、何萬通（地質）、彭幼平（水庫）、王偉營（環保）、王東勝（環保）、武明鑫（水工）、李祥（施工）、趙良英（機電）、周小溪（造價）等多位領導、專家和規劃部的任偉楠、崔正輝、劉納等同志共同完成此文。抽水蓄能電站建設是一個全專業的系統工程，受作者自身認識所限，本文內容難免疏忽、甚至掛一漏萬，謹此拋磚引玉，歡迎大家的批評指正。再次對大家寶貴的意見和辛苦的工作表示衷心的感謝。

原標題：如何選擇一個好的抽水蓄能電站？