抽水蓄能电站是电力系统中一种比较特殊电源，主要有两个方面作用：一是调峰填谷；二是担任调频、调相和系统事故备用等辅助服务功能。与常规电站相比，其独特填谷蓄能作用和快速、灵活机组启停特性，使其成为系统中主要承担调峰、调频、调相和备用作用重要手段，同时其黑启动能力可以保证在紧急事故情况下拉动系统快速恢复。其在电力系统中发挥功能如下：
抽水蓄能电站机组从静止达到满负荷运行仅需120s～150s，这是其它火电、核电等机组所不能达到的。发电削峰、用电填谷可明显减少电网峰谷差，且这种电站具有削峰和填谷双重作用，调峰能力为其装机容量2倍，比常规水电站和调峰机组调峰能力要大得多。
抽水蓄能电站投入运行后能有效承担电网调峰任务，替代燃耗大、发电成本高的火电机组或燃气轮机调峰，减少系统燃料消耗；在系统负荷低谷抽水时填谷作用，能减轻或避免火电机组压荷运行深度，使该部分机组能以均匀出力在最优工况下运行，提高火电设备利用率和运行效率，降低发电煤耗，给火电厂带来显著潜在经济效益。
由于机组启停迅速、爬坡速度快，既能保证用户用电质量，也是系统高度灵活管理工具和最好保安电源，而且可以节约电网调相设备等，提高系统运行经济性。抽水蓄能电站动态功能随着电网特性和需求而异，抽水蓄能电站在电力系统中运行，不是以生产电量为主而是以保证备用和提高供电质量等动态功能为宗旨。抽水蓄能电站动态功能分为5个部分：即同步旋转备用、调频、调相、负荷跟踪调整和黑启动。
①旋转备用功能。抽水蓄能电站能够快速启动，迅速转换工况，由它来承担系统旋转备用容量，可以减少火电机组所承担旋转备用容量，起到改善火电机组运行方式、减少系统燃料消耗以及稳定系统频率和缓解事故等重要作用。
②调频功能。电力系统负荷瞬间突然变化会影响电网频率稳定。抽水蓄能电站出力变化范围大致为－100％～＋100％，从停机到满载仅需2～3分钟，调整灵活，负荷跟踪性能远比火电和核电机组优越，因而适宜承担频繁启停调频任务。
③同步调相功能。电力系统中无功电力不足或者过剩，会造成电网电压波动，这不仅会影响供电质量、损坏用电设备，还会直接影响电力系统安全可靠运行。当无功电力不足时，常需设置调相机，或将同步发动机改作调相运行以增发无功出力，补充系统无功不足。抽水蓄能电机是同步电机，不单在空闲时(不发又不抽)可以用来调相，在发电和抽水同时也可以供给或吸收系统中无功电力，从而能减少设置专门无功补偿设备。
④负荷跟踪功能。抽水蓄能电站在负荷高峰时快速启动，增加系统输出功率，以较好适应负荷的波动，弥补火电机组增荷慢的不足，保证热能机组负荷相对稳定，从而减少由于温度、负荷、电气方面剧烈变化而对火电机组产生不利影响。抽水蓄能机组负荷调整能力大约每分钟可达额定出力50％，而普通大型火电机组增荷速度每分钟仅为额定出力1％～2％，远不能满足系统负荷剧烈变化时爬坡要求。
⑤黑启动服务功能。抽水蓄能电站可在无外界帮助情况下，迅速自启动，并通过输电线路输送启动功率带动其他机组，从而使电力系统在最短时间内恢复供电能力。黑启动是抽水蓄能机组最重要功能之一，但我国目前没有发生过电力系统大停电事故，各抽水蓄能电站仍没有实际发挥过黑启动作用，但有的机组成功地进行过黑启动试验，如1999年，某抽水蓄能电站黑启动试验证明，该电站可满足系统黑启动的要求，具有在厂用电失去情况下自启动机组进行生产自救及向无电压电网输电能力。
电力系统中大型高温、高压热力机组，包括燃煤机组和核燃料机组，均不适于低负荷下工作。当机组强迫压负荷后，燃料消耗和厂用电都将增加，机组损耗也将加速。如果电力系统中加入抽水蓄能机组，则可使这些热力机组都能在额定或较高出力下稳定运行。特别是对于核电站而言，尤其需抽水蓄能电站配合改善其运行条件。
在水电站占相当比重电力系统中，具有调峰能力常规水电站，在汛期时，为了避免或减少弃水，一般都满发，在电力系统中实际上承担了基荷或腰荷。在此期间，电网调节能力大为减小，特别是库容小的常规水电站，在电网处于负荷低谷时，只有减负荷或完全停机，导致弃水。抽水蓄能电站此时正好可以利用常规水电站弃水负荷来抽水蓄能，即消耗电网大量电力加以“储藏”，从而减少大量弃水。
有了抽水蓄能电站，相当于一条高速公路变成了两条高速公路──低谷时，线路可以满载运行（减少线路空载），而高峰时，在主网线路满载运行情况下，依然可以供给周围高峰负荷，从而减轻主网线路压力，并减少输电损失、提高供电可靠性。
由于抽水蓄能站址选择受到限制较少，常能选在地形良好、地质条件优越、靠近负荷中心位置，建设抽水蓄能电站，其投资比常规水电站、火电站或核电站少、工期相对也不算太长；中小型抽水蓄能电站一般需要3～5年可以建成；大型抽水蓄能电站一般要5～8年建成。这个优势使它成为电网中最经济的调峰电源。
根据国内外水火电运行资料分析，水电机组及抽水蓄能机组运行事故率大大低于火电机组。水电机组及抽水蓄能机组可用率一般在99％以上，而火电机组可用率在80％左右。采用抽水蓄能机组作为系统负荷调整手段，可以减少系统中火电机组强迫停运次数和时间、提高供电可靠性、减少电力系统停电损失以及改善电网运行工况。
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