電站利用電力負荷低谷時的電能抽水至上水庫，在電力負荷高峰期放水至下水庫，可以使電網(wǎng)低負荷時的低價值電能轉變?yōu)殡娋W(wǎng)高峰時期的高價值電能，還具備調頻、調相、穩(wěn)定電力系統(tǒng)的周波和電壓等功能。它宜作事故備用，也可提高系統(tǒng)中火電站和核電站的運行安全和效率。
　　
　　德國陽光蓄電池蓄能電站不向電力系統(tǒng)供應電能，而是將系統(tǒng)中其它電站的低谷電能和多余電能，通過抽水的方式將水流的機械能變?yōu)閯菽艽嫘钣谏纤畮熘校诫娋W(wǎng)需要時再放水發(fā)電。其作用是實現(xiàn)電能時間上的“削峰填谷”，經(jīng)抽水和發(fā)電兩種環(huán)節(jié)過后，它總的綜合效率約為75%。
　　
　　（1）在容量效益：抽水蓄能電站可降低火電機組的日出力變化幅度，使其在高效率區(qū)間增加發(fā)電量，并使核電和大型火電機組穩(wěn)定運行。在電網(wǎng)中缺少調峰電源時，抽水德國陽光蓄電池蓄能電站可減少核電、火電或其它類型電源的裝機容量，改變能源結構，減少電力能源建設總投資。
　　
　　（2）能量轉換效益：抽水蓄能電站通過能量轉換，將成本低的低谷電能轉換為價值高的峰荷電能。
　　
　　（3）節(jié)煤效益：抽水蓄能機組的投人，調整了電網(wǎng)負荷分配。火電盡量擔負基荷和腰荷，從而降低火電平均總煤耗。
　　
　　對于數(shù)據(jù)中心而言，抽水蓄能電站作用相當于一個超級電池，夜里充電白天放電，這種成熟的儲能技術可以給數(shù)據(jù)中心提供穩(wěn)頻濾波和停電保護。同時，抽水蓄能電站的兩個大容量水庫相當于數(shù)據(jù)中心的兩個超級蓄冷罐或蓄水池，其深層湖水可用于數(shù)據(jù)中心持續(xù)供冷及散熱補水，存儲大量冷水即存儲了大量的備用冷量。
　　
　　理想情況下，上下兩個水庫的存在，相當于供熱量遷移的空調系統(tǒng)，它將數(shù)據(jù)中心產(chǎn)生的熱量轉移到上庫湖面這個超級冷卻塔自然散熱后，再靠自重力回流到下庫帶走機房內的熱量，可使數(shù)據(jù)中心水泵的功耗降幅明顯。典型的抽水蓄能電站主要結構如下，紅線以下為死庫容深層湖水，可用于數(shù)據(jù)中心散熱需要。
　　
　　1、抽水蓄能電站選址問題
　　
　　抽水蓄能電站對地質條件要求苛刻，選址時應充分考慮當?shù)氐牡刭|條件。其地下巖石多為礫巖、砂巖等，無地震、臺風、海嘯、龍卷風、洪水、干旱等隱患，是數(shù)據(jù)中心的風水寶地。典型的抽水蓄能電站多建設在植被良好的山區(qū)，得益于大比熱容的湖水及良好植被覆蓋，整體環(huán)境溫度比周邊城市地區(qū)要低幾度。附近多有天然小徑流水源，湖水具備良好的自凈能力，水質優(yōu)良不言而喻。抽水蓄能電站投資龐大，其基礎配套也較為完善（可滿足大型水電機組運輸需求的公路，宛如度假園區(qū)的湖光山色，配套的住宿、酒店、會議中心等），土地儲備豐富，可擴展性好。蓄能電站廠區(qū)安全要求高，數(shù)據(jù)中心園區(qū)內的安保風險低。此外，抽水蓄能電站豐富的電力、水利人才，與數(shù)據(jù)中心運營人才資質相近。
　　
　　2、數(shù)據(jù)中心供電的問題
　　
　　按照75%的轉換效率、年利用兩千小時（以及均攤的電站造價、發(fā)電價格、管理費用及利潤等）估算，其峰電電價比電網(wǎng)平均電價便宜，但抽水蓄能電站受限于其間歇性供電特性，電站的發(fā)電機組無法直供電。混合式抽水蓄能電站周邊通常有常規(guī)水電站，純抽水蓄能電站周邊往往也有小水電站（部分用于黑啟動），以便數(shù)據(jù)中心獲得潔凈廉價的水電等能源。但目前國內政策多不允許數(shù)據(jù)中心從水電站直供電，因此數(shù)據(jù)中心的電力仍需從大電網(wǎng)上獲得。但若數(shù)據(jù)中心能夠獲得直供電的政策扶植，采用分布式小水電供電，則既可得到廉價清潔能源，又可提高小水電綜合收益，且不影響大電網(wǎng)的負荷和風險，實乃多贏之舉。
　　
　　雖然抽水蓄能電站數(shù)據(jù)中心的電力來自大電網(wǎng)，但其用電可靠性等級卻和普通數(shù)據(jù)中心大相徑庭——抽水蓄能電站上下水庫這倆超級儲能電池大大提升了蓄能電站周邊電網(wǎng)的可靠性。大型核電站和火電站需要漫長的啟動時間，且只允許較小的負載波動，而抽水蓄能電站可快速啟動、瞬間帶重載。
　　
　　任何電網(wǎng)異常情況發(fā)生時，抽水蓄能電站以及附近的水電站都可在幾秒內恢復電網(wǎng)供電，供電可靠性較高（號稱達到4個9以上）。高供電可靠性、電站的快速啟動特性使得柴油發(fā)電機容量可以降低，UPS電池備份容量的投資成本得以減少——廣州抽水蓄能電站一期電廠年平均吸收低谷電量14.05億kW•h、調峰發(fā)電量10.8億kW•h，為電網(wǎng)調峰填谷、調頻、調相，平均每臺機年運行時間2217h、每天啟動2.25次，平均每年緊急啟動16.5次（當系統(tǒng)有事故，周波低于49.8Hz時）。機組可靠性也毋庸置疑——1999年，發(fā)電啟動成功率達99.8%，抽水啟動成功率達97.7%。二期機組從靜止到發(fā)電滿載僅需2min，靜止至抽水滿載也僅需4min。快速啟動特性可大幅減少柴發(fā)投資。
　　
　　3、免費供冷的可行性分析
　　
　　大型抽水蓄能電站的庫容高達幾千萬m³，水庫最深處達50-60米，而死水位深度通常達30-40米（底下部分冷水常年擾動不大、水溫較低）。某些純抽水蓄能電站的湖水無直連河流，無季節(jié)性洪水之難，加上優(yōu)良水質，數(shù)據(jù)中心散熱可采用死水位以下的常年低溫冷水。或許也可將數(shù)據(jù)中心建在地勢比下庫水壩低之處，利用大壩高差，進一步減少水泵等傳送功耗。
　　
　　采用死水位底下的深層湖水，常年水溫約為4-12℃，經(jīng)過簡單水處理后可直接用于板換給數(shù)據(jù)中心內的空調末端供冷。被數(shù)據(jù)中心加熱后的溫水可以直接排放到湖水水面（高溫水浮在湖面上層）、水壩下方（如果有徑流加入），可擇優(yōu)選擇是將溫水遠離取水口的灣區(qū)，還是在電站的抽水口處被帶走（上庫可以當成是超級冷卻塔），或者是采用更多的低溫冷水給數(shù)據(jù)中心加熱后的溫水降溫后再排放到抽水口附近帶走……
　　
　　為了應對夏季湖水溫度高于冷凍水溫度問題，可適當配置少量冷水機組備用。但由于相對較低的湖水溫度，冷水機組的容量和壓力也低。若利用12-20℃湖水作為冷機冷卻水使用，通過降低冷機的冷凝溫度，COP約提升30%，節(jié)能效果顯著。且每年冷機工作時間短，對PUE影響微乎甚微，另外上下庫高差可能降低水泵功耗，在南方地區(qū)我們有望實現(xiàn)1.2X的年均PUE。
　　
　　4、蓄冷及冷卻水補水、消防水池等
　　
　　抽水蓄能德國陽光蓄電池電站的大水庫，除了是儲能供電的大電池、蓄冷的超級大冷池之外，水庫海量的庫容還是冷卻水的補水池（如果需要冷機度夏的話），以及數(shù)據(jù)中心園區(qū)的消防大水池，因此可減少傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心在蓄水池及消防水池方面的投入。這些天然的地理優(yōu)勢足以傲視傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心園區(qū)。
　　
　　5、數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡問題
　　
　　數(shù)據(jù)中心靠近用戶則傳輸延遲較小，網(wǎng)絡帶寬豐富，專線的建設成本較低。目前中國大部分用電和人口都密集于東部沿海地區(qū)，所以目前絕大多數(shù)數(shù)據(jù)中心建設于此。抽水蓄能電站是為負荷中心配置的，也多建設在東部地區(qū)，靠近用戶和現(xiàn)有的網(wǎng)絡骨干節(jié)點。以下圖珠三角區(qū)域為例，在南方網(wǎng)絡骨干超核心廣州周邊的200公里范圍內匯聚了近億流動人口，幾千萬千瓦的用電負荷。240萬千瓦廣蓄、240萬千瓦惠蓄、136萬千瓦清遠蓄、以及在建的120萬千瓦深蓄、新會蓄等一大批抽水蓄能電站都離骨干網(wǎng)很近，帶寬資源豐富、網(wǎng)絡延遲小、拉專線成本低……在抽水蓄能電站內還可以直接租用電網(wǎng)豐富的電力光纖，就近連接到骨干網(wǎng)絡節(jié)點，完美解決了抽水蓄能電站數(shù)據(jù)中心在網(wǎng)絡方面的問題。
　　
　　6、生態(tài)環(huán)保問題
　　
　　抽水蓄能電站隸屬工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)，在電站勘測及建設期間就已重視環(huán)保問題，數(shù)據(jù)中心采用庫區(qū)的工業(yè)湖水散熱，對環(huán)境的影響要比采用自然湖泊小很多，相比每天水電站大體量抽水蓄能、放水發(fā)電循環(huán)，少量的數(shù)據(jù)中心用水總體環(huán)保問題較小。但如果數(shù)據(jù)中心富集于長白山天池、千島湖、萬綠湖等著名景區(qū)周邊，或是生活水源、純凈水源等地利用湖水散熱，則需仔細評估環(huán)境和政策的風險。
　　
　　7、數(shù)據(jù)中心運維問題
　　
　　數(shù)據(jù)中心雖是龐然大物，但若規(guī)劃設計足夠簡潔，技術足夠成熟，運營問題則不在話下（Google數(shù)據(jù)中心很少采用冗雜的技術，成熟簡單的水系統(tǒng)+完美的控制，同樣可以實現(xiàn)1.1X的超低PUE）。同樣抽水蓄能電站內的數(shù)據(jù)中心可以借用抽水蓄能電站的有利條件——高可靠電網(wǎng)的穩(wěn)定電力、無冷機、深層湖水自然散熱等，精簡數(shù)據(jù)中心機電系統(tǒng)。簡單架構加上電站內擁有幾十年豐富工作經(jīng)驗的電力、水利人才，以及靠近東部地區(qū)豐富的運維人才資源，后期穩(wěn)定運營則是信手拈來。最后，相比較數(shù)據(jù)中心約十年的壽命，抽水蓄能電站長達幾十年的生命周期，足以保證數(shù)據(jù)中心穩(wěn)定運行、滿足未來更新?lián)Q代的需求。
　　
　　8、風能、太陽能等和抽水蓄能電站的結合
　　
　　全球能源儲備的不斷減少使開發(fā)利用新能源迫在眉睫。目前，新能源以風電和太陽能光伏發(fā)電為代表，因其可再生、環(huán)保而得到迅速發(fā)展。這些新能源的大規(guī)模開發(fā)都將突出發(fā)、用電之間的季節(jié)性差異和日內時間差異矛盾，如太陽能光伏發(fā)電夏大冬小，中午高早晚低，西部地區(qū)用電冬大夏小、早晚兩個用電高峰的負荷特性是直接相悖的。類似的，對于風電而言，通常夜里的風電較為豐富，而此時是谷電時間用戶負荷卻較小（蒙西電網(wǎng)2010年投入的風電容量為3600MW，但在冬季供暖期間，特別是在夜間，幾乎全部停機棄風以保證電網(wǎng)運行的安全，目前在蒙東地區(qū)大約只有三分之一的風電容量能夠上網(wǎng)）。根據(jù)對風電的特性研究，在電網(wǎng)負荷低谷時段，棄風率達到60%，而在其他時段棄風低于30%，這樣風電95%的電量可以得到有效利用，也可匹配抽水蓄能電站的工作時間，為數(shù)據(jù)中心供電更添一抹綠色。
　　
　　目前不同的儲能技術中，抽水蓄能電站的儲能投資收益最高，技術成熟度也最高（廣州抽水蓄能電站的建設成本平均小于2500元/KW，明顯低于世界同類電站水平）。抽水蓄能電站良好的調節(jié)性能和快速負荷跟蹤能力，還可有效減少風電場等并網(wǎng)運行對電網(wǎng)造成的沖擊，提高風電場利用率。而太陽能可通過抽水蓄能電站的蓄電池功能來實現(xiàn)能量之間的時間轉換，使發(fā)、用電曲線相互彌合。抽水蓄能技術可提高光伏發(fā)電和風電運行的協(xié)調性及安全穩(wěn)定性，因此在西部有水地區(qū)興建抽水蓄能電站將有助于推動風電和太陽能等新能源的建設和發(fā)展。
　　
　　因條件所限，國內數(shù)據(jù)中心絕大多數(shù)仍建設在東部沿海地區(qū)，而恰好眾多的抽水蓄能電站也建設在東部沿海地區(qū)。鑒于抽水蓄能的分布特點，可以考慮作為數(shù)據(jù)中心近郊方案的補充，這，不外乎是一種就近的解決方案。