很久以来，水力发电是电力供应的重要途径。江河水流一泻千里，蕴藏着巨大能量，把天然水能加以开发利用转化为电能，就是水力发电。水力发电过程其实就是一个能量转换的过程。

一、抽水蓄能电站是什么？

抽水蓄能电站是目前技术最成熟、最稳定的大容量储能方式，通过建设或使用原有的上下两个水库，形成落差，利用电力系统低谷负荷时段富余的电力抽水到高处蓄存，在高峰负荷时段通过放水发电，被称作“超级充电宝”

水电站是利用水流的动能来发电的设施，它通常建在河流的高落差处，利用大坝拦截水流，形成水库，然后通过水轮机和发电机将水能转化为电能。

但是，单个水电站的发电效率并不高，因为水流在经过一个水电站后，还有很多剩余的动能没有被利用。如果能够将多个水电站串联起来，形成一个梯级系统，就可以让一滴水在不同的高度上多次发挥作用，从而提高发电效率。

除了发电，水电站还有哪些好处呢？其实，水电站的建设还对当地的经济社会发展有着重要的影响。

一方面，水电站的建设可以带动当地的基础设施建设和产业发展。水电站的建设需要大量的人力、物力、财力投入，这就为当地提供了就业机会和市场需求，拉动了相关产业链的发展，增加了地方财政收入。比如，乌东德水电站工程总投资约1200亿元，可拉动区域性的相关投资1000亿元至1250亿元。建设期间平均每年增加就业人数约7万人，形成推动当地经济增长的新动力。

另一方面，水电站的建设可以改善当地的生态环境和民生福祉。水电站的建设不仅要遵循严格的环保标准，还要开展生态修复和保护，增殖放流珍稀鱼类，改善河流景观，促进生物多样性。 比如，乌东德水电站筹建以来，累计放流齐口裂腹鱼、白甲鱼、长薄鳅、鲈鲤等珍稀鱼苗超过78万尾。此外，水电站的建设还要进行移民搬迁安置工作，这就为当地群众提供了更好的居住条件和发展机遇。比如，巧家县是白鹤滩水电站所在地，涉及搬迁安置人口48563人。巧家县将移民安置区建设成为现代化的城镇化安置区，完善了基础设施和公共服务设施，提升了移民群众的生活质量和幸福感。

水电站不仅是一座发电厂，也是一座造福厂。它不仅为国家提供了清洁能源，也为当地带来了绿色发展。这是一种双赢的局面，值得我们欣赏和学习。

二、水力发电基本类型

常用的集中落差方式有筑坝、引水方式或两者混合方式。

筑坝发电方式

在落差较大的河段修建水坝，建立水库蓄水提高水位，在坝外安装水轮机，水库的水流通过输水道（引水道）到坝外低处的水轮机，水流推动水轮机旋转带动发电机发电，然后通过尾水渠到下游河道，这是筑坝建库发电的方式。

由于坝内水库水面与坝外水轮机出水面有较大的水位差，水库里大量的水通过较大的势能进行做功，可获得很高的水资源利用率。采用筑坝集中落差的方法建立的水电站称坝式水电站，主要有坝后式水电站与河床式水电站。

引水发电方式

在河流高处建立水库蓄水提高水位，在较低的下游安装水轮机，通过引水道把上游水库的水引到下游低处的水轮机，水流推动水轮机旋转带动发电机发电，然后通过尾水渠到下游河道，引水道会较长并穿过山体，这是一种引水发电的方式。

由于上游水库水面与下游水轮机出水面有较大的水位差H0，水库里大量的水通过较大的势能进行做功，可获得很高的水资源利用率。采用引水方式集中落差的水电站称为引水式水电站，主要有有压引水式水电站与无压引水式水电站。

三、如何实现“一滴水反复利用19遍”呢？

据了解，南山水电站于2019年10月30日正式建成并投产，位于四川省凉山彝族自治州盐源县和布拖县交界处。该水电站总装机容量达10.2万兆瓦，是一个综合利用天然水资源、风能及太阳能的水力发电项目。而最引人瞩目的是，这座水电站不仅仅是生成电力，更是通过科技手段实现了水资源的极致效益，将一滴水反复利用19遍，额外创造出341亿度电，创造了水电发电领域的多个奇迹。

首先，南山水电站采用了世界领先的混合式水电发电技术，即综合利用天然水资源、风能及太阳能，并将其通过科技手段实现了系统性的优化和协同，从而实现了可持续发展。

其次，该水电站引入前沿科技，如大数据分析、人工智能、物联网等，对机组参数、水位、水头、水流量等多方面进行精细管理，以提高水电站运行效率。例如，通过建立水头恒压自动跟踪调节技术，使水轮发电机组在保证安全运行基础上，最大程度地利用了水资源，实现了以水头优化提升发电量的目的。同时，在水库水位较低的情况下，水电站通过建立水库动态管理系统，延缓水位下降速度，提高循环利用率，有效增加了发电容量。

此外，南山水电站的优秀设计也功不可没。它采用了P-M水轮机（Pelton-Michell水轮机），其特点是在水喷向叶轮时，喷口的截面积和喷向叶轮的流量都可以通过转动调节，从而使喷水方向、速度与叶轮的旋转方向和速度匹配，最大限度地提高了发电效率。此外，还采用了多点喷水技术、增设回转段技术等先进技术，大幅度提高了发电效率。

最后，南山水电站还采用了独家的蓄能技术。在水沉积区域增加了一组紧急水位下泄设施，通过蓄水库，可以将水资源分时分流，实现制水、送电多种功效，并保证了水资源的经济、安全利用。

总体来说，南山水电站之所以实现了“一滴水反复利用19遍”的目标，得益于多方面的因素，包括世界领先的混合式水电发电技术、前沿科技的应用、高效的管理机制、出色的设计、独特的蓄能技术等多个方面。这不仅为水电产业的发展带来了新的思路和模式，也为我国能源产业的可持续发展提供了有益的示范和启示。

文章来源： 知识小宝藏，马芬涵，水利工程质量