巴斯康蒂抽水蓄能電站

巴斯康蒂抽水蓄能電站（Bath County Pumped Storage Station）是位於美國維吉尼亞州西北部巴斯縣、阿勒格尼山脈內的一座抽水蓄能電站，主要設施建於巴克溪和小巴克溪流域。電站利用高差約1,200英尺（約366米）的上下兩座人工水庫儲存能量：電力需求較低時，將下庫水抽至上庫；需求上升時放水，驅動六台可逆式水泵水輪機發電。

電站按六台350兆瓦機組、總出力2,100兆瓦設計，1985年開始發電並於同年12月投入商業運行。建成時是世界上規模最大的抽水蓄能電站，此後經過機組增容改造。道明尼能源現公布其淨髮電能力為3,003兆瓦，足以供應約75萬戶家庭；美國聯邦能源監管委員會（FERC）的2026年再許可文件則將六台機組按每台414兆瓦計為2,484兆瓦總裝機容量。豐寧抽水蓄能電站於2024年12月31日全面投產後，以3,600兆瓦超過該站，成為裝機容量最大的抽水蓄能電站。

## 歷史

美國聯邦政府於1977年1月向電站頒發許可證，工程同年開工。早期設計將電站定位為近乎純抽水蓄能循環的調峰工程，擬建六台機組，總額定出力2,100兆瓦。1982年發表的電氣設計論文預計工程於1986年10月全面投入商業運行。電站可為維吉尼亞州及周邊地區提供峰荷電力，並通過建設就業、地方稅收和配套設施惠及巴斯縣。

該工程曾一度放緩，1982年恢復全面施工。北卡羅來納電力公司同年把工程20%的權益出售給阿勒格尼電力系統旗下公司，後者隨後把持股比例提高到40%。電站於1985年10月2日開始發電，同年12月投入商業運行。截至12月15日，電站在試驗和運行階段已發電近6,600萬千瓦時。電站投運時可向六個州供電，服務約300萬使用者。

有關工程造價則眾說紛紜，其中美國國家水電協會的記載為16億美元，1985年的同期報導則為17億美元。工程建設高峰期雇用約3,400人，長期運營人員約50人。

## 工程設計

電站的上水庫由橫跨小巴克溪的土石壩攔成。FERC在2026年再許可文件中將上庫面積列為278英畝（約113公頃），總庫容37,910英畝·英尺（約4,676萬立方米），其中可用於發電的庫容為23,300英畝·英尺；正常最高水位海拔3,321英尺。上庫壩長2,250英尺（約686米）、高460英尺（約140米），壩頂海拔3,331英尺。道明尼能源公開資料則將上庫面積列為265英畝、壩長約2,200英尺，兩項資料對面積和壩長的記載略有差異。下水庫由橫跨巴克溪的土石壩形成，面積555英畝（約225公頃），總庫容27,300英畝·英尺（約3,367萬立方米），其中可用庫容25,620英畝·英尺；正常最高水位海拔2,118英尺。下庫壩長2,100英尺（約640米）、高135英尺（約41米）。道明尼能源稱，電站運行時上庫水位波動約105英尺，下庫水位波動約60英尺。上水庫設三個進水口，每個進水口連接一條直徑28.5英尺（約8.7米）的混凝土襯砌輸水隧洞。每條隧洞先經過約3,300至3,400英尺的水平段，再垂直下降約980英尺，隨後由長約3,267至3,686英尺的下部水平段通向廠房，並在廠房附近分成兩條鋼板襯砌壓力管道，分別向兩台機組供水。三條隧洞各設一座直徑約44英尺的調壓井。早期工程論文同樣記載三條直徑約8.6米的輸水隧洞各分為兩支，連接六台機組。

廠房建於下水庫西岸，長509英尺（約155米）、寬145英尺（約44米）、高203英尺（約62米），主體位於地下，僅上部結構從水庫岸邊露出。廠房設六個機組段和一個安裝間。中文資料將廠房尺寸記為152米×61米×46米，並指出下庫水位變化較大，廠房相當部分處於水位以下。廠內安裝六台立軸可逆式法蘭西斯水泵水輪機及相連的發電電動機；最初每台發電容量約350兆瓦，發電電動機額定容量389,000千伏安，抽水時額定軸功率348,000千瓦。

電站以靜止式可變頻率變流器作為機組抽水啟動的主要方式。變流器通過改變定子電流頻率，使機組約在5分鐘內達到額定轉速；機組也可採用一台處於發電狀態的機組帶動另一台進入抽水工況的「背靠背」同步啟動方式，作為變頻啟動的備用方案。機組採用空氣冷卻，設計人員認為水冷方案會降低轉動慣量，並增加管路、維護和水處理系統，從而不利於系統穩定和可靠運行。廠房屋頂設500千伏六氟化硫氣體絕緣開關站。早期設計採用由四台斷路器和隔離開關組成的改進環形母線，並為增設第五台斷路器預留位置。與在下庫另一側另建常規露天開關站相比，屋頂緊湊布置縮短了控制線路，減少了跨越水庫的500千伏線路和外露鋼結構，也降低了結冰、絕緣子污染及人為損壞風險。電力通過通往谷地和列克星敦方向的兩條500千伏輸電線路送出，線路分別長約51英里和35英里。

## 運行與改造

電力需求較低時，發電電動機反向運行，將水從下庫抽回上庫；需求高峰時開啟進水設施，使水經壓力管道流向下庫並驅動機組發電。抽水過程中雖需消耗的電量多於重新發出的電量，但電站可把低負荷時段的電力轉移到峰荷時段，並向電網提供調頻、備用和快速響應能力。電站的電力併入PJM互聯所協調的區域電網。

2017年的報導記載，六台機組各可連續運行最長約11小時，電站接到調度指令後約6分鐘即可開始發電。2021年的報導則稱，發電時水流量最高可達每分鐘1,350萬美制加侖，六台機組發出的電力可供約75萬戶家庭使用。因可在低谷時蓄水、需要時迅速發電，新聞報導常以「世界上最大的電池」形容該站。

機組長期頻繁啟停造成轉動部件磨損。2003年的報導指出，電站機組每年啟停約4,800次，業主計劃逐年改造六台機組，每年完成一台。工程當時估計耗資約1億美元，預計提高約8%的效率。改造由福伊特承擔，歷時六年，於2009年完成。六台機組更換水輪機轉輪並翻修頂蓋，發電機定子繞組也重新設計。福伊特稱，改造後每台水輪機最大發電能力達到530兆瓦，比改造前提高近25%，使該公司所列電站總容量超過3,030兆瓦。新轉輪直徑超過6米，重約87至90噸，約100噸重的頂蓋須拆分運輸。大型部件從位於賓夕法尼亞州約克的工廠運往電站，運輸距離約250英里，使用具有19根車軸的特種車輛，並在維吉尼亞州西部山路上實施交通管制。福伊特稱，巴斯康蒂電站投運後近20年間保持世界最大抽水蓄能電站地位，改造增容後又返回世界大型抽水蓄能電站前列。

## 環境與公共設施

2026年再許可資料所列工程邊界面積為3,451英畝，其中1,122英畝為喬治·華盛頓和傑斐遜國家森林內、由美國國家森林局管理的聯邦土地。工程設計和輸電線路選線期間，電力公司與森林管理部門研究了廠房、道路、輸電線路和休閒設施的布置，以減少對森林和山地景觀的影響。屋頂氣體絕緣開關站也因體積較小、無須另建大面積露天開關場而被設計者視為降低景觀影響的措施。

抽水蓄能循環反覆使用上下水庫中的水，但電站仍須維持巴克溪和小巴克溪的下泄流量。現行許可條件要求下庫瞬時放流量不得低於每秒10立方英尺，上庫瞬時放流量不得低於每秒2立方英尺，並對下庫每日平均放流量做出了規定。運營商和政府機構定期檢測水質。由於上下水庫水位漲落迅速，水庫本身不開放公眾遊憩；下庫壩下游另建有休閒水池、海灘、露營地和野餐區，供垂釣、划船、游泳和露營使用。

## 所有權與再許可

道明尼能源公開資料列明，電站由道明尼能源持有60%權益，巴斯康蒂能源有限公司持有約24%，阿勒格尼電力系統持有約16%，並由道明尼能源運營。2024年12月30日，維吉尼亞電力公司（以維吉尼亞道明尼能源名義經營）、阿勒格尼發電公司和巴斯康蒂能源有限公司向FERC提出新許可證申請。申請將工程範圍列為巴斯縣、高地縣、奧古斯塔縣和羅克布里奇縣境內的巴克溪及小巴克溪流域。FERC於2026年1月接受申請，並宣布項目已可進入環境分析階段。申請人擬繼續按原有方式運行電站，同時更換水輪機轉輪及相關附屬設備，未提出其他結構或運行方式變更。同年4月，FERC表示將編制環境評估，並把發布環境評估的目標日期定為2026年11月20日。

## 基本資料

- 全稱：Bath County Pumped Storage Station
- 說明：電站下水庫與廠房
- 國家：美國
- 位置：維吉尼亞州巴斯縣
- 現況：O
- 始建時間：1977年
- 啟用時間：1985年12月
- 持有單位：道明尼能源（60%）、巴斯康蒂能源有限公司（約24%）、阿勒格尼電力系統（約16%）
- 運營單位：維吉尼亞道明尼能源
- 上池：上水庫
- 上池容量：37,910英畝·英尺
- 下池：下水庫
- 下池容量：27,300英畝·英尺
- 揚程：約1,200英尺（約366米）
- 發電機組：6台可逆式法蘭西斯水泵水輪機
- psps_generation_capacity：3,003兆瓦（運營商公布的淨髮電能力）、2,484兆瓦（FERC再許可文件所列總裝機容量）