抽水蓄能电厂是水电厂的一种类型，它主要由上蓄水库（简称上池）、引水系统、水电厂和下蓄水库（简称下池）组成（见十三陵蓄能电厂示意图）。在水电厂的上游建有蓄水库，下游也建有蓄水库，在电力系统高峰负荷时期，利用上池的水通过引水系统闸门、管道和调压井等设施，将上池水的位能转变成动能推动水轮机旋转，带动与水轮机同轴的发电机发电（称为发电工况）；在低谷负荷时期，将下池的水再通过引水系统闸门、管道和调压井等设施抽回上池蓄积起来（简称水泵工况），此时发电机转变为电动机，水轮机转变成水泵。抽水蓄能机组已成为电力系统调峰的重要手段之
一，也为电力企业获得良好的经济效益。
十三陵蓄能电厂示意图
抽水蓄能电厂按开发方式分为纯抽水蓄能电厂、混合式抽水蓄能电厂、调水式抽水蓄能电厂。抽水蓄能电厂的机组分四机式、三机式和二机式三种。其中二机式机组又称可逆式机组，是抽水蓄能电厂应用最多的一种机组。它由水泵水轮机和发电电动机同轴组成，顺时针方向发电运行，逆时针方向抽水运行。十三陵抽水蓄能电厂就是纯抽水蓄能电厂可逆式机组。
抽水蓄能电厂与火、核电厂配合运行，保持火电厂机组在较高负荷下运行，可节省火电机组低出力运行的高燃料耗费和机组起停的额外燃料耗费，减少火电机组开停次数，同样也使核电厂平稳运行，延长火、核电机组的运行寿命。在以火电或者火、核电为主的电力系统中，修建适当比例的抽水蓄能电厂是经济的。抽水蓄能电厂与火电厂比，负荷跟踪性能好，起停灵活、增减工作出力快的优点，从全停到满载发电一般在二至三分钟，从全停到满载抽水约六分钟，从满载发电或满载抽水到与电网解列约一分钟；与燃油电厂比可节省燃油，调峰能力强；与常规水电厂比，需要水但基本不耗水，其装机容量一般可不受自然来水量的限制。因此，抽水蓄能电厂还能通过对机组负荷的及时调整，起到调节电网供电频率及紧急事故备用电源的作用，从而极大地提高了电网的供电质量和运行的可靠性、安全性以及经济效益。
早期抽水蓄能电厂是由既有常规机组又有抽水泵组成的混合式蓄能电厂。这类电厂始于欧洲。从1990年在伦敦召开的国际抽水蓄能会议和1990年第4期英国《水力发电和坝工建设》获悉世界最早投入运行的抽水蓄能电厂为瑞士Schaffhausen电站，设2座常规机组和2座泵机，装机2000KW，系日/周调节，从1909年开始迄今仍在运行中。抽水蓄能电厂迄今已有近100年历史，但开始进展不快，至60和70年代以后才迅速发展，不仅在总的装机数量和容量上日益增加，在电站的型式及调节性能方面向各种不同方向和途径发展，更加提高了抽水蓄能电厂在电力系统中的适应性。
我国抽水蓄能起步较早，60年代，即修建了岗南和密云小型抽水蓄能电厂，其装机容量分别为1.1万2.2万KW抽水蓄能机组。但以后由于文化大革命等原因，抽水蓄能的发展暂停。至1974年进行潘家口水库工程设计审查时提出要在原设计常规发电机组的基础上增设抽水蓄能可逆式机组，经过反复研究和向国外引进抽水蓄能机组，电站共装机42万KW，其中蓄能机组27万KW，常规机一台15万KW。1992年第一台机组投入运行，1993年全部建成。十三陵蓄能电厂1990年筹建，1992年9月主体工程奠基开工，共四台机组，1995年12月第一台机组投产，1997年6月最后一台并网发电。电厂主设备从国处引进，其中水泵水轮机由美国VOITH公司提供，发电电动机及主变压器由奥地利ELIN公司提供，监控系统设备由加拿大BAILEY公司提供。辅助设备国内生产。电厂总装机容量80万KW。经多年运行，削峰填谷，调频和紧急事故备用对华北电力系统安全稳定起到了巨大作用。已建成的广州抽不蓄能电厂总装机容量240万KW为世界之冠。此外羊卓雍湖和天荒坪抽水蓄能电厂等已相继建成，其它东北、山东、山西、江苏、安徽、浙江、福建、广东等待建和在建的点子有如星罗棋布。
