水力发电把水流的机械能转换为电能：冲击式水轮机利用高速射流推动转轮

水力发电把水流的机械能转换为电能。水头表示可供利用的单位重量水能。水电输出与流量和有效水头相关。引水系统把水送到水轮机工作位置。压力管道需要承受内部水压及瞬态作用。调压室能够缓和部分水流变化引起的压力。水轮机通过水流作用输出旋转机械能。混流式水轮机适用于一定范围的中等水头。

尾水位变化会改变电站实际有效水头。拦污栅用于阻挡进入引水口的大型杂物。拦污栅堵塞会增加进水口的局部水头损失。生态下泄需要与电站发电调度协调。鱼道等设施用于减轻部分河流阻隔影响。水电建设需要考虑移民和生态条件。现代水电结合了水工与电力和控制技术。水电运行需要持续监测水工和机电设施。

立式布置便于部分大型低速机组安装。推力轴承承担转子重量和水力轴向作用。导轴承用于限制旋转轴的径向位移。励磁系统调节发电机磁场和相关电压。同期并网需要匹配电压频率和相位。水库电站能够通过蓄水调节发电时段。径流式电站的发电更受天然来水影响。梯级开发需要协调上下游水库运行。

抽水蓄能在低谷用电时把水提升储存。发电工况通过回流水流释放储存能量。抽蓄循环存在损耗但能够提供调节价值。可逆式机组兼具抽水和发电功能。变速抽蓄能够扩大部分运行调节范围。水电站黑启动能力有助于电网恢复。机组效率随流量和水头条件改变。模型与真机换算需要考虑相似条件。