水電站，英文：hydroelectric power station /hydropower plant (HPP)水電站是將水能轉(zhuǎn)換為電能的綜合工程設(shè)施，又稱水電廠。它包括為利用水能生產(chǎn)電能而興建的一系列水電站建筑物及裝設(shè)的各種水電站設(shè)備。有些水電站除發(fā)電所需的建筑物外，還常有為防洪、灌溉、航運、過木、過魚等綜合利用目的服務(wù)的其他建筑物。這些建筑物的綜合體稱水電站樞紐或水利樞紐。

水電站樞紐的組成建筑物有以下6種：

用以截斷水流，集中落差，形成水庫的攔河壩、閘或河床式水電站的水電站的長房等水工建筑物。如混凝土重力壩、拱壩、土石壩、堆石壩及攔河閘等。

（二）泄水建筑物

用以宣泄洪水或放空水庫的建筑物。如開敞式河岸溢洪道、溢流壩、泄洪洞及放水底孔等。

從河道或水庫按發(fā)電要求引進(jìn)發(fā)電流量的引水道首部建筑物。如有壓、無壓進(jìn)水口等。

向水電站輸送發(fā)電流量的明渠及其渠系建筑物、壓力隧洞、壓力管道等建筑物。

在水電站負(fù)荷變化時用以平穩(wěn)引水建筑物中流量和壓力的變化，保證水電站調(diào)節(jié)穩(wěn)定的建筑物。對有壓引水式水電站為調(diào)壓井或調(diào)壓塔；對無壓引水式電站為渠道末端的壓力前池。

水電站廠房樞紐建筑物主要是指水電站的主廠房、副廠房、變壓器場、高壓開關(guān)站、交通道路及尾水渠等建筑物。這些建筑物一般集中布置在同一局部區(qū)域形成廠區(qū)。廠區(qū)是發(fā)電、變電、配電、送電的中心，是電能生產(chǎn)的中樞。

將水能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿臋C電設(shè)備稱水電站動力設(shè)備。其在常規(guī)水電站和潮汐電站為水輪機和水輪發(fā)電機組成的水輪發(fā)電機組，及附屬的調(diào)速器、油壓裝置、勵磁設(shè)備等。抽水蓄能電站的動力設(shè)備為由水泵水輪機和水輪發(fā)電電動機組成的抽水蓄能機組及其附屬的電氣、機械設(shè)備。水電站的電氣裝置除水輪發(fā)電機及其附屬設(shè)備外，還包括發(fā)電機電壓配電設(shè)備、升壓變壓器、高壓配電裝置和監(jiān)視、控制、測量、信號和保護(hù)性電氣設(shè)備等。

水電站的總裝機容量P由下式計算：

P = 9.81QHη

式中 Q——通過水輪機的水流量，m3/s；

H——水電站的水頭，m

η——水電站的總效率，一般為0.85~0.86

利用水電站樞紐集中天然水流的落差形成水頭，匯集、調(diào)節(jié)天然水流的流量，并將它輸向水輪機，經(jīng)水輪機與發(fā)電機的聯(lián)合運轉(zhuǎn)，將集中的水能轉(zhuǎn)換為電能，再經(jīng)變壓器、開關(guān)站和輸電線路等將電能輸入電網(wǎng)。

通常用壩攔蓄水流、抬高水位形成水庫，并修建溢流壩、溢洪道、泄水孔、泄洪洞（見水工隧洞）等泄水建筑物宣泄多余洪水。水電站引水建筑物可采用渠道、隧洞或壓力鋼管，其首部建筑物稱進(jìn)水口。 ^[2] 

水電站廠房分為主廠房和副廠房，主廠房包括安裝水輪發(fā)電機組或抽水蓄能機組和各種輔助設(shè)備的主機室，以及組裝、檢修設(shè)備的裝配場。副廠房包括水電站的運行、控制、試驗、管理和操作人員工作、生活的用房。引水建筑物將水流導(dǎo)入水輪機，經(jīng)水輪機和尾水道至下游。當(dāng)有壓引水道或有壓尾水道較長時，為減小水擊壓力常修建調(diào)壓室。而在無壓引水道末端與發(fā)電壓力水管進(jìn)口的連接處常修建前池。為了將電廠生產(chǎn)的電能輸入電網(wǎng)還要修建升壓開關(guān)站。 ^[2] 

此外，尚需興建輔助性生產(chǎn)建筑設(shè)施及管理和生活用建筑。

水的落差在重力作用下形成動能，從河流或水庫等高位水源處向低位處引水，利用水的壓力或者流速沖擊水輪機，使之旋轉(zhuǎn)，從而將水能轉(zhuǎn)化為機械能，然后再由水輪機帶動發(fā)電機旋轉(zhuǎn)，切割磁力線產(chǎn)生交流電。而低位水通過吸收陽光進(jìn)行水循環(huán)分布在地球各處，從而回復(fù)高位水源。 ^[2] 

1878年法國建成世界第一座水電站。1879年，瑞士建成世界第一座抽水蓄能電站。

1912年，云南省昆明市郊建成中國大陸最早的水電站石龍壩水電站(1912) ，電站一廠于1910年7月開工，1912年4月發(fā)電，最初裝機容量為480 kW。

1913年，世界第一座潮汐電站建于德國北海之濱。最大的潮汐電站是法國建于圣瑪珞灣的朗斯潮汐電站，裝機24萬千瓦。

20世紀(jì)世界裝機容量最大的水電站是巴西和巴拉圭合建的伊泰普水電站，裝機1260萬千瓦。

20世紀(jì)30年代后，水電站的數(shù)量和裝機容量均有很大發(fā)展。

1978年日本建成海明號波浪發(fā)電試驗船，是世界上第一座大型波能發(fā)電站。

1985年，美國巴斯康蒂投產(chǎn)世界裝機容量最大的抽水蓄能電站。

1986年中國在浙江省建成試驗性的江廈潮汐電站，裝機3200千瓦。中國的廣州抽水蓄能電站，一期工程裝機120萬千瓦，計劃在90年代完工。

1988年中國竣工的湖北葛洲壩水利樞紐，裝機271.5萬千瓦。

80年代末，世界上一些工業(yè)發(fā)達(dá)國家，如瑞士和法國的水能資源已幾近全部開發(fā)。

1994年已開工興建的三峽水利樞紐建成后，裝機容量為2250萬千瓦（32臺70萬kW+10萬kW地下電源電站），到目前為止已經(jīng)成為世界上最大的水電站。

2015年12月31日，環(huán)保部日前對黃河瑪爾擋水電站的環(huán)境影響評價文件基本情況予以公示?，敔枔跛娬疚挥谇嗪Ｊ『Ｄ喜刈遄灾沃萃驴h與果洛藏族自治州瑪沁縣交界處的黃河干流上，海拔在3200米以上，建成后將成為黃河上海拔最高的水電站。 ^[3] 

利用河流、湖泊水能的常規(guī)水電站；利用電力負(fù)荷低谷時的電能抽水至上水庫，待電力負(fù)荷高峰期再放水至下水庫發(fā)電的抽水蓄能電站；利用海洋潮汐能發(fā)電的潮汐電站；利用海洋波浪能發(fā)電的波浪能電站。按對天然徑流的調(diào)節(jié)方式分為：沒有水庫或水庫很小的徑流式水電站，水庫有一定調(diào)節(jié)能力的蓄水式水電站。

按水電站水庫的調(diào)節(jié)周期分為多年調(diào)節(jié)水電站、年調(diào)節(jié)水電站、周調(diào)節(jié)水電站和日調(diào)節(jié)水電站。年調(diào)節(jié)水電站是將一年中豐水期的水貯存起來供枯水期發(fā)電用。其余調(diào)節(jié)周期的水電站含義類推。

按發(fā)電水頭分為高水頭水電站、中水頭水電站和低水頭水電站。世界各國對此無統(tǒng)一規(guī)定。中國稱水頭70米以上的電站為高水頭電站，水頭70～30米的電站為中水頭電站，水頭30米以下的電站為低水頭電站。按裝機容量分為大型、中型和小型水電站。

中國規(guī)定裝機容量大于120萬千瓦為大(1)型水電站，120萬～30萬千瓦為大(2)型水電站，30萬～5萬千瓦為中型水電站，5萬～1萬千瓦為小(1)型水電站，小于1萬千瓦為小(2)型水電站。按發(fā)電水頭的形成方式分為：以壩集中水頭的壩式水電站、以引水系統(tǒng)集中水頭的引水式水電站，以及由壩和引水系統(tǒng)共同集中水頭的混合式水電站。

可分為四類： ^[4] 

常規(guī)水電站也稱為壩式水電站。 ^[4] 

石龍壩水電站,利用天然河流、湖泊等水源發(fā)電。

抽水蓄能電站，利用電網(wǎng)中負(fù)荷低谷時多余的電力，將低處下水庫的水抽到高處上水庫存蓄，待電

網(wǎng)負(fù)荷高峰時放水發(fā)電，尾水至下水庫，從而滿足電網(wǎng)調(diào)峰等電力負(fù)荷的需要。

利用潮水漲落產(chǎn)生的水位差所具有的勢能來發(fā)電。 ^[4] 

按照水電站對天然水流的利用方式和調(diào)節(jié)能力，可以分為兩類：

沒有水庫或水庫庫容很小，對天然水量無調(diào)節(jié)能力或調(diào)節(jié)能力很小的水電站。

設(shè)有一定庫容的水庫，對天然水流具有不同調(diào)節(jié)能力的水電站。

分為：壩后式水電站，河床式水電站，引水式水電站，儲能水電站，虹吸式水電站

還常采用的分類方法：

即按集中水頭的手段和水電站的工程布置，可分為壩式水電站、引水式水電站和壩－引水混合式水電站三種基本類型。這是工程建設(shè)中最通用的分類方法。

用水頭的大小

可分為高水頭、中水頭和低水頭水電站。世界上對水頭的具體劃分沒有統(tǒng)一的規(guī)定。有的國家將水頭低于 15m作為低水頭水電站，15～70m為中水頭水電站，71～250m為高水頭水電站，

水頭大于250m時為特高水頭水電站。中國通常稱水頭大于70m為高水頭水電站，低于30m為低水頭水電站，30～70m為中水頭水電站。這一分類標(biāo)準(zhǔn)與水電站主要建筑物的等級劃分和水輪發(fā)電機組的分類適用范圍，均較適應(yīng)。

可分為大型、中型和小型水電站。各國一般把裝機容量5000kW以下的水電站定為小水電站，5000～10萬kW為中型水電站，10萬～100萬kW為大型水電站，超過100萬kW的為巨型水電站。中國規(guī)定將水電站分為五等，其中：裝機容量大于75萬kW為一等〔大(1)型水電站〕，75萬～25萬kW為二等〔大(2)型水電站〕，25萬～2.5萬kW為三等〔中型水電站〕，2.5萬～0.05萬kw為四等〔小(1)型水電站〕，小于0.05萬kW為五等〔小(2)型水電站〕；但統(tǒng)計上常將1.2萬kW以下作為小水電站。

水利部數(shù)據(jù)表示，目前我國共建成農(nóng)村水電站4.7萬多座，裝機容量7300多萬千瓦，年發(fā)電量2200多億千瓦時，裝機容量和發(fā)電量約占全國水電的24%，農(nóng)村水能資源開發(fā)率達(dá)57%。 ^[5-6] 

運行的原則是要在經(jīng)濟(jì)合理地利用水力資源、保證

電能質(zhì)量的基礎(chǔ)上，全面實現(xiàn)安全、滿發(fā)、經(jīng)濟(jì)、多供的要求。水電站在電力系統(tǒng)中擔(dān)任調(diào)頻、調(diào)峰、調(diào)相、備用等任務(wù)。一般在洪水期間應(yīng)充分利用水量，使全部機組投入運行，實現(xiàn)滿發(fā)、多供，承擔(dān)電力系統(tǒng)基荷；在水庫供水期間運行時，應(yīng)盡量利用水頭，承擔(dān)電力系統(tǒng)的腰荷和尖峰負(fù)荷，充分利用可調(diào)出力，起到系統(tǒng)的調(diào)頻、調(diào)峰和事故備用的作用。

水電站運行時，會受到不同河流之間補償調(diào)節(jié)的影響；同一河流梯級開發(fā)時徑流調(diào)節(jié)的影響；以及電力系統(tǒng)中，火電廠、水電站之間電力補償?shù)挠绊憽Ｔ谶x擇運行方式時，必須考慮這些因素。

水電站運行包括正常運行、特殊運行、異常運行和經(jīng)濟(jì)運行。要使水電站正常運行，需注意電站的檢修。

可由自動和手動實現(xiàn)開機、停機，并由遠(yuǎn)方通過功率給定裝置實現(xiàn)機組帶負(fù)荷。運行中要注意：

1、機組冷卻風(fēng)溫變化對運行的影響；

2．電力系統(tǒng)電壓變化對機組運行的影響；

3．電力系統(tǒng)頻率變化對機組運行的影響；

3．功率因數(shù)變化對機組運行的影響。

特殊運行包括調(diào)相運行和進(jìn)相運行。前者指發(fā)電機在運行中功率因數(shù)發(fā)生變化并降至零時，電力系統(tǒng)需要補充無功功率，以調(diào)整系統(tǒng)的電壓值回復(fù)到允許水平。這時，水電站的發(fā)電機需降低有功功率作調(diào)相運行。通常采用壓水調(diào)相（即向水輪發(fā)電機的轉(zhuǎn)輪室通入壓縮空氣以降低轉(zhuǎn)輪室水位）。進(jìn)相運行是電力系統(tǒng)低負(fù)荷運行時，容性無功容量過剩，就人為造成發(fā)電機從電力系統(tǒng)吸收無功功率，以降低系統(tǒng)某些點的過高的電壓。異常運行指電站機組運行中出現(xiàn)異?；蚴鹿?，這時應(yīng)采取緊急措施，盡量避免事故擴(kuò)大，并減少事故對系統(tǒng)的影響。

原則是根據(jù)電力系統(tǒng)對水電站分配的負(fù)荷，合理選擇機組的運行臺數(shù)和機組間負(fù)荷的經(jīng)濟(jì)分配，用較少的水，發(fā)出盡可能多的電。主要措施是實行水庫的合理調(diào)度，保持水電站于高水位運行。另外，在一定負(fù)荷下，合理選擇開機臺數(shù)，控制機組在高效率區(qū)運行等也是有效措施。

水電站的維護(hù)包括檢查和維修。以蘇丹麥洛維水電站為例子檢查分為：

1．每1～2周一次的巡視。內(nèi)容是在設(shè)備運行狀態(tài)下，通過觀察和常備的儀表檢查有無異常情況，并進(jìn)行注油和清掃。

2．每1～3年一次的定期常規(guī)檢修。是在停機情況下，主要從外部進(jìn)行檢查和測量。

3．每5～10年進(jìn)行一次定期詳細(xì)停機檢修。

1．臨時維修。即發(fā)現(xiàn)異常或故障所作的及時修理。

2．計劃維修。為保證安全而進(jìn)行的預(yù)防性維修和恢復(fù)性維修。這種維修需根據(jù)檢查結(jié)果按計劃進(jìn)行。水電站的檢修除臨時檢修外，均應(yīng)安排在枯水季節(jié)進(jìn)行，并在洪水季到來之前完成。

隨著水電站運行水平的提高，維護(hù)業(yè)務(wù)趨于集中化，即將鄰近幾個水電站集中在一個維修站進(jìn)行檢查和維修。這種方式不僅可節(jié)省人力，還可使水電站維修水平一致。

1．清潔：水能為可再生能源，基本無污染。

2．營運成本低，效率高；

3．可按需供電；

4．取之不盡、用之不竭、可再生

5．控制洪水泛濫

6．提供灌溉用水

7．改善河流航動

8．有關(guān)工程同時改善該地區(qū)的交通、電力供供應(yīng)和經(jīng)濟(jì)，特別可以發(fā)展旅游業(yè)及水產(chǎn)養(yǎng)殖。

1．生態(tài)破壞：大壩以下水流侵蝕加劇，河流的變化及對動植物的影響等。不過，這些負(fù)面影響是可預(yù)見并減小的。如水庫效應(yīng)

2．需筑壩移民等，基礎(chǔ)建設(shè)投資大

3．降水季節(jié)變化大的地區(qū)，少雨季節(jié)發(fā)電量少甚至停發(fā)電

4．下游肥沃的沖積土減少

1、能源的再生性。由于水流按照一定的水文周期不斷循環(huán)，從不間斷，因此水力資源是一種再生能源。所以水力發(fā)電的能源供應(yīng)只有豐水年份和枯水年份的差別，而不會出現(xiàn)能源枯竭問題。但當(dāng)遇到特別的枯水年份，水電站的正常供電可能會因能源供應(yīng)不足而遭到破壞，出力大為降低。

2、發(fā)電成本低。水力發(fā)電只是利用水流所攜帶的能量，無需再消耗其他動力資源。而且上一級電站使用過的水流仍可為下一級電站利用。另外，由于水電站的設(shè)備比較簡單，其檢修、維護(hù)費用也較同容量的火電廠低得多。如計及燃料消耗在內(nèi)，火電廠的年運行費用約為同容量水電站的10倍至15倍。因此水力發(fā)電的成本較低，可以提供廉價的電能。

3、高效而靈活。水力發(fā)電主要動力設(shè)備的水輪發(fā)電機組，不僅效率較高而且啟動、操作靈活。它可以在幾分鐘內(nèi)從靜止?fàn)顟B(tài)迅速啟動投入運行；在幾秒鐘內(nèi)完成增減負(fù)荷的任務(wù)，適應(yīng)電力負(fù)荷變化的需要，而且不會造成能源損失。因此，利用水電承擔(dān)電力系統(tǒng)的調(diào)峰、調(diào)頻、負(fù)荷備用和事故備用等任務(wù)，可以提高整個系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益。 ^[7] 

水電是清潔能源，可再生、無污染、運行費用低，便于進(jìn)行電力調(diào)峰，有利于提高資源利用率和經(jīng)濟(jì)社會的綜合效益。在地球傳統(tǒng)能源日益緊張的情況下，世界各國普遍優(yōu)先開發(fā)水電大力利用水能資源。

今后在水力資源豐富而又未充分開發(fā)的國家（如中國），常規(guī)水電站的建設(shè)將穩(wěn)步增長。大型電站的機組單機容量將向巨型化發(fā)展。同時，隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和能源日益緊張，小水電將受到各國的重視。由于電網(wǎng)調(diào)峰、調(diào)頻、調(diào)相的需要，抽水蓄能電站將有較快的發(fā)展。而潮汐電站和波浪能電站的建設(shè)由于受建站條件及造價等因素制約，在近期內(nèi)不會有大幅度的增長。各類電站的自動化和遠(yuǎn)動化將進(jìn)一步完善和推廣。

中國不論是水能資源蘊藏量，還是可能開發(fā)的水能資源，都居世界第一位。截至2007年，中國水電總裝機容量已達(dá)到1.45億千瓦，水電能源開發(fā)利用率從改革開放前的不足10%提高到25%。水電事業(yè)的快速發(fā)展為國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展作出了重要的貢獻(xiàn)，同時還帶動了中國電力裝備制造業(yè)的繁榮。三峽機組全部國產(chǎn)化，邁出了自主研發(fā)和創(chuàng)新的可喜一步。小水電設(shè)計、施工、中國水電設(shè)備行業(yè)市場前瞻與投資戰(zhàn)略規(guī)劃設(shè)備制造也已經(jīng)達(dá)到國際領(lǐng)先水平，使中國成為小水電行業(yè)技術(shù)輸出國之一。

此外，中國水電產(chǎn)業(yè)各項經(jīng)濟(jì)指標(biāo)增長較快。2007年1-11月，中國水力發(fā)電行業(yè)累計實現(xiàn)工業(yè)總產(chǎn)值93,826,334千元，比上年同期增長了20.88%；累計實現(xiàn)產(chǎn)品銷售收入89,240,772千元，比上年同期增長了20.17%；累計實現(xiàn)利潤總額24,689,815千元，比上年同期增長了35.91%。2008年1-8月，中國水力發(fā)電行業(yè)累計實現(xiàn)工業(yè)總產(chǎn)值77,284,104千元，比上年同期增長了25.14%；累計實現(xiàn)產(chǎn)品銷售收入78,176,606千元，比上年同期增長了26.59%；累計實現(xiàn)利潤總額18,007,801千元，比上年同期增長了14.03%。截至2012年底，我國水電年發(fā)電量達(dá)8641億千瓦時，占全社會用電量的17.4%。

中國經(jīng)濟(jì)已進(jìn)入新的發(fā)展時期，在國民經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速增長、工業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程加快的同時，資源和環(huán)境制約趨緊，能源供應(yīng)出現(xiàn)緊張局面，生態(tài)環(huán)境壓力持續(xù)增大。據(jù)此，加快西部水力資源開發(fā)、實現(xiàn)西電東送，對于解決國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的能源短缺問題、改善生態(tài)環(huán)境、促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)的協(xié)調(diào)和可持續(xù)發(fā)展，無疑具有非常重要的意義。另外，大力發(fā)展水電事業(yè)將有利于縮小城鄉(xiāng)差距、改善農(nóng)村生產(chǎn)生活條件，對于推進(jìn)地方農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、提高農(nóng)民收入，加快脫貧步伐、促進(jìn)民族團(tuán)結(jié)、維護(hù)社會穩(wěn)定，具有不可替代的作用。水電開發(fā)通過投資拉動、稅收增加和相關(guān)服務(wù)業(yè)的發(fā)展，將把地方資源優(yōu)勢轉(zhuǎn)變?yōu)榻?jīng)濟(jì)優(yōu)勢、產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢，以此帶動其他產(chǎn)業(yè)發(fā)展，形成支撐力強的產(chǎn)業(yè)集群，有力促進(jìn)地方經(jīng)濟(jì)的全面發(fā)展。

2015年6月22日，哥斯達(dá)黎加楚卡斯水電站建設(shè)項目首臺機組轉(zhuǎn)子與順利吊裝完成。項目開始進(jìn)行機組安裝的過程。

2015年11月5日，西北電力交易分中心透露，今年西藏水電累計外送電量達(dá)3.3億千瓦時，最大外送電力24萬千瓦，相當(dāng)于減少受電地區(qū)煤炭消耗11萬噸，減排二氧化碳30萬噸。 ^[8] 

哥斯達(dá)黎加楚卡斯水電站由中國水利水電第11工程局有限公司承建，機組為2臺5兆瓦的下拆式水輪發(fā)電機組，轉(zhuǎn)子直徑4.5米，高6.5米，重量145噸。首臺機組轉(zhuǎn)子的吊裝完成，為楚卡斯水電站隨后的干調(diào)試（無水試驗）奠定了堅實的基礎(chǔ)。 ^[9] 

“十二五”以來，長江上游西南地區(qū)一大批大中型水電站工程相繼建成投產(chǎn)，形成我國最大的優(yōu)質(zhì)清潔水電基地。隨著水電裝機再創(chuàng)新高，“西電東送”能力進(jìn)一步增強?，F(xiàn)在四川已形成“四條直流+四條交流”的外送通道格局，外送能力達(dá)2850萬千瓦。 ^[10]