水力發(fā)電的基本原理是利用水位落差 ，配合水輪發(fā)電機產(chǎn)生電力，也就是利用水的位能轉(zhuǎn)為水輪的機械能，再以機械能推動發(fā)電機，而得到電力。科學家們以此水位落差的天然條件，有效的利用流力工程及機械物理等，精心搭配以達到最高的發(fā)電量，供人們使用廉價又無污染的電力。

而低位水通過吸收陽光進行水循環(huán)分布在地球各處，從而回復高位水源。

種類

按集中落差的方式分類：堤壩式水電廠，引水式水電廠，混合式水電廠，潮汐水電廠和抽水蓄能電廠。

按徑流調(diào)節(jié)的程度分類：無調(diào)節(jié)水電廠和有調(diào)節(jié)水電廠。

按照水源的性質(zhì)，一般稱為常規(guī)水電站，即利用天然河流、湖泊等水源發(fā)電。

按水電站利用水頭的大小，可分為高水頭(70米以上)、中水頭( 15-70米)和低水頭(低于15米)水電站。

按水電站裝機容量的大小，可分為大型、中型和小型水電站。

一般將裝機容量在5,000kW以下的稱為小水電站，5,000至100,000kW的稱為中型水電站，10萬kW或以上的稱為大型水電站或巨型水電站。

流程

慣常水力發(fā)電的流程為：河川的水經(jīng)由攔水設(shè)施攫取后，經(jīng)過壓力隧道、壓力鋼管等水路設(shè)施送至電廠，當機組須運轉(zhuǎn)發(fā)電時，打開主閥(類似家中水龍頭之功能)，后開啟導翼(實際控制輸出力量的小水門)使水沖擊水輪機，水輪機轉(zhuǎn)動后帶動發(fā)電機旋轉(zhuǎn)，發(fā)電機加入勵磁后，發(fā)電機建立電壓，并于斷路器投入后開始將電力送至電力系統(tǒng)。

如果要調(diào)整發(fā)電機組的出力，可以調(diào)整導翼的開度增減水量來達成，發(fā)電后的水經(jīng)由尾水路回到河道，供給下游的用水使用。

技術(shù)

水力發(fā)電是研究將水能轉(zhuǎn)換為電能的工程建設(shè)和生產(chǎn)運行等技術(shù)經(jīng)濟問題的科學技術(shù)。水力發(fā)電利用的水能主要是蘊藏于水體中的位能。

為實現(xiàn)將水能轉(zhuǎn)換為電能，需要興建不同類型的水電站。它是由一系列建筑物和設(shè)備組成的工程措施。

建筑物主要用來集中天然水流的落差，形成水頭，并以水庫匯集、調(diào)節(jié)天然水流的流量;基本設(shè)備是水輪發(fā)電機組。當水流通過水電站引水建筑物進入水輪機時，水輪機受水流推動而轉(zhuǎn)動，使水能轉(zhuǎn)化為機械能;水輪機帶動發(fā)電機發(fā)電，機械能轉(zhuǎn)換為電能，再經(jīng)過變電和輸配電設(shè)備將電力送到用戶。

水能為自然界的再生性能源，隨著水文循環(huán)周而復始，重復再生。水能與礦物燃料同屬于資源性一次能源，轉(zhuǎn)換為電能后稱為二次能源。

水力發(fā)電建設(shè)則是將一次能源開發(fā)和二次能源生產(chǎn)同時完成的電力建設(shè)，在運行中不消耗燃料，運行管理費和發(fā)電成本遠比燃煤電站低。水力發(fā)電在水能轉(zhuǎn)化為電能的過程中不發(fā)生化學變化，不排泄有害物質(zhì)，對環(huán)境影響較小，因此水力發(fā)電所獲得的是一種清潔的能源。

設(shè)備

水輪機和水輪發(fā)電機是基本設(shè)備。為保證安全經(jīng)濟運行，在廠房內(nèi)還配置有相應的機械、電氣設(shè)備，如水輪機調(diào)速器、油壓裝置、勵磁設(shè)備、低壓開關(guān)、自動化操作和保護系統(tǒng)等。在水電站升壓開關(guān)站內(nèi)主要設(shè)升壓變壓器、高壓配電開關(guān)裝置、互感器、避雷器等以接受和分配電能。通過輸電線路及降壓變電站將電能最終送至用戶。這些設(shè)備要求安全可靠，經(jīng)濟適用，效率高。為此，對設(shè)計和施工、安裝都要精心研究。

水電站運行除自身條件如水道參數(shù)、水庫特性外，與電網(wǎng)調(diào)度有密切聯(lián)系，應盡量使水電站水庫保持較高水位，減少棄水，使水電站的發(fā)電量最大或電力系統(tǒng)燃料消耗最少以求得電網(wǎng)經(jīng)濟效益最高為目標。對有防洪或其他用水任務的水電站水庫，還應進行防洪調(diào)度及按時供水等，合理安排防洪和興利庫容，綜合滿足有關(guān)部門的基本要求，建立水庫最優(yōu)運行方式。當電網(wǎng)中有一群水庫時，要充分考慮水庫群的相互補償效益。

效益

水力發(fā)電向電網(wǎng)及用戶供電所取得的財務收入為其直接經(jīng)濟效益，但還有非財務收入的間接效益和社會效益。

歐美有一些國家實行多種電價制，如分別一天不同時間、一年不同季節(jié)計算電能電價，在事故情況下緊急供電的不同電價，按千瓦容量收取費用的電價等。

長期以來中國實行按電量計費的單一電價，但水力發(fā)電除發(fā)出電能外還能承擔電網(wǎng)的調(diào)峰、調(diào)頻、調(diào)相、事故(旋轉(zhuǎn))備用，帶來整個電網(wǎng)運行的經(jīng)濟效益;水電站水庫除提供發(fā)電用水外，并發(fā)揮綜合利用效益。因此在進行水力發(fā)電建設(shè)時，須從國民經(jīng)濟全局考慮，闡明經(jīng)濟效益，進行國民經(jīng)濟評價。