水電站是將水能轉變成電能的工廠，其能量轉換的基本過程：水能→機械能→電能。
按利用能源的種類，水電站分為：常規(guī)水電站；調(diào)節(jié)電力系統(tǒng)峰谷負荷的抽水蓄能式水電站；利用海洋水流的機械能進行發(fā)電的水電站。水電站示意圖見圖1。
圖1 水電站示意圖
一、壩式水電站
按水電站廠房與壩的相對位置，分為壩后式和河床式。
壩后式：我國水電站采用最多的一種，如三峽水電站。
河床式：如葛洲壩水電站。河床式水電站如下圖2所示。
圖2 河床式水電站示意圖
二、引水式水電站
引水式水電站如下圖3所示。
圖3 引水式水電站示意圖
三、混合式水電站
混合式水電站：具有壩式和引水式兩方面的特點。
梯級水電站：在河段上建若干水電站，采用不同的類型。
四、抽水蓄能式水電站
蓄能電站既是電源又是負荷，是系統(tǒng)內(nèi)唯一的削峰填谷電源，具有調(diào)頻、調(diào)相、負荷備用、事故備用的功能。蓄能見圖4，發(fā)電見圖5。
圖4 抽水蓄能式水電站（蓄能）
圖5 抽水蓄能式水電站（發(fā)電）
五、水電站的主要動力設備
主要由擋水建筑物、泄水建筑物、排沙設施、發(fā)電引水系統(tǒng)、發(fā)電系統(tǒng)以及其他引水設施和過壩設施等組成。
主要動力設備——水輪機。能轉換成旋轉機械能的水力原動機。分為沖擊式水輪機和反擊式水輪機。
六、水力發(fā)電的特點
1.水能是可再生能源，發(fā)過電的天然水流本身并沒有損耗，一般也不會造成水體污染，仍可為下游用水部門利用。
2.水力發(fā)電是清潔的電力生產(chǎn)，不排放有害氣體、煙塵和灰渣，沒有核廢料。
3.發(fā)電效率高，常規(guī)水電廠的發(fā)電效率在80%以上。
4.可同時完成一次能源開發(fā)和二次能源轉換。
5.生產(chǎn)成本低廉。無需購買、運輸和貯存燃料；所需運行人員較少、勞動生產(chǎn)率較高；管理和運行簡便，運行可靠性較高。
6.水力發(fā)電機組起停靈活，輸出功率增減快、可變幅度大，是電力系統(tǒng)理想的調(diào)峰、調(diào)頻和事故備用電源。
7.開發(fā)投資大，工期長。如三峽工程，1994年12月開工，計劃2009年竣工，總概算為900億人民幣。
8.受河川天然徑流豐枯變化的影響。
9.水電站的水庫可以綜合利用，承擔防洪、灌溉、航運、城鄉(xiāng)生活和工礦生產(chǎn)用水、養(yǎng)殖、旅游等任務。獲得最優(yōu)的綜合經(jīng)濟效益和社會效益。
10.較大水庫的水電站，淹沒損失較大，對生態(tài)環(huán)境有一定影響。
11.水能資源在地理上分布不均，建壩條件較好和水庫淹沒損失較少的大型水電站站址往往位于遠離用電中心的偏僻地區(qū)，施工條件較困難并需要建設較長的輸電線路，增加了造價和輸電損失。
著名水電站實物圖見圖6，見圖7，見圖8，見圖9，見圖10。
圖6美國大古力水電廠
圖7 葛洲壩水電廠
圖8 龍羊峽水電廠
圖9 三峽水電廠
圖10 三峽水電站機組安裝圖