水电站是将水能转变成电能的工厂，其能量转换的基本过程：水能→机械能→电能。
按利用能源的种类，水电站分为：常规水电站；调节电力系统峰谷负荷的抽水蓄能式水电站；利用海洋水流的机械能进行发电的水电站。水电站示意图见图1。
图1 水电站示意图
一、坝式水电站
按水电站厂房与坝的相对位置，分为坝后式和河床式。
坝后式：我国水电站采用最多的一种，如三峡水电站。
河床式：如葛洲坝水电站。河床式水电站如下图2所示。
图2 河床式水电站示意图
二、引水式水电站
引水式水电站如下图3所示。
图3 引水式水电站示意图
三、混合式水电站
混合式水电站：具有坝式和引水式两方面的特点。
梯级水电站：在河段上建若干水电站，采用不同的类型。
四、抽水蓄能式水电站
蓄能电站既是电源又是负荷，是系统内唯一的削峰填谷电源，具有调频、调相、负荷备用、事故备用的功能。蓄能见图4，发电见图5。
图4 抽水蓄能式水电站（蓄能）
图5 抽水蓄能式水电站（发电）
五、水电站的主要动力设备
主要由挡水建筑物、泄水建筑物、排沙设施、发电引水系统、发电系统以及其他引水设施和过坝设施等组成。
主要动力设备——水轮机。能转换成旋转机械能的水力原动机。分为冲击式水轮机和反击式水轮机。
六、水力发电的特点
1.水能是可再生能源，发过电的天然水流本身并没有损耗，一般也不会造成水体污染，仍可为下游用水部门利用。
2.水力发电是清洁的电力生产，不排放有害气体、烟尘和灰渣，没有核废料。
3.发电效率高，常规水电厂的发电效率在80%以上。
4.可同时完成一次能源开发和二次能源转换。
5.生产成本低廉。无需购买、运输和贮存燃料；所需运行人员较少、劳动生产率较高；管理和运行简便，运行可靠性较高。
6.水力发电机组起停灵活，输出功率增减快、可变幅度大，是电力系统理想的调峰、调频和事故备用电源。
7.开发投资大，工期长。如三峡工程，1994年12月开工，计划2009年竣工，总概算为900亿人民币。
8.受河川天然径流丰枯变化的影响。
9.水电站的水库可以综合利用，承担防洪、灌溉、航运、城乡生活和工矿生产用水、养殖、旅游等任务。获得最优的综合经济效益和社会效益。
10.较大水库的水电站，淹没损失较大，对生态环境有一定影响。
11.水能资源在地理上分布不均，建坝条件较好和水库淹没损失较少的大型水电站站址往往位于远离用电中心的偏僻地区，施工条件较困难并需要建设较长的输电线路，增加了造价和输电损失。
著名水电站实物图见图6，见图7，见图8，见图9，见图10。
图6美国大古力水电厂
图7 葛洲坝水电厂
图8 龙羊峡水电厂
图9 三峡水电厂
图10 三峡水电站机组安装图