将河流、湖泊或海洋等水体所蕴藏的水能转变为电能的工程技术。

原理

水力发电的原理是利用水体的势能而做功，主要因素是流量与水头。流量是指单位时间内通过某一地点的水体体积。水头是指水体在被利用于发电过程中的高程差，也称落差（参见水电站水头）。

水力发电的能力以水力发电功率表示。水力发电功率的基本公式为

式中，P为功率，kW；η为能量开发及转换过程中的总效率；Q为用于发电的流量，m³/s；H为用于发电的水头，m。

特点

水力发电将水能转化为电能，也是一次能源开发和二次能源建设同时形成的过程。它还具有以下特点：

（1）水能是再生能源。水力发电，是利用自然界水文循环中，水体在地球表面运动时，由于高程位置发生变化所释放出的能量。在太阳的作用下，水文循环周而复始，永不停止。因此，水力发电所利用的能源具有重复再生、永不枯竭的特点。在能源分类中，水能和太阳能、风能、海洋能、生物质能等属于再生性能源；煤炭、石油、天然气等属于消耗性非再生能源。

（2）水能是清洁能源。水能是水体中自然蕴藏的物理能，在开发、转换为电能的过程中不发生化学变化，不排出有害物质，对环境没有污染，因而是清洁能源。有水库的水电站建成后，还可以改善局地气候和生态环境。

（3）水能是廉价能源。水电站建成后，就可利用再生的水能资源，无需消耗燃料，省去燃料费用；水电站的维护、管理费用也较低。

（4）水力发电运行灵活，经济效益大。水力发电机组起动迅速，出力调整快，运行操作灵便，是电力系统最好的调峰、调频和事故备用电源，对改善电力系统运行状况，提高电能质量，防止事故的扩大，具有重要作用，经济效益很大。

（5）水力发电劳动生产率高。兴建水电站的投资，在一定意义上，相当于开采煤炭、修建铁路和建设火电厂的全部工程的投资。水电站运行人员和运行费用均较少，劳动生产率高于火电。

（6）开发水电同时有综合利用效益。开发水电时，能使河流水能资源得到综合利用，取得防洪、灌溉、供水、航运、水产和旅游等效益。综合利用各方面，既有相互促进、相辅相成的关系，又有相互制约、相互矛盾的关系。因此要考虑各部门的合理要求，以取得整体效益最优为原则。

（7） 修建大中型水库的水电站，淹没损失一般较大，移民安置问题比较复杂。

（8） 水力发电受河流流量变化的影响。水库调节性能差的水电站，洪水期和枯水期发电量相差较大。

简史

世界上第1座水力发电站建于19世纪70年代。初期建设的水电站规模都极小。20世纪30年代起，一些工业发达国家开始修建一些大型水电站，如美国的大古力工程、胡佛坝和原苏联的第聂伯等水电站。全世界水能资源的理论蕴藏量为40万亿kW·h/a，技术可开发水能资源为14.37万亿kW·h/a。到1950年，已装机72 GW，年发电量3 360亿kW·h，占技术可开发水能资源的2.33%。至1998年，全世界共有水电装机容量674 GW，年发电量达2.643万亿kW·h，电能开发利用程度达到18.39%。

发达国家在电力建设过程中，大都优先开发水电。到1998年，发达国家的水电开发利用程度平均为70%，高的达到90%以上。发展中国家水电开发利用程度较低，1980年平均为10%。20世纪70年代以来，有些发展中国家大力开发水电，1998年巴西、委内瑞拉的水能资源开发程度分别达到23.2%和22.2%（参见世界水电开发）。

中国可能开发的水能资源约为3.78亿kW，年发电量约为1.92万亿kW·h，居世界第1位。但地区分布很不均衡，其中67.8%集中于西南地区，而东北、华北、华东三地区的水能资源仅分别为全国的2.0%、1.2%及3.6%，开发利用程度也较低，截至1999年底，中国水能资源的开发利用程度按电量计为11.08%。

中国内地第1座水力发电站为石龙坝水电站，建成于1912年，在云南省昆明市附近，装机容量为480 kW。1949年，中国水力发电总容量为360mW，年发电量为12亿kW·h。1998年，水电装机容量（包括抽水蓄能电站）为65.065 GW，排在美国（装机容量74.423GW）和加拿大（装机容量65.726 GW）之后，居世界第3位。到1999年底，中国水电装机容量已发展到72.97GW，超过加拿大而居世界第2位（参见水能资源及中国水电建设）。

中国水利电力部于1978年根据中国水能资源的具体分布情况、开发条件和国民经济发展的需要，从战略角度出发，提出了建设中国十大水电基地的设想方案，总装机容量为192.19～197.84 GW。1989年10月，水利水电规划设计总院对此方案进行了修订和补充，汇总为中国十二大水电基地，总装机容量为215.82GW（参见中国大型水电基地）。

水力发电建设的基本要求

（1）做好资源普查和各项勘测工作。

（2）认真编制河流规划，做好前期工作，优选开发项目，实行河流梯级开发。

（3）在电力系统中充分发挥水力发电的优势，提高电力系统的经济性与可靠性。

（4）正确评价水力发电建设的社会、经济和环境影响，包括：河流综合利用开发的效益、对促进地区经济及社会发展的效益、节省大量燃料的效益及对通航、过鱼和过木方面可能产生的影响。

（5）根据自然及社会特点，在水电建设中必须重视洪水和泥沙的处理，慎重对待水库的土地淹没和移民问题。

小水电开发

世界各国最早开发的水电站都是小型的，以后逐步转向大中型。20世纪70年代以后，由于世界能源经济的变化，一些国家重新重视小水电的开发。中国一直重视小水电的开发，到1999年底，中国已建成小水电站43 364座，总装机容量25.58GW，年发电量720亿kW·h。小水电成为中国农村的主要电源之一，对农村居民生活的改善、文化的提高、经济的发展等起了很大的作用。中国小水电数量之多，规模之大，普及面之广，在世界各国中也占首位。