水轮机通过水流作用输出旋转机械能：水力发电把水流的机械能转换为电能

水力发电把水流的机械能转换为电能。水头表示可供利用的单位重量水能。水电输出与流量和有效水头相关。引水系统把水送到水轮机工作位置。压力管道需要承受内部水压及瞬态作用。调压室能够缓和部分水流变化引起的压力。水轮机通过水流作用输出旋转机械能。混流式水轮机适用于一定范围的中等水头。

抽水蓄能在低谷用电时把水提升储存。发电工况通过回流水流释放储存能量。抽蓄循环存在损耗但能够提供调节价值。可逆式机组兼具抽水和发电功能。变速抽蓄能够扩大部分运行调节范围。水电站黑启动能力有助于电网恢复。机组效率随流量和水头条件改变。模型与真机换算需要考虑相似条件。

轴流式水轮机适合部分低水头大流量场景。冲击式水轮机利用高速射流推动转轮。水斗形状影响冲击式机组的能量转换。导叶开度用于调节进入转轮的水流。转桨式机组能够改变转轮叶片角度。尾水管回收部分出口动能并引导排水。尾水管压力过低可能诱发空化问题。水轮机空蚀会损伤叶片和其他过流表面。