水力发电把水流的机械能转换为电能，引水系统把水送到水轮机工作位置，轴流式水轮机适合部分低水头大流量场景

立式布置便于部分大型低速机组安装。推力轴承承担转子重量和水力轴向作用。导轴承用于限制旋转轴的径向位移。励磁系统调节发电机磁场和相关电压。同期并网需要匹配电压频率和相位。水库电站能够通过蓄水调节发电时段。径流式电站的发电更受天然来水影响。梯级开发需要协调上下游水库运行。

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。

泥沙磨损可能降低转轮性能和寿命。机组振动可能来自水力和机械等多种因素。水力不平衡会引起附加的周期作用。机组调速器根据运行需求调整水流。负荷突变时需要控制转速和压力变化。飞逸转速对应特定失负荷条件下的转速。机组设计需要核对允许的飞逸能力。水轮发电机通常与转轮同轴连接。