1、水 力 发 电 系 (Hydroelectric power)利 用 河 流 、 湖 泊 等 位 于 高 处 具 有 位 能 的 水 流 至 低 处， 将 其 中 所 含 之 位 能 转 换 成 水 轮 机 之 动 能 ， 再 藉 水 轮 机 为 原 动 力 ， 推 动 发 电 机 产 生电 能 。 利 用 水 力 (具 有 水 头 )推 动 水 力 机 械 (水 轮 机 )转 动 ， 将 水 能 转 变 为 机 械 能 ， 如 果在 水 轮 机 上 接 上 另 一 种 机 械 (发 电 机 )随 着 水 轮 机 转 动 便 可 发 出 电 来 ， 这 时 机 械 能 又 转变 为 电 能 。
2、 水 力 发 电 在 某 种 意 义 上 讲 是 水 的 位 能 转 变 成 机 械 能 ， 再 转 变 成 电 能 的 过 程 。因 水 力 发 电 厂 所 发 出 的 电 力 电 压 较 低 ， 要 输 送 给 距 离 较 远 的 用 户 ， 就 必 须 将 电 压 经 过变 压 器 增 高 ， 再 由 空 架 输 电 线 路 输 送 到 用 户 集 中 区 的 变 电 所 ， 最 后 降 低 为 适 合 家 庭 用 户、 工 厂 用 电 设 备 的 电 压 ， 并 由 配 电 线 输 送 到 各 个 工 厂 及 家 庭 。 优 势水 能 是 一 种 取 之 不 尽 、 用 之 不 竭 、
3、 可 再 生 的 清 洁 能 源 。 但 为 了 有 效 利 用 天 然 水 能， 需 要 人 工 修 筑 能 集 中 水 流 落 差 和 调 节 流 量 的 水 工 建 筑 物 ， 如 大 坝 、 引 水 管 涵 等 。 因 此工 程 投 资 大 、 建 设 周 期 长 。 但 水 力 发 电 效 率 高 ， 发 电 成 本 低 ， 机 组 启 动 快 ， 调 节 容 易。 由 于 利 用 自 然 水 流 ， 受 自 然 条 件 的 影 响 较 大 。 水 力 发 电 往 往 是 综 合 利 用 水 资 源 的 一 个重 要 组 成 部 分 ， 与 航 运 、 养 殖 、 灌 溉 、 防 洪
4、 和 旅 游 组 成 水 资 源 综 合 利 用 体 系 。 优 点水 力 发 电 是 再 生 能 源 ， 对 环 境 冲 击 较 小 。 除 可 提 供 廉 价 电 力 外 ， 还 有 下 列 之 优 点 :控 制 洪 水 泛 滥 、 提 供 灌 溉 用 水 、 改 善 河 流 航 运 ， 有 关 工 程 同 时 改 善 该 地 区 的 交 通 、 电 力供 供 应 和 经 济 ， 特 别 可 以 发 展 旅 游 业 及 水 产 养 殖 。 美 国 田 纳 西 河 的 综 合 发 展 计 划 ， 是 首个 大 型 的 水 利 工 程 ， 带 动 整 体 的 经 济 发 展 。分 类按 照 水
5、 源 的 性 质 ， 可 分 为 ：常 规 水 电 站 ， 即 利 用 天 然 河 流 、 湖 泊 等 水 源 发 电 。 抽 水 蓄 能 电 站 ， 利 用 电 网 负 荷 低 谷 时 多 余 的 电 力 ， 将 低 处 下 水 库 的 水 抽 到 高 处 上 存蓄 ， 待 电 网 负 荷 高 峰 时 放 水 发 电 ， 尾 水 收 集 于 下 水 库 。 按 水 电 站 的 开 发 水 头 手 段 ， 可 分 为 ：坝 式 水 电 站 、 引 水 式 水 电 站 和 混 合 式 水 电 站 三 种 基 本 类 型 。 按 水 电 站 利 用 水 头 的 大 小 ， 可 分 为 ：高 水 头
6、 （ 70 米 以 上 ） 中 水 头 （ 15-70 米 ） 和 低 水 头 （ 低 于 15 米 ） 水 电 站 。 按 水 电 站 装 机 容 量 的 大 小 ， 可 分 为 ：大 型 中 型 和 小 型 水 电 站 。 一 般 装 机 容 量 5 000kW 以 下 的 为 小 水 电 站 ， 5 000至 10 万 kW 为 中 型 水 电 站 ， 10 万 kW 或 以 上 为 大 型 水 电 站 ,或 巨 型 水 电 站 。 沿 革1878 年 法 国 建 成 世 界 第 一 座 水 电 站 。 美 洲 第 一 座 水 电 站 建 于 美 国 威 斯 康 星 州 阿 普尔 顿 的
7、 福 克 斯 河 上 ， 由 一 台 水 车 带 动 两 台 直 流 发 电 机 组 成 ,装 机 容 量 25kW,于 1882年 9 月 30 日 发 电 。 欧 洲 第 一 座 商 业 性 水 电 站 是 意 大 利 的 特 沃 利 水 电 站 ， 于 1885 年建 成 ， 装 机 65kW。 19 世 纪 90 年 代 起 ,水 力 发 电 在 北 美 、 欧 洲 许 多 国 家 受 到 重 视 ,利用 山 区 湍 急 河 流 、 跌 水 、 瀑 布 等 优 良 地 形 位 置 修 建 了 一 批 数 十 至 数 千 千 瓦 的 水 电 站 。 1895 年 在 美 国 与 加 拿
8、大 边 境 的 尼 亚 加 拉 瀑 布 处 建 造 了 一 座 大 型 水 轮 机 驱 动 的 3750kW 水 电 站 。 进 入 20 世 纪 以 后 由 于 长 距 离 输 电 技 术 的 发 展 ， 使 边 远 地 区 的 水 力 资 源 逐 步得 到 开 发 利 用 ， 并 向 城 市 及 用 电 中 心 供 电 。 30 年 代 起 水 电 建 设 的 速 度 和 规 模 有 了 更快 和 更 大 的 发 展 ， 由 于 筑 坝 、 机 械 、 电 气 等 科 学 技 术 的 进 步 ， 已 能 在 十 分 复 杂 的 自然 条 件 下 修 各 种 类 型 和 不 同 规 模 的
9、水 力 发 电 工 程 。 全 世 界 可 开 发 的 水 力 资 源 约 为 22.61 亿 kW， 分 布 不 均 匀 ,各 国 开 发 的 程 度 亦 各 异 （ 见 表 ） 。 世 界 上 已 建 最 大 水 电 站 为 在巴 西 和 巴 拉 圭 两 国 界 河 巴 拉 那 河 上 的 伊 泰 普 水 电 站 （ 见 彩 图 ） ， 装 机 容 量 1260 万 kW， 世 界 上 单 机 容 量 最 大 的 水 轮 发 电 机 组 已 达 70 万 kW， 安 装 在 美 国 的 大 古 力 水 电站 和 伊 泰 普 水 电 站 内 。 中 国 是 世 界 上 水 力 资 源 最 丰
10、 富 的 国 家 ， 可 开 发 量 约 为 3.78 亿 kW。 中 国 大 陆 第一 座 水 电 站 为 建 于 云 南 省 螳 螂 川 上 的 石 龙 坝 水 电 站 (见 彩 图 )， 始 建 于 1910 年 7 月 ，1912 年 发 电 ， 当 时 装 机 480kW， 以 后 又 分 期 改 建 、 扩 建 ， 最 终 达 6000kW。 1949年 中 华 人 民 共 和 国 成 立 前 ， 全 国 建 成 和 部 分 建 成 水 电 站 共 42 座 ， 共 装 机 36 万 kW,该 年 发 电 量 12 亿 kWh（ 不 包 括 台 湾 ） 。 1950 年 以 后 水
11、 电 建 设 有 了 较 大 发 展 ， 以 单座 水 电 站 装 机 25 万 kW 以 上 为 大 型 ,2.5 万 25 万 kW 之 间 为 中 型 ,2.5 万 kW 以 下 为小 型 ,大 、 中 、 小 并 举 ,建 设 了 一 批 大 型 骨 干 水 电 站 。 其 中 最 大 的 为 在 长 江 上 的 葛 洲 坝水 利 枢 纽 ,装 机 271.5 万 kW。 在 一 些 河 流 上 建 设 了 一 大 批 中 型 水 电 站 ， 其 中 有 一 些 还串 联 为 梯 级 ， 如 辽 宁 浑 江 三 个 梯 级 共 45.55 万 kW,云 南 以 礼 河 四 个 梯 级
12、共 32.15 万 kW,福 建 古 田 溪 四 个 梯 级 共 25.9 万 kW 等 。 此 外 在 一 些 中 小 河 流 和 溪 沟 上 修 建 了 一 大批 小 型 水 电 站 。 截 至 1987 年 底 ,全 国 水 电 装 机 容 量 共 3019 万 kW（ 不 含 500kW 以下 小 水 电 站 ） ,小 水 电 站 总 装 机 1110 万 kW（ 含 500kW 以 下 小 水 电 站 ， 见 小 水 电 ）。展 望在 一 些 水 力 资 源 比 较 丰 富 而 开 发 程 度 较 低 的 国 家 （ 包 括 中 国 ） ， 今 后 在 电 力 建 设 中将 因 地
13、制 宜 地 优 先 发 展 水 电 。 在 水 力 资 源 开 发 利 用 程 度 已 较 高 或 水 力 资 源 贫 乏 的 国 家 和地 区 ， 已 有 水 电 站 的 扩 建 和 改 造 势 在 必 行 ， 配 合 核 电 站 建 设 所 兴 建 的 抽 水 蓄 能 电 站 将 会增 多 。 在 中 国 除 了 有 重 点 地 建 设 大 型 骨 干 电 站 外 ， 中 、 小 型 水 电 站 由 于 建 设 周 期 短 、 见效 快 、 对 环 境 影 响 小 ， 将 会 进 一 步 受 到 重 视 。 随 着 电 价 体 制 的 改 革 ， 当 可 更 恰 当 地 体 现和 评 价
14、水 力 发 电 的 经 济 效 益 ， 有 利 于 吸 收 投 资 ， 加 快 水 电 建 设 。 在 水 电 建 设 前 期 工 作 中 ，新 型 勘 测 技 术 如 遥 感 、 遥 测 、 物 探 以 及 计 算 机 、 计 算 机 辅 助 设 计 等 将 获 得 发 展 和 普 及 ；对 洪 水 、 泥 沙 、 水 库 移 民 、 环 境 保 护 等 问 题 将 进 行 更 为 妥 善 的 处 理 ； 水 电 站 的 自 动 化 、远 动 化 等 也 将 进 一 步 完 善 推 广 ； 发 展 远 距 离 、 超 高 压 、 超 导 材 料 等 输 电 技 术 ， 将 有利 于 加 速 中 国 西 部 丰 富 的 水 力 资 源 开 发 ， 并 向 东 部 沿 海 地 区 送 电 。
