水电站是生产电能的工厂。图5-1是水电站示意图，水库中的水通过压力水管流经水轮机，将水能转换为旋转机械能，水轮机带动发电机旋转，将机械能转换为电能。

1.水电站的出力计算

单位时间内水体向水电站所供给的能量称为水电站的出力，用符号N t表示，单位为k W，理论出力表达式为

式中 ρ——水的密度，ρ＝1000kg/m3；

g——重力加速度，g＝9.81kg·m2/s；

Q——水轮机流量，m3/s；

H 0——水电站上、下游水位差，称为水电站的静水头，m。

图5-1　水电站示意图

1—水库；2—进水建筑物；3—隧洞；4—调压室；5—压力钢管；6—发电机；7—水轮机；8—蝶阀；9—泄水道(www.daowen.com)

实际上，在电能的生产过程中，作用于水轮机上的水头是水电站的静水头H 0扣除进入水轮机前水头损失Δh后的工作水头H；另外，水流进入水轮机后也存在着各种能量损失。水电站的实际出力小于理想出力，其表达式为

式中 H——水轮机的工作水头，m；

η——水轮发电机组的总效率。

由以上的出力计算公式可知，水头和流量是决定出力大小的两个基本要素。

2.发电量计算

水电站的发电量是指水电站在一定时段内发出的电能总量，单位是k W·h。发电量的计算式为

式中 T——计算时间，s；

W——T时段内流过的水量，m3。

我国水能资源比较丰富，占世界第一位，理论蕴藏量为6.8亿k W，折合年发电量为5.9万亿k W·h。可开发的装机容量为3.7亿k W，年发电量为1.9万亿k W·h。