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水电站由水力系统、机械系统和电能产生装置等组成，是实现水能到电能转换的水利枢纽工程，电能生产的可持续性要求水电站水能的利用具有不间断性。通过水电站水库系统的建设，人为地调节和改变水力资源在时间和空间上的分布，实现对水力资源的可持续利用。为了将水库中的水能有效地转化为电能，水电站需要通过一个水机电系统来实现，该系统主要由压力引水管、水轮机、发电机和尾水管等组成。
水机电系统通过压力引水管和水轮机的配合实现水能到机械能的转换，利用水轮机和发电机的联动关系实现利用水能进行电能生产的目的。水库中水能转化为电能的多少与压力引水管管口处作用力大小密切相关，因此，水库水量、水库水位、压力引水管倾斜角度等影响引水管管口作用力的因素直接影响着水能到电能的高效转换。所以，水电站进行电能生产的过程，就是如何协调水库和水机电系统之间以及水机电系统各部分之间的运行问题，水电站系统本质上就是一个水机电耦合系统。
电力系统是现代化社会人们生活和生产不可或缺的动力能量，水力发电是电力工业的先驱者。我国是世界上第二大能源消耗国，而我国目前消耗电力的五分之四来自火力发电厂。利用火力发电会给生态环境带来很大的影响。因此，我国迫切希望能够建立大量水力发电厂，以替换原有的火力发电，以减少污染。我国河流、湖泊分布广泛，落差巨大，蕴藏着丰富的资源优势。
水力发电是我国电力工程中重要的组成部分，由于水力发电具有清洁、高效、能量供给稳定充足的特点，使水电工程受到越来越多的人的重视。水电站由水力系统、机械系统和电能产生装置等组成。
我国水能资源优越，目前利用率很低，发展潜力巨大。水电项目可以很好的和防洪、抗旱、农业灌溉相调节，以促进社会绎济效益所丰收。当然，水电站的建设可能存在对流域生态环境的影响，可以采取必要措施，使这些不利影响减到很小。和煤炭生产过程、专线运输、发电过程中产生的种种环境问题比较起来，水电是一种对环境和生态影响小得多的清洁能源。如果把水电的巨大综合社会经济效益考虑在内，发展水电的优越性就更加突出 。
