第2章
国外水电设备发展现状
2.1 先进国家发展水电设备产业的历程和特点
人类建坝挡水、建造水利工程已有几千年的历史。远在公元前几世纪的中国、印度等地，人们就已经懂得利用水轮机来带动石磨、水碾等加工机械，公元2世纪在欧洲罗马的运河上已建有浸在水中由水轮带动的水磨。工业化以后，特别是发明电以后，人类开始真正大规模地对水力资源进行合理开发和利用。
1878年，法国建成世界上第一座水电站，由此开始了水电100多年来的大发展。西方发达国家的水电开发平均要早于我国30年。目前发达国家水电开发程度平均在60%以上，其中美国水力资源已开发约82%，日本约84%，加拿大约65%，德国约73%，法国、挪威、瑞士均在80%以上，我国水力资源的开发利用程度还不到40%。从水电发展阶段来看，我国水电开发也大大晚于西方国家。20世纪70年代，受石油危机的影响，发达国家纷纷加大水电开发的力度，如美国20世纪六七十年代处于大坝与水电建设的高峰期。20世纪60年代为欧洲水电开发高峰期，年增装机容量超过10%，进入20世纪80年代增长速度逐渐减慢，20世纪90年代后期新增装机容量逐渐减少。
20世纪90年代后，欧洲、北美发达国家经济可开发水电资源日益枯竭，水电开发规模锐减，进而导致其水轮发电机组新增装机容量锐减。与此同时，亚洲（除日本以外）、中南美洲国家的水电开发进入前所未有的大发展时期，成为世界水轮发电机组市场的中心，水电设备的年订货量占全世界的90%以上。
进入21世纪，全球面临的可持续发展问题日益严峻，国际油价不断攀升，气候变化后果日趋显现，安全饮用水供应和电力保障更加迫切，世界有关组织重新审视水电开发问题，在几次具有里程碑意义的峰会和国际专题会议上把对水电开发的认识推到了一个新的层次。当前，为满足经济社会发展对能源的需求，应对全球气候变化和实现温室气体减排，世界各国都越来越重视可再生能源的发展，而水电是最重要的可再生能源，因此都在积极发展水电，只是发展的具体形式有所不同。欧美发达国家的大型水电坝址已基本开发完毕，为保护生态环境，欧美国家也基本不再开发大型水电项目。因此，欧美国家非常重视进一步挖掘水电的潜力，对现有水坝（及电站）进行更新改造，并且非常关注小水电的发展。
水电开发的另一重要组成部分是抽水蓄能电站。抽水蓄能电站作为电力系统重要的调峰、调频、调相、紧急事故备用电源，其发展受到世界各国的青睐。20世纪50年代是抽水蓄能电站发展的起步阶段。第二次世界大战后，由于世界各国特别是欧美国家经济恢复快速发展，用电峰谷差异逐渐增大，加之常规水电资源日趋枯竭，很多国家开始修建抽水蓄能电站，在电力系统中担任调峰和调频任务。20世纪七八十年代是国外抽水蓄能电站发展最快的时期，这一时期修建抽水蓄能电站已由欧美、日本等工业发达国家扩展到世界各国。20世纪90年代后期，欧美、日本等国家抽水蓄能建设放缓，而同期亚洲地区中等发达国家和发展中国家经济快速发展，电力需求及用电峰谷差的增大，这时期建设的抽水蓄能电站主要集中在亚洲。
随着科技的进步，水电技术不断得到提高。20世纪七八十年代，世界水轮发电机组出现比转速不断提高、单机容量不断攀升的势头，近年来这一势头得到一定减缓，水轮发电机组的可靠性、稳定性和产品的技术经济性能指标不断受到重视。
目前国际上主要的水电设备制造厂商包括：法国的阿尔斯通（ALSTOM）、德国的福伊特西门子（Voith-Siemens-hydro）、奥地利的安德利兹（Andrtz Hydro）以及日本的东芝、日立、三菱等。我国主要的水电设备制造厂商则包括哈尔滨电机厂有限责任公司和东方电气集团东方电机有限公司等。另外，国外主要水电设备供应商，均已在中国设立生产基地，我国已逐渐成为全球水轮发电机组制造的中心。
2.1.1 先进国家发展水电设备产业的主要历程
1. 世界水电发展历史进程概述
从1750年到1880年的100多年时间内，是水轮机由低级动力工具发展演变成比较完善的水轮机的过程，是社会生产力发展和人类进步需求的发展结果，这个时期的主要成果是解决了加大水轮机的过流能力和提高水轮机效率两方面的问题。现代水轮机发展的趋势是提高单机容量和比转速。提高单机容量可以降低水轮机单位容量的造价；提高水轮机比转速可以增大机组的过流能力，使水轮发电机体积小、重量轻、节省金属材料，从而降低制造成本，尤其对大容量机组好处更大。
水电是目前技术最成熟、最具市场竞争力且可大规模开发的清洁能源。随着世界能源消费需求的持续增长、全球气候变化影响的日益加剧，世界各国都把水电作为能源发展的优先领域，作为应对气候变化、实现可持续发展的最佳选择。在各种可再生能源中，水能这一可再生能源具有资源量丰富、开发利用技术成熟、经济性能好、具有大规模商业化开发可能性等优点。而且，利用水能资源的水电工程通常还具有防洪、灌溉、供水、航运等综合效益。
2007年，全球水电装机总容量达到84840万kW，水电发电量为30448亿kW·h，约占全球电力供应量的20%。随着经济形势的变化，水电的经济可开发量也会发生变化，如石油涨价会导致原来开发起来不经济的水能资源变为经济可开发的，因此提高了水电的经济可开发量。国外一般采用实际发电量来计算水电理论蕴藏量和可开发量，中国比较习惯采用装机功率的形式来表征。
2. 发达国家水电发展进程
（1）美国水电的发展概况 美国目前的水电装机容量约为9600万kW，曾经长期在世界上处于领先位置。早在18世纪，美国人就认识到了水电的优越性，并将其广泛用于磨粉和抽水。20世纪初，水电已经占全美发电总量的40%。20世纪40年代，水电占美国西部和太平洋西北地区用电量的75%，大约相当于整个美国总发电量的1/3。随着其他发电形式的不断发展，水电所占的份额逐步下降。
在第一次世界大战期间，水电项目成为美国联邦政府的重要收入来源。20世纪30年代的经济大萧条，伴随着在西部地区普遍发生的水灾和旱灾，进一步促进了美国的水电开发，一批大的水电项目陆续建成，如哥伦比亚河上的大古力水坝、科罗拉多河下游的胡佛大坝以及加利福尼亚的中央河谷项目。那些大坝所生产出的低成本水电对城市和工业的发展产生了深远的影响。
随着第二次世界大战的来临，美国国内对电力的需求飞速增长，水电得到了进一步的迅猛发展。1940—1945年，垦务局成为西部地区主要的电力生产商，其下属的电站共发电470亿kW·h。二战以后，水电被用于迅速发展的工业建设。20世纪六、七十年代是美国大坝与水电建设的高峰期。
美国现有大约2358座水电站，其中常规装机容量约为78300MW，抽水蓄能装机容量约为18400MW（截至2007年）。目前，美国实际水电发电量占总发电量的8%，发电能力占总发电能力的11%。水力发电在实际利用的可再生能源中占75%。美国95%的水电生产由私有和公有电力部门所有。近年来，由于担心水电对鱼类和河流的影响，出于环保方面的考虑，美国水电开发很长时间处于停顿状态。
美国抽水蓄能水电设施的建设高峰出现在1960年至1970年之间。电力需求不断增长的趋势使得更多的抽水蓄能水电项目不断投入建设。许多开发商在各个地方进行选址，包括新泽西州、华盛顿州、俄勒冈州、加利福尼亚州、亚利桑那州、科罗拉多州、阿肯色州、田纳西州、俄亥俄州、宾夕法尼亚州以及佛蒙特州。由加利福尼亚州弗雷斯诺县太平洋煤气与电力公司经营的赫尔姆斯1050MW抽水蓄能项目，其水头达498m，为美国之最。全美私人拥有的最大抽水蓄能项目位于弗吉尼亚州巴斯县，为弗吉尼亚电力公司和Allegheny电力公司共同拥有。联邦政府所拥有的最大的抽水蓄能项目是田纳西流域管理局的Raccoon Mountain项目，发电量为1530MW，位于田纳西州田纳西河上。
在小水电方面，2005年美国小水电装机容量为284万kW，年发电量为107亿kW·h。美国小水电的开发程度仅为33%，比大水电的开发程度低很多。根据美国能源信息署发布的可再生能源年度报告，通过水力所生产的电力在美国显著减少。在过去的10年中，水电第一次失去了美国可再生能源的领先位置，来自于水电资源的用电量下降了23%，总体来讲，可再生能源的利用总量也下降了12%。这些事实已经引起美国联邦和各州的政策制定者以及美国能源消费者的极大关注，水电的发展开始重新得到重视。
（2）加拿大水电发展概况 加拿大河流众多，水力资源丰富，具有巨大的水电开发蕴藏量（16000万kW），经济开发量约为5360亿kW·h/a，水电装机容量为7266万kW。目前利用的水电开发量不到一半，而利用的经济开发量却达到65%。水电年发电量为3500亿kW·h，约占全国总发电量的62%。这些电力由450座大、中型水电站和200多座小型水电站（装机容量小于10MW）生产。加拿大的绝大多数大坝都是作为大型水电工程的组成部分而修建的。多年来，加拿大在水电及大坝设计、施工和管理方面已经形成了世界闻名的专门技术。
加拿大水电工程和大坝的建设与人口和经济增长的需求密切相关。1881年，加拿大的首座水电站绍迪耶尔瀑布电站在渥太华附近修建。一战期间直至20世纪20年代，加拿大继续修建电站和大坝。1921年在安大略省尼亚加拉瀑布修建了亚当贝克爵士1号水电站（SAB GS1），装机容量为459MW，成为当时世界上最大的水电站。20世纪30年代经济萧条时期，加拿大水电开发与世界经济发展一样明显放慢。直到二战结束，随着加拿大经济迅速发展和工业增长，才又开始修建了一些大型水电工程。
1943年，安大略省和魁北克省签订省际协议，确定了共享渥太华河水电资源的原则，从而开始了20世纪50年代水电资源的大力开发。虽然早在19世纪90年代欧洲就开始研究抽水蓄能的理论，但修建第一座抽水蓄能电站的是加拿大（1957年）。尼亚加拉河亚当贝克爵士水利枢纽目前包括SAB GS1、SAB GS2和抽水蓄能电站，总装机容量1700MW。圣劳伦斯河工程是二战之后加拿大最大的水电开发项目之一。这个美加联合项目于1954年开始施工，1959年建成。加拿大一侧电站的出力达1012MW。不列颠哥伦比亚省在1961年加拿大与美国签订协议之后，在20世纪60年代中期修建了麦卡坝、休金莱希德坝和邓肯坝。1984年建成了雷维尔斯托克坝和水电站，其与麦卡水电站的总装机容量为3772MW，占哥伦比亚地区发电量的75%。魁北克省在20世纪下半叶才开始开发其巨大的水电潜能，1973年开始该省西北部的开发，有力地推动了魁北克省的经济增长。开发项目包括拉格朗德河上的拉格朗德水利枢纽（LG1、LG2、LG3和LG4水电站），1985年完成了拉格朗德一期工程，总装机容量10300MW，二期工程增加装机容量5000MW，总装机容量达到15300MW。
加拿大水力资源丰富，是少数仍然具有水电开发潜力的发达国家。加拿大作为世界水电生产大国，也期望继续扩大水电项目比例，继续向美国输出电力。统计数据显示，未来20年，加拿大还将有150多个水电项目投入建设，总投资高达1200多亿美元，装机容量约为30000MW。魁北克省、安大略省等都在加大水电投资。建坝和水电一直是而且将继续是加拿大经济的基石之一，水电促使了航运、运输以及其他许多产业的发展。此外，加拿大的经济发展将继续证明，水电是一种清洁的、可再生的、廉价且可靠的能源。
（3）日本水电的发展概况 1849年，日本研制成佩尔顿冲击式水轮机，进而于1888年，在宫城县首次投运了水轮直流发电机，并于1891年11月正式建立了蹴上水力发电厂，到1898年年底装机容量达到1760kW。1913年，日本研制成卡普兰式水轮机，并进入了实用阶段。1860年至1890年是日本现代化迅速发展的时期，日本在此期间建立起了中央集权制的社会。这一时期也就是日本的第一次产业革命时期。1900—1915年，电力市场的迅速发展极大地刺激了电力工业的发展。在这期间，热电和水电的发展交替领先。1911年，水电超过了热电，并整整支配了电力市场近半个世纪，直至20世纪60年代。1948年，日本宣布了恢复经济的5年计划，决定利用其稀少的自然资源恢复日本的经济，开发其国内丰富的水电资源。1952年，日本第二届电力发展协调委员会采纳了电力发展的5年计划，计划到1956年年底装机容量达到4000MW。这一时期成为日本水电业发展的黄金时期。10座大型水库和蓄水池调节型发电站中的6座（田子仓、奥只见、佐久间、黑部、三保和宫濑）在1956年至1963年间开始投产运营。虽然战后日本经济发展迅速，且电力发展尤为突出，但每年对电力的需求增长更为迅猛。为了满足这一需求，日本不得不通过大规模的电力开发来确保电力供应。由于水电发展的地理位置的限制，再加上世界石油价格的下跌，日本开始转向装机容量大的热电站，热能发电超越水力发电，1962年水电和热电的比率回到45∶55。随后，在1966年核电开始逐渐发展起来。
在19世纪70年代石油危机的冲击之下，水电作为日本国内资源得到全面而广泛的发展，热电和核电在电力系统中所占的份额也有所增长。但是热电系统对于满足高峰时期的电力需求并不是一个经济的电力来源，它不能迅速地应对突然出现的负荷波动。日本解决这一问题的方法是，利用热电提供基本的电力供应，利用水电来满足高峰时期的电力需求。所以，为调节用电高峰时期的电力供应，大型抽水蓄能电站开始发展起来。1960年，日本的抽水蓄能电站装机容量仅有58MW （占总装机容量的0.3%），但是到了1970年，装机容量达到了3390MW（占总装机容量的5.8%）。在水电的总装机容量中，抽水蓄能所占比例稳步增长。截至2000年年底，日本水电站的总装机容量是44.78GW，其中传统型水电站为20.08GW，而抽水蓄能电站（包括联合式发电站和独立式发电站）为24.71GW，抽水蓄能电站所占份额为55.2%。抽水蓄能电站的大力发展，也使得日本在抽水蓄能技术方面处于世界领先水平。日本全国共有1712座水电站在运营，其中包括501座传统型水电站（装机容量为10MW或者10MW以上），43座抽水蓄能电站（包括联合式发电站和独立式发电站）。到2000年年底，日本在建或者拟建水电站的总装机容量约为13.27GW，其中仅0.39GW来自于传统型水电站，其余的全部来自于抽水蓄能电站。近几年来，日本平均每年新增常规装机容量仅70～80MW，与过去相比，发展速度非常缓慢。
（4）挪威水电的发展概况 挪威国土面积为38.69万km2，平均年降水量为1380mm，降雪较多，山地和高原面积占全国国土面积的2/3，高原湖泊众多，地形高差大，水能资源较丰富。理论水能蕴藏量为5600亿kW·h/a，技术可开发水能资源为2000亿kW·h/a，按人口平均每人达46189kW·h/a，相当于世界人均数的19倍多，是全世界最高的。
挪威于1885年建成第1座小水电站，当时主要用于农业生产。最开始建设的水电站，装机容量都很小，20世纪20年代开始建一些中型电站，并建立了当时欧洲最大的电力公司。20世纪40年代，挪威的水电技术已有相当高的水平，水电获得飞速发展。1950年挪威水电装机容量为2.9GW，1998年增加到27.41GW，占电力总装机容量的98.9%；水电发电量为1163亿kW·h，占总发电量的99.4%；水能资源开发利用程度达58.2%。挪威的水电站以中型为主，10～200MW的水电站占总容量的60%。大型水电站不多，已建1000MW以上大型水电站仅2座。一座为克威尔达尔（Kvilldal）引水式水电站，装机容量为1200MW，最大水头为538m，于1987年建成。另一座为西玛水电站，装机容量为1120MW，于1981年建成。
水电的高度开发也带动了挪威其他产业的发展。挪威在北欧电力合作组织中起着重要作用，与邻国瑞典和丹麦有多条输电线路相联网。当夏季邻国电能有余时以低价买进，把自己的水能尽量储存在高山湖泊和水库群中；到冬季邻国电力负荷高峰期时再以高价卖出。电力输出和输入相抵后，每年净输出几十亿千瓦时的电量，取得了显著的经济效益。
在水电设备技术方面，20世纪60年代挪威就研制了高水头混流式和大流量冲击式水轮机，处于世界领先水平。其生产的水轮机在抗空蚀、抗泥沙磨损方面均有特长，在效率上有较宽的高效率区。高效率、高转速机组的发展，可以使水电站地下厂房的尺寸大大减小，降低电站投资；挪威生产的辅助设备的质量也很好，因此其水电设备行销世界各国。
目前，挪威的水电年发电量已达1180亿kW·h，全国电力供应的99.8%来自于水力发电，是世界上水电比重最高的国家。除此之外，挪威还有少量的风力发电和热电机组。清洁的水电对挪威的经济可持续发展和生态环境保护起到了不可替代的作用。
（5）奥地利水电的发展概况 奥地利有比较丰富的水力资源，水能理论蕴藏量达1500亿kW·h/a，技术可开发发电量达750亿kW·h/a，经济可开发水能资源492亿kW·h/a，居世界第16位；陆地每平方公里经济可开发水能资源达58.6万kW·h/a，居世界第2位。奥地利从第二次世界大战后开始大规模开发水力资源，因此，水电成为奥地利最重要的能源和最主要的电源。
奥地利在20世纪初就开始建设水电站，其电力工业的历史是从开发水电起步的，水电的开发主要集中于多瑙河流域。第二次世界大战后，奥地利在开始经济重建时，就首先大力发展水电。到1998年底，奥地利已建设100kW以上各类水电站近1000座，其中大型水电站（10万kW以上）28座，中小型水电站（大于1万kW）150多座，总装机容量达1086万kW，年发电量达365亿kW·h，水能资源开发程度达70%～80%。目前，奥地利已把水电发展的重点从开发转向全面有效的管理、多流域统一调度管理、更新改造、改建扩建挖掘潜力和发展抽水蓄能电站等方面，从而不断提高水电的利用率和经济性。奥地利没有世界上著名的超大型水电站，也没有出名的高坝大库，但拥有很多在建设时甚至目前仍处于世界前列的多种高水头机组和数量最多的低水头贯流式机组。奥地利径流式水电站很多，径流电站和小型水库电站容量达472万kW，在现有总装机容量中占43.5%；但其也拥有不少调节性能很好的高水头水库电站，并大力发展抽水蓄能电站。虽然容量都不大，一般从几万千瓦到几十万千瓦，但其水头和机组效率都比较高。
奥地利各州政府和民间投资机构以及有关设计咨询公司、工程承包公司、投资银行、制造厂家以及民间投资者在水力资源开发中扮演着重要角色，或者独资、合作开发建设水电站，或者参资国有控股水电公司，或者以先进的技术、精良的施工、优良的设备支持水电开发。在奥地利国有控股的6大水电公司中，有4个公司接近一半的股份是由地方公司和民间投资者持有的；在奥地利现有水电设备容量中，有30%是由地方公司拥有的。
（6）俄罗斯水电发展概况及特点 俄罗斯作为世界上国土面积最大的国家，地跨欧亚大陆，不仅拥有丰富的石油、天然气资源，其水力资源也十分丰富。有数据显示，俄罗斯的理论水能蕴藏量估计为2.295万亿kW·h/a，技术可开发量达1.67万亿kW·h/a，经济可开发量为8520亿kW·h/a。全球装机容量最大的前10个水电站中，俄罗斯就占了3个，水电发展潜力巨大。早在前苏联时期，水电就已经提供了大约20%的发电量。20世纪五六十年代，苏联进行了大规模的水电站建设，俄罗斯第二大水电站克拉斯诺雅尔斯克水电站就是这一时期兴建的。按2004年1月1日的统计，俄罗斯水电站的总装机容量为4520万kW，水电在全国发电容量构成中的比重为22%。更为重要的是，水电保证了西伯利亚地区的电力平衡。该地区水电比重为50%，远东地区为29%，欧洲部分为12%。截至2004年年初，俄罗斯装机容量为100万kW及以上的水电站有13座，其中200万kW及以上的水电站有6座。13座最大水电站的总容量占俄罗斯水电站总装机容量的75%以上。20世纪90年代，俄罗斯水电的发展受到经济条件的制约，不允许同时继续建设所有已开工的水电工程。现在，俄罗斯水电最重要的方面是旧电站的现代化改造和改建。俄罗斯有70座运行超过30年的老水电站（包括350多台水电机组）需要进行技术改造，由于水电站设备运行时间较长、设备老化严重，大大增加了大修时间和成本。
根据俄罗斯能源预测署（EFA）统计数据，截至2009年，水电已经占到俄罗斯电力总装机容量的21%。随着俄罗斯经济的发展，对电力的需求也在不断增加。据估计，未来10年，俄罗斯的电力需求每年可能增加3%。另外，由于俄罗斯横跨欧亚大陆，优越的地理位置使得其可以将电力出口到欧洲和亚洲市场，而这些都为其水电的发展奠定了良好的市场基础。
2.1.2 先进国家发展水电设备产业的特点
1. 美国、加拿大发展水电设备产业的特点
美国水电资源丰富，但分布不均，主要集中在西北部，水电资源的开发主要集中在三条流域上，即西北部的哥伦比亚流域、中西部的科罗拉多河流域、密西西比河的田纳西流域。经过近一个世纪的建设，美国基本上已经完善了水资源的开发利用体系。美国是联邦制国家，水资源属各州所有，其管理也基本以州为主，全国无统一的水资源管理法规。
（1）美国的水电开发管理机构 美国的水电开发是一种自上而下的形式，水电的开发与管理主要由3个机构组成：美国陆军工程师兵团、内务部垦务局和田纳西流域管理局。美国内务部垦务局是美国为开发西部水资源而专设的一个机构，作为管理贫瘠的西部地区水资源的管理机构，其所建造的大坝成为主要的电力生产者，在水电站的运营方面仅次于美国陆军工程师兵团。另一个开发水电的著名机构就是田纳西流域管理局。正是这些政府机构的强力管理，才使得美国能够统筹考虑水电资源。美国水电开发的特点可以概括为：开发过程中重视调节性水库与径流式水库的协调问题；重视流域梯级开发方面的科学合理性及前瞻性，实现水电资源的科学优化配置；注重综合效应，实行联合开发。
（2）美国的水电设备企业 作为发达国家，美国长期对基础科学研究进行大量投入，组织一流的研发力量，率先进行新产品的开发和生产，水电设备也不例外。几个大的水电设备制造商在研发方面都有其特色，水电设备制造研究与开发分别由政府的研究中心、大学的研究所和设备制造商的研究机构进行，私营研究机构为中小公司服务。这些研究机构以美国通用电气公司和西屋电气公司的机构最具代表性。
1）美国通用电气公司。美国通用电气公司（GE）的研究机构分为公司、生产部和工厂3级，共有207个研究机构，各类专业人员17322人。通用公司1986年的研究与发展投资就已经达到30亿美元，约占销售总额的9%。公司研究与发展中心建于1900年，地址在纽约斯克内克塔迪。中心设有电子科学、能源科学、材料科学、化学4个部门。能源科学部有电气系统和技术实验室、电力电子实验室等。中心共有职工2200名，其中专业人员1200名，博士465名。研究范围包括科学技术工程、工业产品、工程材料、信息服务、核能、汽轮机、开关设备、变压器和照明等。各生产部的研究机构负责具体的产品研究，为公司的生产服务。各工厂建有物理、化学试验室。此外通用电气公司还建有通用电气基金会，对公司管理、科学、工程技术等方面的研究项目给予支持。现在，GE在全球有4个一流实验室，它们分别位于美国纽约州尼斯卡于纳（1900年开放），印度班加罗尔（2000年9月开放），中国上海（2003年10月开放）和德国慕尼黑（2004年6月开放）。
2）西屋电气公司。西屋电气公司共有56个研究单位，研究人员6792名。设在匹兹堡的研究与发展中心共有职工1750人，其中专业人员650名，博士325名。中心设有科学机械、电工机械、科学材料、工业材料4个研究部，负责电气设备、材料等方面的研究工作，并引进新技术应用于公司的生产。此外，还扩建生产线，研究计算机辅助设计和辅助制造（CAD/CAM）系统的应用。公司还设有生产和质量中心，负责改进产品质量、缩短生产周期的研究工作；还专门设有研究功率因数控制系统和设备的研究所。西屋电气公司在比利时建有实验室，作为欧洲的研究中心，为欧洲各国服务。
（3）美国水电设备技术水平 在水电设备制造方面，美国水电站机组的最大单机出力增长很快，20世纪40年代水轮发电机组最大单机出力为10.8万kW，60年代达到15万kW，70年代就达到70万kW。混流式水轮发电机组方面，大古力水电站第三厂房，前3台机组单机出力为60万kW，水轮机转轮直径为9.78m，由加拿大多米宁公司设计监制，美国宾厄姆韦拉梅特工厂制造；发电机由美国西屋公司制造，1975年第一台投产。后3台机组单机出力为70万kW，水轮机由美国艾利斯查默斯公司设计制造，发电机由加拿大通用电气公司制造，1978年第一台投运。
美国在制造转桨式水轮发电机组方面的水平较高。1961年艾利斯查默斯公司为石河段电站设计制造了7台单机容量为11.6万kW、转轮直径为7.8m的转桨式水轮发电机组，采用了防飞逸装置，故飞逸转速从额定转速的2.67倍降到1.85倍，从而降低了造价。1968—1978年，艾利斯查默斯公司先后制造了27台铭牌出力为13.5万kW、设计水头为28.4m、转轮直径为7.9m的转桨式水轮发电机组。1971年，加拿大多米宁公司为石河段水电站制造了4台容量为12.5万kW、转轮直径为7.8m的定桨式机组，属当时世界最大的定桨式机组。
在冲击式机组方面，目前美国最大的冲击式机组为新柯尔盖特水电站的4台立轴6喷嘴冲击式机组，铭牌出力为16.7万kW，设计水头为413m，转速为180r/min，转轮直径为4.35m，由德国福伊特公司制造，于1970年投运。
在贯流式水轮发电机组方面，美国1978年投运的石岛水电站二厂装有8台铭牌出力为5.13万kW的转桨灯泡机组，设计水头为12.1m，转轮直径为7.4m，转速为85.7r/min，属当时世界最大的灯泡机组。发电机功率为5.4万kV·A，冷却方式为压缩空气冷却，由法国阿尔斯托姆公司和奈尔皮克公司制造。美国的低水头电站多采用轴伸贯流式机组，出力最大的为2万kW，最大水头为9.8m，最小水头为5.2m，转轮直径为8.6m，设有增速机构，由美国艾利斯查默斯公司制造，于1972年第一台投运。
在抽水蓄能机组方面，美国多采用可逆式水泵水轮机，单机容量不断增大。巴斯康蒂抽水蓄能电站可逆混流式机组是当时世界上最大的可逆混流式机组，铭牌出力为35万kW，水轮机最大出力为50.8万kW，最大水头为390m，转轮直径为6.35m。转轮为不锈钢铸造结构，由美国艾利斯查默斯公司和西屋公司制造，1986年投运。田纳西流域管理局所建的腊孔山抽水蓄能电站的最大水头为317m，机组铭牌出力为38.25万kW，水轮机最大出力为40万kW，转轮直径为4.93m，由美国艾利斯查默斯公司和西屋公司制造。目前美国正研究容量为50万kW、运行水头为1000m的单级可逆混流式机组。1977年投运的杜罗门抽水蓄能电站的机组，是当时世界最大的可逆轴伸贯流式机组，铭牌出力为2.67万kW，额定水头为13m，由鲍德温利马汉密尔顿公司制造。
（4）美国和加拿大水电设备市场需求及发展 美国和加拿大的大部分水电资源要么已经得到充分利用，要么距离人口聚集区太远，再开发需要的成本投入太大，再加上环境因素的制约，因此近年来的水电市场基本处于停滞状态。曾经以水电为中心的美国，考虑到江河流域的环境问题，很难再建造新的水电站，其发展方向为已建电站的更新改造。根据美国水力发电协会统计，在不新增任何大坝的前提下，美国未来20年的水电总装机容量可以增加27%，即到2020年能够新增水电装机容量2万多MW。除担心修建水库会淹没土地、损坏文物和造成移民搬迁等以外，还担心开发水电会影响鱼类生存环境。为了确保江河流域的鱼道畅通，美国正积极开发一种可使鱼类通过、能与自然环境协调的新型水轮机。总之，当今世界水电设备市场主流已由欧洲、北美、日本等地转向亚洲（日本除外）、中南美洲等地，即由工业发达国家移向发展中国家，在欧美水电设备市场需求较大的是中小水电和老电站技术改造。
2. 日本发展水电设备产业的特点
日本国土面积中山地和丘陵约占3/4，河流坡陡流急，水能资源比较丰富。技术可开发水能资源达1356亿kW·h，经济可开发水能资源为1143亿kW·h，其水能资源开发利用程度已达80%左右。日本燃料资源贫乏，煤、油、气都要靠进口，水能资源是国产的主要能源。日本没有大河流，而中小河流很多，水电开发以10～200MW的中型水电站为主，10MW以下的小型水电站也不少，最大的常规水电站装机容量为380MW。
第二次世界大战后，尤其是20世纪50年代后半叶到70年代初叶，日本电力工业的发展速度在主要资本主义国家中是最快的。日本发电量的年平均增长率比同期国民生产总值年平均实际增长率高16%，这说明其国民经济的高速增长和现代化是以电力工业的优先高速发展和现代化为前提的。战后日本电力工业所以能够以空前的速度发展，除了日本政府采取重点发展电力工业的“倾斜”政策、电力垄断资本进行大规模的设备投资、引进国外先进设备和先进技术以及国内经济高速增长等原因外，日本能够扬长避短、适时地调整能源结构等无疑对电力工业的发展起了重大的促进作用。
为满足迅速增长的用电需求，日本大量发展高参数火电机组和核电站，这些电站只适宜于担负电力系统基荷，缺乏调峰容量，因而必须兴建一大批抽水蓄能电站。1960年日本抽水蓄能电站装机容量仅有6万kW，2009年已发展到2575.6万kW，抽水蓄能在总装机容量中的比例不断提高，从1960年的0.3%增至2009年的10.99%。这些抽水蓄能电站装机容量大都在20万kW以上，已建成的100万kW以上的有10多座，而且水头都比较高，达到200～700m。
由于日本的水电开发程度已经很高，为促进那些不能提供规模优势的中小型水电站的发展，必须开发新的技术以降低电站的建设成本并提高其经济效益。日本政府从1981年开始对中小型标准化水电站的设计进行调研，并在其后的21年中，也就是到2001年，进行了大规模的调查和研究，优化发电系统，开发新材料和建造方法，对试验性电站的设计和可靠性进行分析和评估。日本政府还发挥其在抽水蓄能方面的技术优势，尝试发展海水抽水蓄能电站，试图进一步扩大水电开发的潜力地区的范围。因为日本四面环海，并且有很多地方适合于建造海水抽水蓄能电站。1987年，日本在冲绳群岛北部建造了首座示范性电站（30MW），并于1999年3月进行了试运行。
随着日本工业化步入发达国家行列，其水电设备制造业也达到世界领先水平。日本的水电设备企业主要有东芝、日立、三菱、富士等，其中很多都是业务领域广泛的跨国公司。
在水电设备市场方面，日本的水能资源开发率在80%以上，水电装机容量占所有发电设备的20%，水电比重与其18个核电站的总和（4271万kW）相匹敌，其中抽水蓄能电站占一半。考虑到自然环境问题，以抽水蓄能电站为代表的大型水电开发现在已经停滞，而采取以30MW以下中小水电为主并由政府实施补助金制度的开发方式。目前，日本国内市场规模有限，而新兴国家建设计划接连不断。日本的一些企业由于生产成本较高，在世界市场上的订货量不大，也竞争不过欧洲，因此积极寻求整合，以扩大水电设备市场，携手开拓海外市场。中国也是日本水电企业投资的重点，2005年1月，日本东芝集团与中国水利水电建设集团公司投资成立合资企业——东芝水电设备（杭州）有限公司，注册资本为2500万美元。合资公司以东芝强大的水力、电力设备设计、制造技术和优异的品牌管理为后盾，力争成为世界一流的水电设备制造商，不断占领世界水电设备市场。另外，日立、三菱重工和三菱电机3家日本大企业已经整合各自的水力发电机产业，于近期成立了新公司，整合上述3家企业水力发电机组部分的技术、销售等各种经营资源，以提高海外大型基础设施项目的中标率。新公司瞄准海外市场，计划实现300亿日元的销售额。
3. 欧洲发展水电设备产业的特点
欧洲是世界上水电开发最发达的地区，同时也是水电技术的发源地。欧洲多数国家水电开发程度较高，包括挪威、法国、瑞士、奥地利、意大利等国。挪威是以水电为主要能源的国家，已有100多年水电开发历史，其水电开发的特点颇具代表性。挪威是世界第6大和欧洲第一大水电生产国，在水电工程设计与开发、设备制造与安装，以及水电市场管理及水电资源管理方面都具有先进的专业技术经验。挪威许多水电站的调节性能很好，可以根据要求放水发电，供电性能良好。其水电站的水头较高，70%水电装机容量的水头在200m以上，最高达1100m。大多地质条件较好，采用长隧洞和地下式厂房的较多，80%装机容量的水电站厂房设在地下，很多隧洞不衬砌。电站以中型为主，10～200MW的水电站占总容量的60%。1000MW以上大型水电站不多，已建水电站中只有2座。
挪威的克瓦纳集团在部分水电设备制造与安装方面处于世界领先地位，1999年其水电部门被GE集团并购，成立了包括管理机构、工程设计及服务和生产车间在内的GE挪威水电公司，后被安德里茨水电公司收购。GE挪威水电公司在水电设备方面保持着先进的经验与技术，参与了中国多个水电站建设，如为三峡工程提供了最新技术的X形叶片水轮机，为鲁布革水电站提供了高水头长短叶片混流式水轮机，为天荒坪抽水蓄能电站提供了水泵水轮机等。另外，挪威技术工业研究院（SINTEF）在水电站建设的环保方面掌握着可对河流生态环境进行全面分析，以减少因水电站建设而影响生态系统方面的技术，如其开发的河道模拟器、环境评估模拟在挪威、瑞典和加拿大等国都有应用。该研究院也通过和电力公司或挪威制造业协会（TBL）合作，进行水轮机的研发。挪威在水电领域中近几年的新发展是水下潮汐发电，利用海洋中的潮汐推动建于水下的水轮发电机来产生电力。首制的水下潮汐水轮机已于2002年年底安装在挪威Hammerfest的Kvalsund海峡，并在2003年的9月并入了电网，年产电力70万kW·h。
奥地利也有比较丰富的水力资源，且化石能源比较缺乏，因此水电在其电力工业中占有很大比重，其水电开发主要集中于多瑙河流域。奥地利径流式电站也很多，占总装机容量的接近一半，另外还有不少调节性能很好的高水头水库电站，在抽水蓄能方面也有发展，其水头和效率都比较高。目前，奥地利已经把水电发展的重点从开发转向全面有效的管理、多流域统一调度管理、更新改造挖掘潜力和发展抽水蓄能电站方面，不断地提高水电的利用率和经济性。
欧洲多数国家水电开发殆尽，进一步开发水电的潜力比较有限，最经济的坝址已被开发，环境因素也阻碍了水电开发的进一步扩大。欧盟仅支持所谓的“小水电”（＜1万kW），而对应的“大水电”被认为是经济、成熟的技术，不应当接受市场干预和补贴。在欧洲一些水电高度开发的国家（包括挪威、法国、瑞典、意大利、奥地利、瑞士和西班牙），考虑到环境因素，政府禁止进一步开发大型水电。目前在建或规划的规模超过1万kW的水电站很少，俄罗斯是欧洲少数具有大规模水电开发潜力的国家。
但是，欧洲对小水电的发展及现有水坝的改造还是非常支持的，如欧洲复兴开发银行就特别积极地参与保加利亚的小水电开发，提供了1.55亿美元给保加利亚的银行，用于投资可再生能源和节能项目，其中包括在2007年年底之前开发16个小水电项目。2007年11月，欧洲复兴开发银行还在其可持续能源倡议项目下批准了8500万美元的资金，用于在Iskar河（伊斯克河）33km长的河段上建设9个新的小水电项目，通过以上项目进行小水电示范，以促进小水电技术的传播。这些新的水电项目将是全自动化的，总装机容量为25.7MW，年发电量为137.2GW·h。