在我国发展大型水电站过程中，既有多功能水利基础设施建设带来良好的机遇，又有一系列关键难题的挑战。比如在西南地区发展的大型水电站中，我国水电战线上的科技人员攻克了高地震区、高拱坝、高水头、大泄流量等世界级的难题。
水电行业的发展，对能源与水资源管理的贡献，不仅仅局限于国内电力生产或区域防洪。从能源角度看，水电还可通过蓄水、调节容量和负荷等特有的手段稳定地区电网系统，并通过与核电、火电的联合运营方式来降低成本。
大容量轴流式水电机组投运
目前世界上已投运的混流式水电机组单机额定容量最大的项目主要包括：美国大古力水电站（3台×700兆瓦）；巴西依泰普水电站（18台×700兆瓦）；中国三峡水电站（32台×700兆瓦）；中国砻滩水电站（4台×700兆瓦）；中国向家坝水电站（8台×800兆瓦）；中国三峡溪洛渡水电站（18台×770兆瓦）；转轮直径最大为三峡工程机组的10.4米。
此外，目前世界上已投运的轴流式水电机组最大单机容量为我国福建水口水电站单机容量200兆瓦；最大转轮直径为葛州坝水电站，转轮直径11.3米。
早在1981年12月27日，葛洲坝二江工程2台17万千瓦机组并网发电。1982年1月8日，哈尔滨承担制造的首台大江工程12.5万千瓦机组成功并网投运。1983年7月，葛洲坝二江电厂2台/17万千瓦机组和5台/12.5万千瓦机组全部并网发电。1985年12月，葛洲坝大江电厂14台/12.5万千瓦机组全部并网发电。1985年，葛洲坝二江工程及其水电机组获国家科技进步特等奖。1987年，葛洲坝大江工程及其水电机组获国家质量奖——金质奖章。到1988年12月6日，葛洲坝21台机组271.5万千瓦达到全部满负荷稳定运行要求。
到目前为止，三峡右岸电站及地下厂房的水电机组性能达到国外同等水平，运行稳定，质量等各项指标优于左岸进口机组。三峡地下厂房6台机组，经过议标，分别由东方电机、哈尔滨电机及法国阿尔斯通（ALSTOM）中标（每家承担2台），东方电机采用中科院电工所顾国彪院士自主创新的技术、合作制造的蒸发冷却技术。三峡工程于2012年8月右岸地下厂房最后一台70万千瓦机组正式并网发电，标志着世界装机容量最大水电站全面建成，投入商业运行。