分布在一條河流的上下游有水流聯系的水電站群。梯級中的各級水電站可以是壩式水電站、引水式水電站或混合式水電站。若單獨開發，各類水電站有各自的優缺點，組成梯級水電站后，則可取長補短，獲得梯級效益，如提高資源的利用率、協調水資源綜合利用之間的矛盾、縮短總體工期、減少總投資等。

　　梯級銜接 

　　上級水電站的尾水位與下級水電站正常蓄水位之間的連接方式。梯級銜接是梯級水電站布置中的一個重要問題，它關系到能否充分利用全河流的水能資源，也關系到全河航運。梯級銜接有3種方式。

　　（1） 齊平銜接。上級水電站尾水位與下級水電站正常蓄水位齊平。當下級水電站的庫水位為正常蓄水位時，本級電站開發河段的水頭，得以充分利用，也不減少上級電站的利用水頭。但當下級水電站庫水位低于正常蓄水位運行時，兩電站間就有一段航道處于天然河道狀態，既不利于航運，又損失了一部分可利用的水頭。因此，這種方式較適合于下級水電站庫水位變化不大的情況。

　　（2） 重疊銜接。下級水電站正常蓄水位高于上級水電站尾水位。在下級水電站的水庫有調節徑流任務時，采用這種銜接可能有利。因為，下級水電站調節徑流時，庫水位常低于正常蓄水位，若為齊平銜接，則上級水電站尾水位以下，有部分航道常處于天然河道狀態，對航運和水頭利用都不利。采用重疊銜接可減少或避免這種情況出現。有時，航道要求下級水電站的死水位與上級電站的尾水位齊平，這種情況下上級水電站尾水至下級水電站進水口之間不會出現天然河道狀態。這種銜接，上級水電站減少的水頭，全部增加到下級水電站，并不損失可利用的水頭。當上下兩級電站間有支流匯入，且下級水電站的庫水位經常低于正常蓄水位時，采用重疊銜接比采用齊平銜接能更充分利用水能資源。中國南盤江天生橋一級水電站與其上游支流黃泥河的魯布革水電站之間采用重疊銜接，主要為了天生橋一級水電站提高水頭，使南盤江干流來水可以多發電。天生橋一級水電站和天生橋二級水電站間也采用重疊銜接，則主要是為了增大二級水電站的調節庫容。

　　（3） 不銜接。下級水電站正常蓄水位低于上級水電站尾水位，既損失了可利用的水頭，降低河流水能資源的利用率，又不利于航運。但在平原河段，為了減少水庫淹沒損失，往往采用這種方式。中國黃河上游，為減少淹沒損失，在多處河段采用不銜接方式，見黃河上游水電規劃。

　　梯級效益 

　　梯級水電站之間有密切的水流聯系，其中某一級水電站水庫的調節作用，可使其下游的所有梯級水電站受益；上下游水庫聯合調度，可協調解決發電和其他用水要求的矛盾等。

　　（1） 上游水電站水庫調節徑流可增大下游所有梯級水電站的保證出力和年發電量。上游水電站水庫在汛期蓄水，所蓄水量轉移到枯水期利用，下游各級水電站也相應減少汛期通過水量，增加枯水期通過水量，減少汛期棄水，增加枯水期發電量，同時下游的低水頭水電站可以避免汛期因水頭降低而產生受阻出力或減少受阻容量（見水電站設計水頭）。中國雅礱江上規劃的兩河口水電站，電站本身的保證出力只有870MW，但由于它的水庫調節，使下游10級水電站增加保證出力3400MW.

　　（2） 上下游水庫聯合調度，可協調發電和其他用水要求的矛盾。如三峽水利樞紐承擔電力系統調峰任務，因而出庫流量每晝夜很不均勻。為滿足航運要求，葛洲壩水利樞紐進行反調節，把不均勻的入庫流量調節成均勻的出庫流量，使下游水位不陡漲陡落以保證航運。又如龍羊峽水庫與劉家峽水庫聯合調度解決發電與灌溉用水的矛盾。灌溉期，劉家峽多放水，與其下游各級電站在日負荷的基荷區或腰荷區運行，多發電，以滿足其下游灌溉用水；而龍羊峽水庫少放水，與其下游劉家峽以上的梯級水電站一同少發電量，可在日負荷高峰區運行，把水蓄起來待枯水期利用。非灌期，龍羊峽多放水多發電，劉家峽少放水少發電，兩組水電站群的工作位置相互交換。經過龍羊峽和劉家峽兩座大水庫聯合調度，既充分滿足劉家峽水電站下游河段灌溉用水的要求，又使黃河上游的梯級水電站整體按電力系統的要求運行。

　　（3） 上游水電站水庫削減洪峰、蓄存洪量，可提高下游各級水電站防洪標準，減小泄洪設施規模。由于龍羊峽水電站水庫的調洪作用，使劉家峽、鹽鍋峽和八盤峽3座水電站的校核洪水標準分別由五千年一遇、千年一遇和三百年一遇，提高到最大洪水、兩千年一遇和千年一遇。

　　（4） 上游電站水庫有時可為下游電站縮短初期蓄水時間。因上游水庫的蓄水量可先暫時部分轉移到正蓄水的下游水庫，使之盡快達到可發電的水位，提前投產運行。

　　梯級連續開發  梯級水電站的梯級效益隨著各級電站的逐級建成而逐漸增長，而每級水電站的施工一般分為3個階段：首先開挖工程出現高峰，以后是土石方或混凝土工程的高峰，最后是設備安裝的高峰。根據這些特點，在適應國民經濟發展需要的前提下，連續開發梯級水電站的優點有：①可盡快實現梯級效益；②可優化安排各級水電站的施工進度，施工期互相搭接而施工高峰又互相錯開可加速整個梯級水電站的開發進程；③可提高施工設備和施工場地的利用率；④利用上游水庫蓄水時機減少下游電站的施工導流流量；⑤可減少施工隊伍轉移的費用和時間。由于上述優點，梯級連續開發可降低造價、縮短工期、加速實現梯級效益。

　　梯級開發實例  世界各國普遍重視梯級開發，一般在上游盡可能設置調節性能好的水庫，中下游根據綜合利用要求及開發條件安排梯級，而其開發順序則根據經濟發展需要并考慮項目的經濟性安排。如哥倫比亞（Columbia）河，上游在加拿大，下游在美國，干流長約2000km，落差808m，分15級開發。美國于1932～1972年先建11級水電站，共裝機1172萬kW，總庫容207億m3.流域內有灌區27個，灌溉面積22萬ha.自河口到波特蘭長185km河段航深達12.2m，可通航2.6萬t級海輪。下游4級及支流斯內克河4級水電站都建有船閘和魚梯。1961年1月17日美國和加拿大簽訂哥倫比亞河條約，按條約加拿大在上游建麥卡（Mica）等3座水庫，其中有1座在支流，美國則在支流庫特內河上建利貝（Libby）水庫，為干流中下游調節水量。由于西北與西南聯網，要求哥倫比亞河水電站擔負更多調峰任務，美國11座水電站裝機擴大到1953萬kW.加拿大在干流已建2級電站，裝機358萬kW.干流兩國合計裝機2311萬kW.又如蘇聯伏爾加河處于蘇聯經濟最早開發地區，是一條平原、丘陵型河流。干流全長3700km，利用落差256m，規劃分9級開發。第二次世界大戰前先開發了上游3級（1～3級）水電站，目的是解決與外海的航運聯系及向首都莫斯科市的供水供電。（考試大編輯整理）