小水电站在我国农村电力补给与可再生能源结构中具有重要地位。然而，在实际运行中，受限于地形条件和水文波动，不少小水电站长期处于低水头工况，导致系统运行效率下降、能量利用率低、经济效益不佳。通过聚焦低水头运行条件下小水电站的能效提升问题，系统分析了低水头工况对水轮机、发电机、水力系统与控制系统的影响机理，提出了包含水轮机优化、水力结构改进与发电设备升级在内的综合技术改造方案。以四川省某典型小水电站为实例，开展了为期3个月的运行对比监测。结果表明：改造后发电效率由78.4%提升至86.9%

单位水能利用率提高约10.8%

低流量段运行性能大幅提升，系统运行更加稳定可靠；同时兼具良好的碳减排与示范推广效益。研究成果可为低水头工况下小水电站的技术升级与绿色高效运行提供理论支持和实践路径。图7幅。