Саратовское водохранилище расположено на территории Саратовской, Самарской и Ульяновской областей. Полный объем водохранилища — 12,8 кубокилометров воды. Его площадь 1831 км², наибольшая ширина достигает 25 км, а средняя глубина — 7 м. Саратовское водохранилище не предназначено для регулирования стока, поэтому всю прибывающую воду ГЭС пропускает в нижний бьеф в транзитном режиме. В верхнем бьефе уровень воды постоянно поддерживается на уровне 27,5 — 28 м (по балтийской системе высот) в соответствии с режимом, который устанавливают для Саратовского водохранилища Росводресурсы (ФАВР).

В обычном режиме ГЭС через сооружения Саратовской ГЭС проходит около 4-7 тысяч м³/сек (кубометров воды в секунду), уровень воды в нижнем бьефе держится на отметке около 16 м по балтийской системе. Во время среднего половодья расходы воды увеличиваются до 26 тыс. кубометров в секунду, а уровень нижнего бьефа соответственно поднимается на 4-5 метров.

В маловодные годы, в период навигационной межени, расходы воды снижались до 570 м³/с (в 1977 г.).

Максимальный паводок за все время эксплуатации Саратовской ГЭС (начиная с 1967 года) наблюдался весной 1979 года, когда расходы составляли 39,2 тыс. м³/сек (уровень воды в нижнем бьефе поднимался до отметки 23,1 м).

Максимальная пропускная способность гидроузла — 70 тыс. м³/с (вероятность такого половодья — один раз в 10 000 лет).

Режимы наполнения и сработки водохранилищ, пропуск паводков на ГЭС устанавливает и регулирует Министерство природных ресурсов в лице Росводресурсов. Решение о режимах работы Волжско-Камских гидроузлов Росводресурсы принимают на основании рекомендаций Межведомственной оперативной группы (МОГ) по регулированию режимов работы водохранилищ Волжско-Камского бассейна.

В состав МОГ входят представители всех заинтересованных министерств и ведомств, организаций, деятельность которых связана с использованием водных объектов, в том числе ПАО «РусГидро», МЧС России, Минсельхоза России, Росморречфлота, Росгидромета, Росрыболовства, ОАО «СО ЕЭС», ФГУП «Центр Регистра и Кадастра», администрации Астраханской и Волгоградской областей.

Согласно «Водному кодексу РФ» водохранилища Волжско-Камских гидростанций находятся в федеральной собственности. Эксплуатация Саратовского водохранилища производится специализированной организацией, находящейся в подчинении Нижне-Волжского бассейнового управления (Федеральное агентство водных ресурсов РФ).

Судоходные сооружения Саратовского гидроузла расположены в черте города, в значительном удалении от остальных сооружений гидроузла. Они включают в себя: двухниточный шлюз, верхний и нижний подходные каналы с ограждающими дамбами, волнозащитную дамбу аванпорта, направляющие и причальные сооружения. Габариты шлюзов соответствуют принятым для всех гидроузлов на Волге стандартам.

Первая навигация через Балаковские шлюзы открылась 25 апреля 1968 года. Искусственно созданные в ходе строительства судоходные каналы разделили город на две части, одна из которых оказалась окружена водой со всех сторон.

Эксплуатацию судоходных сооружений Саратовского гидроузла осуществляет Волжское государственное бассейновое управление водных путей и судоходства (Федеральное агентство морского и речного транспорта РФ).

Здание Саратовской ГЭС (руслового типа)

Здание ГЭС, совмещенное с водосбросными напорными галереями, по длине разделено температурно-осадочными швами на 24 секции. Две из них — береговые секции закрытых монтажных площадок (каждый длиной 73 м, шириной 72 м) и 22 агрегатных секции шириной по 45 м, длиной 69 м (в двадцати одной — установлено по одному вертикальному агрегату, в двадцать второй — два горизонтально-капсульных агрегата). Общая длина здания ГЭС 1108 м, высота 42,96 м, в том числе высота фундаментной плиты в наивысшей её части — 7 метров. К зданию ГЭС со стороны правого и левого берега также примыкают открытые монтажные площадки с подсобно-вспомогательными зданиями, подпорными сопрягающими стенками и подкрановыми эстакадами.

В каждой агрегатной секции имеется по два напорных водосброса, в секциях монтажных площадок — семь водосбросов. Подводная часть здания ГЭС имеет три яруса. В первом размещаются изогнутые отсасывающие трубы, отводящие воду от турбин, во втором — галереи для производства холостых водосбросов в период паводка, в третьем — камеры для подвода воды к турбинам. Сороудерживающие решетки и аварийно-ремонтные затворы размещены в пазах бычков верхнего бьефа.

Для переноса оборудования, для маневрирования затворами и решетками верхнего бьефа установлены 2 козловых крана грузоподъемностью 2×180 т с пролетом 26 м. Эти гиганты возвышаются над разборной кровлей машинного зала, передвигаясь вдоль здания ГЭС. Для переноса оборудования из машинного зала краном предварительно разбирается несколько секций кровли, через образовавшийся проем демонтированное оборудование поднимается над зданием (выше уровня кровли) и перевозится на монтажную площадку. Затворы нижнего бьефа обслуживаются двумя козловыми кранами грузоподъемностью 2×200т.

Еще одной особенностью ГЭС является осуществление связи между главными трансформаторами и ОРУ 220 кВ посредством кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена. Он проложен в кабельной галерее, примыкающей со стороны нижнего бьефа к надводной части здания ГЭС. Над галереями расположена площадка для 11 повышающих силовых трансформаторов.

Со стороны нижнего бьефа к зданию ГЭС примыкают автодорожный тоннель и железнодорожное полотно, а также пешеходный мост, соединяющие два берега Волги.

Принцип работы ГЭС:

Гидравлическая электрическая станция (ГЭС) — это комплекс сооружений и оборудования, посредством которых энергия потока воды преобразуется в электрическую энергию. ГЭС состоит из последовательной цепи гидротехнических сооружений, обеспечивающих необходимую концентрацию потока воды и создание напора, и энергетического оборудования, преобразующего энергию движущейся под напором воды в механическую энергию вращения. Вода, проходя через гидравлическую турбину, отдает ей практически всю свою энергию (КПД составляет до 90%). Гидрогенератор, соединенный с гидравлической турбиной, вырабатывает трехфазный электрический ток.

Саратовская ГЭС — самая низконапорная среди волжских ГЭС: расчетный напор составляет 9,7 м. По этой причине для Саратовской ГЭС было сконструировано и установлено специальное оборудование: крупнейшие в мире поворотно-лопастные турбины, впервые в стране — низконапорные гидрогенераторы, впервые в мире — два самых мощных на тот момент горизонтально-капсульных гидроагрегата. Общая длина напорного фронта гидросооружений — наибольшая среди ГЭС Волжско-Камского каскада — 8 488 м (из них — 1108 м здание ГЭС).

Основное оборудование Саратовской ГЭС и сроки его ввода в эксплуатацию

Вид оборудования	Тип оборудования	Кол-во	Год ввода в эксплуатацию
Гидротурбины	ПЛ-20/661-ВБ-1030вертикальная поворотно-лопастная TKV00ПЛ-15/989-ГК-750 вертикальная поворотно-лопастная TKV00	17 4 2 1	1967-19702015-20162013-2014 2015
Гидрогенераторы	ВГСМ-1525/135-120СГК 820/178-80 УХЛ41DH 7337-3WE 33-Z	2121	2006-20162013-20142015
Трансформаторы	ТРДЦ-320000/220ТДЦ-80000/35ТДЦ-63000/35 ТМ 16000/35 АОДЦТН-167000/500/220	512 1 2 (3-фазные группы)	2009-2013 19692013-20142015 1997-2003

Машинный зал — самый протяженный из всех российских гидростанций. За оригинальность и красоту внутренней отделки Саратовскую ГЭС называют «седьмой жемчужиной Волги».

В машинном зале установлен 21 вертикальный гидроагрегат с поворотно-лопастными турбинами (диаметр рабочего колеса 10,3 м) и синхронными генераторами мощностью по 66 МВт, один вертикальный гидроагрегат (диаметр рабочего колеса 5 м) мощностью 11 МВт и два горизонтальных капсульных гидроагрегата (диаметр рабочего колеса 7,5 м) с генераторами мощностью по 54 МВт. Установленная мощность станции с учетом результатов модернизации на 01.07.2017 составляет 1403 МВт.