Как известно, в царской России крупных гидроэлектростанций не было (да и достаточно больших тепловых было совсем немного). Тем не менее, проекты таких гидроэлектростанций разрабатывались достаточно активно.
Еще в 1899 году инженером Добротворским был создан первый проект Волховской ГЭС, мощностью 27,5 МВт. В 1902 году свой первый проект станции предложил Графтио, в 1910 году – инженер Палицын. В 1912 году они объединили свои усилия и предоставили совместный проект станции мощностью 44 МВт. После ряда доработок, именно этот проект и был в итоге реализован уже в советское время. В царской же России попытка инициировать возведение Волховской ГЭС путем передачи ее строительства в концессию частным предпринимателям не увенчалась успехом по причине противодействия владельцев попадающих в зону затопления земельных участков, а также собственников тепловых электростанций в Санкт-Петербурге, стремившихся не допустить появления конкурента.
Первые проекты ГЭС на днепровских порогах датируются 1893 годом, и затем на протяжении 20 лет они предлагались разными инженерами многократно. Основной акцент в ранних проектах делался на решение проблем судоходства, с попутной выработкой электроэнергии. В 1905 году С. П. Максимовым и Г. О. Графтио была предложена схема строительства в районе порогов каскада из трех гидроузлов, каждый с напором около 13 м, что позволяло разместить на каждом из них гидроэлектростанцию мощностью 30—50 тыс. л. с.
В 1912 году был образован консорциум коммерческих организаций и банков (как российских, так и иностранных) для изучения возможности строительства гидроэлектростанций на днепровских порогах. Проектированием занимались немецкие и французские фирмы. Проект общей стоимостью 600 миллионов золотых рублей предусматривал сооружение, помимо гидроэлектростанций, судоходного канала в обход порогов. К его реализации предлагалось перейти в 1915 году, но начало Первой мировой войны перечеркнуло эти планы. Первый проект Днепровского гидроузла с одной плотиной был предложен инженером Ф. П. Моргуненковым в 1913 году.
В 1897 году Добротворским было создано «Петербургское общество электропередач силы водопадов», которое предлагало строительство гидроэлектростанций на водопадах Вуоксы и Нарвы, позднее в конкурентную борьбу за право строительства ГЭС на этих реках вступили еще несколько акционерных обществ. Но начать строительные работы никому из них не удалось.
Основной проблемой, мешавшей развитию крупной гидроэнергетики в России, было отсутствие необходимой правовой базы. Государство не желало создавать механизм отчуждения необходимых для сооружения ГЭС и ЛЭП земель (в том числе частных) в интересах коммерческих компаний, а строить ГЭС самостоятельно оно не было готово. Необходимые законопроекты активно обсуждались, но без какого-либо результата. Первый закон об использовании энергии воды был принят уже Временным правительством в 1917 году.
Проекты крупных ГЭС в Российской империи не были реализованы, но проработки инженеров не пропали – они легли в основу плана ГОЭЛРО и последующих проектных изысканий, и в итоге на всех створах, на которых они предлагали построить гидроэлектростанции, они были возведены.