水电厂减小流量后水轮机出力也减小，但发电机转速仍恒定，为什么发出的有功会减小呢？

你的这个问题和火电厂汽轮机进汽门关小以后，发电机转速没变但发出有功功率减少是同样的道理。这要从发电机原理说起：发电机的转子在运行时通入直流电，称为励磁电流。励磁电流在转子上形成了强大的磁场（火电厂是一对磁极，水轮机有好多对磁极），这个磁场被汽轮机（水轮机）带动旋转，磁场就会切割定子线圈，根据电磁感应原理，定子线圈就会感生电动势。当发电机带上负载的时候，无功负载产生去磁作用，所以增加励磁就可以多发无功。有功负载则是在转轴上产生阻力，要多发有功就有开大进汽门（增大水量），克服电枢反应形成的旋转阻力。
发电机大多是并网运行，它的转速不会因为负荷变化而变化（否则就是失去同步）。发电机带负荷运行时，是转子磁场带动定子磁场运动，转子磁场会超前定子磁场一定的角度，这个角度称为同步发电机的“功角”。发电机带的有功功率越大则功角越大，如果有功到零功角也为零。所以结论是：发电机有功变化只反映功角不同，不会影响转速。你有兴趣可以看看有关“功角特性”的书籍。

发电机并入大网运行，表面看调节拖动发电机的原动机的功率，发电机的转速是不变的，但实际上在调节时，转速是有细微变化的，特别是在大负荷尔变动时，虽然电网频率未变，但是你能听出发电机转速是在波动振荡的。当发电机在出力变动稳定后，转速仍为同步转速，但是其功角却是变化的。功角变化过程，就是发电机转速与电网同步转速偏差积累的过程，功角变大，发电机输出增大，但大到90度角时就会进入不稳定区域。这么说吧功角就是发电机磁极与电枢合成磁场的角差。当二者重合时，输出功率为零。