本工程为五十年代黑河流域（干流）规划的九级梯级开发水电站工程之一的第四级。黑河流域属我国西部地区较大的内陆河水系，发源于祁连山与大通山之间，流经青海、甘肃、内蒙三省，消失于戈壁沙漠及内蒙居延海，其河道全长800余km，流域面积达6.9万km2，年径流总量36.3亿km3，由36条大小河流、干流及支流组成。本干流全长95km，首尾落差近1km，主要水源来至于上游的冰山雪水，年径流总量15.9亿km3。
本工程是以发电为主的水电站工程，装机总容量112 MW。工程主要分大坝枢纽、引水隧洞、厂房建筑物三大部分，属中型三等级建筑物工程。
1、大坝枢纽：包括主体大坝、导流洞（非常溢洪洞）、正常溢洪洞、泄洪排砂洞等主要建筑物。主体大坝为砼面板堆石坝，布置于厂房建筑物上游21km处的‘S’型河流的中部的‘U’型河谷中，坝顶高程▽2373.7（正常水位高▽2370.0），坝高48.7m，坝顶长93.0m，顶宽6.8m，底宽147.0m，坝上、下游边坡为1∶1.4（下游上部为1∶1.5），河床中部的上游趾板设有一道宽2.0m、长40.0m、深约15.0m的防渗墙。导流洞（非常溢洪洞）布置在坝下游与坝轴线平行距离约200m的‘S’型河流上封口处，为圆型断面，洞径φ7.5m，长约459.0m，非常溢洪洞为龙抬头式，以下段与导流洞兼用，龙抬头段长约80.0m。正常溢洪洞布置在坝上游与坝轴线平行距离约150m的‘S’型河流下封口处，为城门型，断面尺寸10.0×9.6m，长约244.0m，泄洪排砂洞布置与正常溢洪洞平行且靠上游约50.0m处，为城门型，断面尺寸8.0×7.0m，长约317m。
2、引水隧洞：主要包括上平洞、明管段、调压井、竖井、下平洞以及两条施工支洞等部分组成。引水隧洞全长9.35km，洞径φ5.8m，进口底板高程▽2350.0，出口底板高程▽2210.0，落差140m。竖井高126.3m。调压井为阻抗式上室结构，布置在隧洞出口竖井的上游约50m处，为一圆型断面，洞径φ12.0m，高约120.0m。明管段受地形位置的限制，布设在引水隧洞的中下部，全长约270.0m，其中设有四孔五墩栈桥长约40.0m及压力钢管和明管段等结构。两条施工支洞根据地形分别布设在引水隧洞上平洞的上、下游两端，断面型式均为城门型，尺寸4.5×4.9m，总长约280.0m。
3、厂房建筑物：主要包括主副厂房、安装间、尾水渠、开关站、厂区防洪建筑物及进厂公路等部分组成。本工程厂房建筑物均布置在柳树园上游约500m处黑河右岸的河漫滩上，厂房型式为地面式，建筑面积59.3×19.0m（长×高），厂区零高程▽2210.0，建筑物总高36.0m，厂内布置有三台混流式水轮发电机组，其中45MW的两台、22MW的一台，总装机容量112 MW。开关站型式为（100MV）户外式，其建筑面积约为48.0×44.0m。