簡介
高壓直流輸電技術被用于通過架空線和海底電纜遠距離輸送電能；同時在一些不适于用傳統交流聯接的場合，它也被用于獨立電力系統間的聯接。
世界上第一條商業化的高壓直流輸電線路1954年誕生于瑞典，用于連接瑞典本土和哥特蘭島，由阿西亞公司(ASEA,今ABB集團)完成。
發展
最初采用的輸電方式是直流輸電，于1874年出現于俄國。當時輸電電壓僅100V。随着直流發電機制造技術的提高，到1885年，直流輸電電壓已提高到6000V。
但要進一步提高大功率直流發電機的額定電壓，存在着絕緣等一系列技術困難。由于不能直接給直流電升壓，使得輸電距離受到極大的限制，不能滿足輸送容量增長和輸電距離增加的要求。
19世紀80年代末發明了三相交流發電機和變壓器。1891年，世界上第一個三相交流發電站在德國竣工。
此後，交流輸電普遍代替了直流輸電。随着電力系統的迅速擴大，輸電功率和輸電距離的進一步增加，交流輸電遇到了一系列技術困難。
大功率換流器（整流和逆變）的研究成功，為高壓直流輸電突破了技術上的障礙，直流輸電重新受到人們的重視。
1933年，美國通用電器公司為布爾德壩樞紐工程設計出高壓直流輸電裝置；1954年建起了世界上第一條遠距離高壓直流輸電工程。
功能
高壓直流輸電是将三相交流電通過換流站整流變成直流電，然後通過直流輸電線路送往另一個換流站逆變成三相交流電的輸電方式。它基本上由兩個換流站和直流輸電線組成，兩個換流站與兩端的交流系統相連接。
直流輸電的額定功率通常大于100兆瓦，許多在1000-3000兆瓦之間。
高壓直流輸電用于遠距離或超遠距離輸電，因為它相對傳統的交流輸電更經濟。應用高壓直流輸電系統，電能等級和方向均能得到快速精确的控制，這種性能可提高它所連接的交流電網性能和效率，直流輸電系統已經被普遍應用。
直流輸電線造價低于交流輸電線路但換流站造價卻比交流變電站高得多。一般認為架空線路超過600-800km，電纜線路超過40-60km直流輸電較交流輸電經濟。随着高電壓大容量可控矽及控制保護技術的發展，換流設備造價逐漸降低直流輸電近年來發展較快。
優缺點
優點
是不增加系統的短路容量便于實現兩大電力系統的非同期聯網運行和不同頻率的電力系統的聯網;利用直流系統的功率調制能提高電力系統的阻尼，抑制低頻振蕩，提高并列運行的交流輸電線的輸電能力。
缺點
是直流輸電線路難于引出分支線路絕大部分隻用于端對端送電。
實現多端直流輸電系統的主要技術困難是各種運行方式下的線路功率控制問題。目前，一般認為三端以上的直流輸電系統技術上難實現經濟合理性待研究。
主要設備
包括換流器、換流變壓器、平波電抗器、交流濾波器、直流避雷器及控制保護設備等。
換流器又稱換流閥是換流站的關鍵設備，其功能是實現整流和逆變。目前換流器多數采用晶閘管可控矽整流管)組成三相橋式整流作為基本單元，稱為換流橋。
一般由兩個或多個換流橋組成換流系統，實現交流變直流直流變交流的功能。換流器在整流和逆變過程中将要産生5、7、11、13、17、19等多次諧波。
為了減少各次諧波進入交流系統在換流站交流母線上要裝設濾波器。它由電抗線圈、電容器和小電阻3種設備串聯組成通過調諧的參數配合可濾掉多次諧波。一般在換流站的交流側母線裝有5、7、11、13次諧波濾波器組。
單極又分為一線一地和單極兩線的方式。直流輸電一般采用雙極線路，當換流器有一極退出運行時，直流系統可按單極兩線運行，但輸送功率要減少一半。
節能探索
自上世紀80年代以來，電力傳輸技術的發展步伐明顯加快，提高傳輸能力的辦法不斷湧現，既有直流輸電技術、柔性交流輸電技術、分頻輸電技術等高新技術，同時也有對現有高壓交流輸電線路的增容改造技術，如：
升壓改造、複導增容改造、交流輸電線路改為直流輸電技術等
1、經濟性三大特性突出節能效果
從經濟方面看，直流輸電有以下三個主要優點：
首先，線路造價低，節省電纜費用。直流輸電隻需兩根導線，采用大地或海水作回路隻用一根導線，能夠節省大量線路投資，因此電纜費用省得多。
其次，運行電能損耗小，傳輸節能效果顯着。直流輸電導線根數少，電阻發熱損耗小，沒有感抗和容抗的無功損耗，且傳輸功率的增加使單位損耗降低，大大提高了電力傳輸中的節能效果。
最後，線路走廊窄，征地費省。以同級500千伏電壓為例，直流線路走廊寬僅40米，對于數百千米或數千千米的輸電線路來說，其節約的土地量是很可觀的。
除了經濟性，直流輸電的技術性也可圈可點。直流輸電調節速度快，運行可靠。在正常情況下能保證穩定輸出，在事故情況下可實現緊急支援，因為直流輸電可通過可控矽換流器快速調整功率、實現潮流翻轉。
此外，直流輸電線路無電容充電電流，電壓分布平穩，負載大小不發生電壓異常不需并聯電抗。
2、提升空間大功率電力電子器件将改善直流輸電性能
直流輸電最核心的技術集中于換流站設備，換流站實現了直流輸電工程中直流和交流相互能量轉換，除在交流場具有交流變電站相同的設備外，還有以下特有設備：
換流閥、控制保護系統、換流變壓器、交流濾波器和無功補償設備、直流濾波器、平波電抗器以及直流場設備，而換流閥是換流站中的核心設備，其主要功能是進行交直流轉換，從最初的汞弧閥發展到現在的電控和光控晶閘管閥。
近10多年來，可關斷的晶閘管、絕緣門極雙極性三極管等大功率電子器件的開斷能力不斷提高，新的大功率電力電子器件的研究開發和應用，将進一步改善新一代的直流輸電性能、大幅度簡化設備、減少換流站的占地、降低造價。
3、遠距離輸電優勢明顯
發電廠發出的交流電通過換流閥變成直流電，然後通過直流輸電線路送至受電端再變成交流電，注入受端交流電網。
業内專家一緻認為，高壓直流輸電具有線路輸電能力強、損耗小、兩側交流系統不需同步運行、發生故障時對電網造成的損失小等優點，特别适合用于長距離點對點大功率輸電。
其中，輕型直流輸電系統采用可關斷的晶閘管、絕緣門極雙極性三極管等可關斷的器件組成換流器，使中型的直流輸電工程在較短輸送距離也具有競争力。
此外，可關斷器件組成的換流器，還可用于向海上石油平台、海島等孤立小系統供電，未來還可用于城市配電系統，接入燃料電池、光伏發電等分布式電源。輕型直流輸電系統更有助于解決清潔能源上網穩定性問題。
工程應用
1、±660千伏甯東—山東直流輸電工程于2011年2月28日投運，山東接受外送電力的能力由350萬千瓦提升至750萬千瓦。
據統計，山東因此每年可節約原煤1120萬噸。由此全省減少二氧化硫排放5.7萬噸，二氧化硫排放量降低1.1個百分點，大大促進了資源節約型、環境友好型社會建設。
僅2011年第一季度，山東電網就接納省外來電91.3億千瓦時，同比增長176%。
2、錦屏—蘇南±800千伏特高壓直流輸電工程采用900平方毫米導線，節能環保效果明顯，抗自然災害能力強，可進一步促進電力技術創新和行業技術升級。
與傳統的630平方毫米截面導線相比，錦蘇特高壓直流線路應用900平方毫米截面導線，按照年運行3000小時計算，每年每千米線路可節電4.32萬千瓦時，全線一年将創造直接效益4000多萬元。
按供電煤耗360克标煤/千瓦時計算，全線一年将減少标煤消耗7.735萬噸，減排二氧化碳約20.12萬噸。而在抵禦自然災害方面，大截面導線的大風水平荷載降低約10%，15毫米複冰垂直荷載減小約7%。
3、三峽—上海±500千伏直流輸電工程線路全長1048.6千米，輸送容量300萬千瓦。
若按中強度全鋁合金導線替代普通導線計算，正常功率下，如果一年的輸送小時數為4000小時，可節約電能7.98萬千瓦時/千米，全線每年可節電8372萬千瓦時。
4、向家壩-上海±800kV特高壓直流輸電示範工程是我國首個特高壓直流輸電示範工程。
工程由我國自主研發、設計、建設和運行，是目前世界上運行直流電壓最高、技術水平最先進的直流輸電工程。
向家壩-上海±800kV特高壓直流輸電示範工程包括二站一線，起于四川省宜賓複龍換流站，經四川、重慶、湖北、湖南、安徽、江蘇、浙江、上海，止于上海市奉賢換流站，工程全長1891.6km，先後跨越長江四次。
發展前景
電信公司根據供電安全第一的理念，在逐漸的實現節能、用電産品可以兼容的發展目标，在這個過程中，中國電信選擇了高壓直流電源作為設備的供電電源。
相關報告顯示，電信公司的數據電源市場中，高壓直流電源的數量已經完全超過傳統不間斷供電的電源，并且決定在未來的發展中還要繼續擴大高壓直流電源的應用範圍。與此同時，不同的通信企業，也在努力的促進高壓直流電源的發展速度。
這樣高壓直流電源将會推動高壓直流電源的發展，因此，可以說高壓直流電源有着很強的發展前景，并且高壓直流供電在逐步的代替傳統的不間斷供電電源。
