对于我国未来电网的发展模式，中国科学院院士周孝信曾介绍，从现在至2030年的中期阶段，我国输电网将保持超/特高压交直流输电网模式;从2031年到2050年的远期阶段，将有望实现向多端高压直流输电网(超导或常规导体)模式转型。本文就直流输电技术的特点和发展前景作了简单的总结。
什么是直流输电
直流输电的应用
直流输电都包括哪些设备
直流输电未来的发展
2015年特高压输电“五交八直”规划
探讨：高压直流输电会不会取代交流输电
一、首先我们来看高压直流输电的特点：
换流器控制复杂，造价高;
直流输电线路造价低，输电距离越远越经济;
没有交流输电系统的功角稳定问题，适合远距离输电;
适合海底电缆(海岛供电、海上风电)和城市地下电缆输电;
能够非同步(同频不同相位，或不同频)连接两个交流电网，且不增加短路容量;
传输功率的可控性强，控制速度快，可有效支援交流系统;
换流器大量消耗无功(注意这是对LCC-HVDC而言，VSC-HCDC整流侧和逆变侧均可独立灵活控制无功，两种系统差别下文将单独说明。)，且产生谐波;
双极不对称大地回线运行时存在直流偏磁问题和电化学腐蚀问题(地电流危害);
不能向无源系统供电(依然是对LCC-HVDC系统而言)，构成多端直流系统困难(由于直流没有过零点，难以熄弧，所以现在缺少大容量直流断路器，无法切除输电线路的短路故障，从而限制了多端直流输电的发展。最近ABB貌似把这个东西搞出来了，不明觉厉。)。
二、经济问题：
高压直流输电主要是两头换流站贵，线路便宜。所以相较于交流输电，距离越远越经济。
架空线路等价距离约在640~960km
地下电缆线路的等价距离为56~90km
海底电缆线路的等价距离为24~48km
交流输电时电缆线路会与周边介质(海水、土壤)形成一个较大的电容，影响电网的经济稳定，直流输电不存在这个问题。
三、电能质量：
直流输电系统的主要缺点是存在谐波，特别是低次谐波(主要是LCC-HVDC,而VSC-HVDC最低次谐波频率较高，滤波器可以有效消除这种高次谐波)。另一个不太突出的缺点是地电流。
谐波的危害：
对铁磁设备的影响。谐波造成额外的铁耗导致发热、振动和噪声，降低了设备出力、效率及寿命;
对旋转电机的影响：谐波造成转矩脉动，转速不稳;
对电力电容器的影响：谐波可能引起谐振过电压;
对电力系统测控的影响：谐波使测量误差增加，可能导致控制失灵，保护误动;
三次谐波电流过大可能使中性线过流;
谐波叠加在基波上，使电气应力增加，对各种电气设备尤其是电容器的绝缘造成威胁;
谐波对通信线路造成干扰。
HVDC引起的变压器直流偏磁(地电流) ：
现象：直流输电系统接地极流过较大电流时(如单极大地运行)会导致中性点接地变压器产生直流偏磁现象。
后果：导致铁芯饱和，产生谐波，引起振动和噪声，引起发热，严重时损坏变压器，引起保护误动等。
四、电网安全：
直流输电对电网稳定的贡献：
紧急功率支援：如交流电网出现大幅度功率缺额(联络线跳开、某些大电厂跳开等)，HVDC 可以快速增加输送功率或者快速潮流反转。HVDC快速有效的潮流控制能力对于所连交流系统的稳定控制，交流系统正常运行过程中应对负荷随机波动的频率控制及故障状态下的频率变动控制都能发挥重要作用。
直流输电对电网的不利影响：
1.LCC-HVDC换相失败：
概念：当逆变器两个阀进行换相时，因换相过程未能进行完毕，或者预计关断的阀关断后，在反向电压期间未能恢复阻断能力，当加在该阀上的电压为正时，立即重新导通，则发生了倒换相，使预计开通的阀重新关断，这种现象称之为换相失败。
危害：
a) 换相失败引起输送功率中断威胁系统安全稳定;
b) 交流系统短路时，电压跌落可能引起多个换流站同时发生换相失败，导致多回直流线路功率中断，引起系统潮流大范围转移和重新分布;
c) 影响故障切除后受端系统电压恢复，进而影响故障切除后直流功率快速恢复，可能会威胁交流系统暂态稳定性。 2.谐波不稳定性：
概念：HVDC 引起的谐波不稳定是指在换流站附近有扰动时，谐波振荡不易衰减甚至放大的现象，表现为交流母线电压严重畸变。
危害：电流谐波放大几倍甚至几十倍;电压严重畸变会导致换相失败并使系统运行困难。
2.不对称运行：在单极大地回线运行方式或者双极两端接地不对称运行方式下，会有较大电(甚至为额定运行电流)经接地极流经大地。持续、长时间的大电流流过接地极会表现出三类效应：电磁效应、热力效应、电化效应。
(1) 电磁效应：
a) 现象：直流电流注入大地，在极址土壤中形成恒定直流电流场，导致出现大地电位升高、跨步电压、接触电势等。
b) 影响：影响依靠大地磁场工作的设施;对金属管道、铠装电缆、具有接地 系统电气设备产生负面影响;跨步电压和接触电势影响人畜安全;电磁干扰。
(2) 热力效应：
a) 直流电流作用下电极温度升高，可能蒸发土壤水分，导电性能变差，电极将出现热不稳定，严重时会使土壤烧结成几乎不导电的玻璃状，电极将丧失运行能力。
b) 影响电极温升土壤参数：电阻率、热导率、热容率、湿度。
(3) 电化效应：
a) 大地中水与盐类物质相当于电解液，当直流电流经大地返回时，在阳极上会产生氧化反应，使得电极及附近金属发生电腐蚀;也会导致附近土壤中盐类物质被电解。
3.短时过电压：
(1) 现象：超过正常电压范围，持续相对较长时间的不衰减或衰减慢的过电压。(Temporary Overvoltage，TOV)
(2) 原因：造成换流站短时过电压的根本原因是换流站安装的大量无功补偿电容器和滤波器;额定工况下，无功容量为额定输送功率的 40%-60%， 甩负荷时引起无功消耗大幅下降甚至为零，剩余的无功补偿容量就会导致过电压。
4.HVDC 引起的次同步振荡(Subsynonous Oscillation (SSO))：
(1) 概念：汽轮发电机轴系会与电力系统功率控制设备，如高压直流输电系统，静止无功补偿系统等，发生相互作用，产生的低于同步频率的振荡。
(2) 现象：在直流输电整流站附近的汽轮发电机组，如果大部分功率通过直流输电来输送，且与交流大系统之间的联系又比较薄弱，容易引起次同步振荡(SSO)。
(3) 后果：导致机组大轴疲劳甚至断裂，导致系统振荡失稳。
写了这么多不利影响，有点耸人听闻的感觉。其实这些危害大都有解决方案，就是要多花点钱。总的来说就是让系统变得更加复杂昂贵了。
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背靠背直流输电系统
背靠背直流输电系统是输电线路长度为零(即无直流输电线路)的两端直流输电系统，简单的说就是在AC-DC-AC系统中的DC，但是这个DC不是一条线，而是一个点。它主要用于两个异步运行〔不同频率或频率相同但异步)的交流电力系统之间的联网或送电，也称为异步联络站。如果两个被联电网的额定频率不相同(如50Hz和60Hz)，也可称为变频站。
背靠背直流系统的整流站和逆变站的设备装设在一个站内，也称背靠背换流站。在背靠背换流站内，整流器和逆变器的直流侧通过平波电抗器相连，而其交流侧则分别与各自的被联电网相连，从而形成两个交流电网的联网。两个被联电网之间交换功率的大小和方向均由控制系统进行快速方便的控制，为了降低换流站产生的谐波，通常选择12脉动换流器作为基本换流单元。
背靠背直流输电系统的主要特点：
直流侧可选择低电压、大电流(因无直流输电线路，直流侧损耗小);
可充分利用大截面晶闸管的通流能力;
直流侧设备(如换流变压器、换流阀、平波电抗器等)因直流电压低而使其造价相应降低;
由于整流器和逆变器均装设在一个阀厅内，直流侧谐波不会造成对通信线路的干扰，因此可省去直流滤波器，减小平波电抗器的电感值。
背靠背直流输电系统的现状：
背靠背直流输电工程近期的发展较快，到1998年世界上已有24项背靠背直流输电工程投入运行，在美国、加拿大、日本、印度、俄罗斯，西欧地区等均有应用。灵宝工程是我国建设的第一个背靠背直流工程，用于华中电网和西北电网联接，额定容量为360MW，额定直流电压120kV，额定直流电流3000A，所有设备完全自主设计制造。高岭背靠背换流站实现了东北和华北两大电网之间的直流互联，工程2008年投入运行。其主要作用是相互提供调峰容量和互为备用容量。东北—华北背靠背现在规模为1500MW，随着电网规模的扩大，远期规模为3000MW。中俄500kV跨国输电线路目前是中国从境外购电电压等级最高的跨国输电线路，是黑龙江电力公司及黑河地区电网继110kV布黑线(布拉戈维申斯克至黑河一次变)、220kV布爱线(布拉戈维申斯克至爱辉变)后的第3条跨国输电线路。中俄500kV跨国输电线路黑龙江大跨越工程，从俄罗斯侧1号塔至中国侧4号塔止，档距分别为501m、1276m和568m，全部采用耐张杆塔设计。跨江塔为俄方2号塔和中方3号塔。中方施工从黑龙江主航道国境线至4号塔，回长1351m，由黑龙江省送变电工程公司承建。跨江段导线为AC500/336型钢芯铝、绞线，双分裂水平排列，水平线距600mm，架空地线为24芯OPGW20型复合光缆。黑龙江大跨越工程由俄方提供设计方案，并向中方提供光缆和导线以及部分金具，中方侧的导线绝缘子和金具等，由东北电力设计院负责设计，采用国产材料。中俄500kV跨国输电线路工程计划于2011年投产送电，届时，俄罗斯远东电网将向黑龙江电网送电，年供电量将达43亿kW。换流站容量750MW，额定直流电压为：±125kV，额定直流电流为3kA。工程安装6+1台换流变压器，交流滤波器20组，容量1000MW，500kV主变压器1台360MW，220kV出线至黑河一次变2回，通过与俄方相接的1回500kV线路接入，中方侧线路亘长10.774km。
