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直流输电在输电线路的始端，发电机发出的交流电经换流变压器生压后，送到换流站中的整流器中去，目的是将高压交流电变为高压直流电，再送入输电线路。到达输电线路的末端后，再经过末端换流站的逆变器变回交流电，接着再降压输送到用户端的电网。这个就是直流输电的大致原理。
当输送相同功率的电能时，直流输电线路造价比交流输电低，且送电容量大，单位走廊宽度的送电功率大约是交流的4倍。比如直流±500kV线路走廊宽度约为30m，送电容量达3GW；而交流500kV线路走廊宽度55m，送电容量却只有1GW。对于架空输电线，交流要用三根导线，而直流一般用两根采用大地或海水做回路时只要一根，这样可以节省大量的建设费用。这是直流输电比交流输电的一大优势。
另外直流输电不产生电容电流，没有电抗，因而比交流输电损耗小，输电更稳定。直流输电还具有控制系统响应快速、操作方便、调节精确、能够实现多目标控制等优势。
再来说说直流输电比交流输电的劣势。直流输电最大的劣势在于换流站的设备比交流变电站要复杂得多，除了必须有的换流变压器之外，还有可控硅换流器，以及换流器的控制调节装置、滤波装置、平波电抗器和其它附属设备。这些设备加在一起造价十分高昂，抵消了一部分线路上节省的投资。比如输电功率1200MW的工程，用交流500kV输电，交流输电工程的变电站部分投资约为±400kV直流换流站投资的66%。
（上图为哈密南—郑州±800kV特高压直流输电工程中州换流站）
所以只有在远距离输电上，直流输电在线路造价上节省费用的优势才能显现出来。
这里给大家介绍一个概念“等价距离”。等价距离是指输送功率相同和输电可靠性相当的条件下，直流输电方式与交流输电方式相比，当输电距离达到某一长度时，直流线路比交流线路节省的那部分建设费用刚好抵偿直流换流站比交流变电站增加的那部分建设费用，这个输电距离成为交直流输电的等价距离。在相同条件下，当输电线路长度大于等价距离时，采用直流输电所需的建设费用就要比交流输电节省。
根据国际大电网会议提供的统计资料表明：1968年以后的一段时间内，当架空线路输送功率为540~2160MW时，等价距离大约在640~960kM左右。由于直流输电海底电缆可以节省更多，因此地下电缆的等价距离在60~90km，海底电缆的等价距离约为24~48km。
不过随着技术进步，直流输电的换流设备造价不断降低，可靠性也比以前有了提升，使得直流输电的等价距离也在不断缩短。根据直流输电设备制造厂提出的报告，双极±400kV直流输电线路的等价距离，已经从1973年的800km下降到500km左右。
输电线路建设主要考虑的是经济性，直流输电和交流输电各有优势，没有哪一种是一定的好，两者将在很长一段时间里并存并且有激烈竞争，交流与直流输电相配合将是现代电力传输系统的发展趋势。
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看到这个问题，想起了发生在19世纪美国的一场关于直流电与交流电的争论。由于发明了白炽灯，发明家爱迪生成了权威，他只相信直流电，采用直流电供电系统，点亮白炽灯。但他手下有个天才，叫尼古拉.特斯拉的克罗地亚裔美国人，建议他搞交流电，爱迪生虽然搞了许多发明创造，动手能力强，但毕竟是自学成才，在理论上有欠缺，不太能理解交流电的原理，没采纳。此处不留爷，自有留爷处。特斯拉就转投另一个公司，那个老板比较民主，让科学家自由想象，自主研究。特斯拉依靠他的才能，利用了法拉第，麦克斯韦的电磁感应理论，进一步完善了交流发电机，并搞出了一套交流电的供电系统，还发明了鼠笼式交流电动机。在当时的技术条件下，交流电在变配电方面比较方便。而直流电只能近距离低压供电。虽然爱迪生为了他公司利益，利用他的权威，做了许多小动作，但他的直流供电系统终究敌不过交流供电系统，被特斯拉的交流电供电系统所淘汰。1831年，法拉弟发现了电磁感应原理，并发明了直流发电机，但发电机发出的是低压，不能远距离输送，不然损耗很大，因为在当时的条件下，直流变压困难。1866年德国的西门子发明了交流发电机，而交流电可以方便地用变压器升降电压，用高压交流电远距离供电。依靠特斯拉的交流供电传统，交流电得以蓬勃发展。现在我们也是用传统的交流电供电。交流电虽然升降压方便，电厂出来的低压交流电，经过一次变，把低压变成高压甚至超高压电进行远距离输送。然后再降压给用户，可以大大减少在电力输送中的损耗。当时直流电因不能像交流电那样方便的变压，而被淘汰，但现在知道，交流电在高压输送上有许多弊病。一，交流电有趋肤效应，中心那部分材料等于浪费，二，在导体内部有涡流产生，发热，损耗电力，三，交流电是交变电流，根据麦克斯韦电磁理论，要产生电磁辐射，高压下的电磁辐射是很强的，特别是穿越城市的高压线对人体是有危害的。而高压直流电就没有这些弊端，它的电流不是交变的，没有趋肤性，也没有涡流，电力损耗只有电阻，损耗小，也没有强大的电磁辐射。三相交流电至少要三根导线输送，而直流只要二根，可以节约昂贵铜和建高压铁塔材料。在穿越大城市和海洋输送高压电力，要用地下电缆和海底电缆，在高压电缆输送中，交流电除有上述缺点外，还有一个电容损耗，电缆与大地和海水是有电容的，而交流电能通过电容，会造成损耗。所以在远距离，超高压，尤其是海底的电力输送中，直流电现在显示了强大的优越性。还有，我国虽然都是50HZ 交流电，各发电厂的交流电不可避免有相位差，造成并网困难，而直流电就没有上述问题。所以，交直流电各有利弊，交流电变配电方便灵活，而在高压电力输送上直流电有绝对优势。现在随着大功率半导体整流和逆变器的发展，直流电的变配电也越来越容易。现在国内外在远距离电力输送中，越来越多地采用了高压直流电。
尤其在越洋海底电缆电力输送，都是用直流电，直流电的优势越来越明显。也许不久的将来，直流电民用也不是不可能。到那时，伟大的爱迪生如果地下有知，是不是要感叹生不逢时？
图片采自网络。
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直流电和交流电的特性截然不同，这就导致直流电和交流电在应用和传输方面有很大区别。交流电特性便于升压和降压，但超远距离传输时，即使电压等级较高，但仍然会由于传输线路的电感及分布电容的影响，传输损耗很大，因此，交流电的中远距离输电受到极大限制；而直流电的特性与交流电相反，直流电本身不能直接升压或降压，但不受传输线路感抗及容抗的影响，超高压直流电能够传输很远的距离，而且損耗很小。现代输电技术是将交流发电机输出交流电压进行升压，再采用换流设备，将交流高压变换为直流高压，输送至远方目的地后，再由换流设备将直流高压换为交流高压，再逐级降压供电。
