电能的应用首先从直流开始。1882年德国以1500～2000伏直流电压、3马力（约2.2千瓦）功率向57千米以外的慕尼黑国际博览会的会场送电。此后在20世纪初，试验性直流输电的电压、功率和距离分别达到125千伏、20兆瓦和225千米，但由于受到高压大容量直流电源的限制，直流输电在近半个世纪的时期里没有得到进一步发展。20世纪中期，高压大容量的可控汞弧整流器研制成功，高压直流输电重新起步。1954年瑞典以此建成一条±100千伏、20兆瓦、96千米的海底电缆直流输电线。随着电力电子技术的进步，晶闸管整流器件的出现，使直流输电有了新的发展。世界上已投入运行的直流输电工程共有近57项，最高电压±600千伏，最大容量3150兆瓦，最长输送距离近150千米。并且还有不少规模更大的工程正在规划设计和建设中。

主要由换流站（整流站和逆变站）、直流线路、交流侧和直流侧的电力滤波器、无功补偿装置、换流变压器、直流电抗器以及保护和控制装置等构成（见图）。其中换流站是直流输电系统的核心，完成交流和直流之间的变换。

1 无功补偿装置　2 交流断路器　3 交流滤波器　4 换流变压器　5 换流装置　6 直流电抗器　7 避雷器　8 直流滤波器　9 直流输电线　10 保护和控制装置直流输电系统的基本构成特点

与交流输电相比直流输电有以下优点：①当输送功率相同时，直流线路造价低，架空线路杆塔结构较简单，线路走廊窄，同绝缘水平的电缆可以运行于较高的电压。②直流输电的功率和能量损耗小。③对通信干扰小。④线路稳态运行时没有电容电流，没有电抗压降，沿线电压分布较平稳，线路本身无须无功补偿。⑤直流输电线联系的两端交流系统不需要同步运行，因此可用于实现不同频率或相同频率交流系统之间的非同步联系。⑥直流输电线本身不存在交流输电固有的稳定问题，输送距离和功率也不受电力系统同步运行稳定性的限制。⑦由直流输电线互相联系的交流系统各自的短路容量不会因互联而显著增大。⑧直流输电线的功率和电流的调节控制比较容易并且迅速，可实现各种调节、控制。如果交、直流并列运行，有助于提高交流系统的稳定性和改善整个系统的运行特性。

直流输电的发展也受到一些因素的限制。首先，直流输电的换流站比交流系统的变电站复杂、造价高、运行管理要求高；其次，换流装置（整流和逆变）运行中需要大量的无功补偿，正常运行时可达直流输送功率的40%～60%；运行中换流装置在交流侧和直流侧均会产生谐波，要装设滤波器；直流输电以大地或海水作回路时，会引起沿途金属构件的腐蚀，需要采取防护措施；要发展多端直流输电，还需研制高压直流断路器。

直流输电主要用于：①远距离大功率输电。②联系不同频率或相同频率，而非同步运行的交流系统。③作为网络互联和区域系统之间的联络线（便于控制、又不增大短路容量）。④以海底电缆作跨越海峡送电或用地下电缆向用电密度高的大城市供电。⑤在电力系统中采用交、直流输电线的并列运行，利用直流输电线的快速调节，控制、改善电力系统的运行性能，今后的电力系统将会是交、直流混合的系统。