以直流電流傳輸電能。電能的應用是首先從直流開始的。1882年德國以1 500～2 000伏直流電壓、3馬力（約2.2千瓦）功率向57千米以外的慕尼克國際博覽會會場送電。此後在20世紀初，試驗性的直流輸電的電壓、功率和距離分別達到過125千伏、20 兆瓦和225千米。但由於受到高壓大容量直流電源的限制，直流輸電在近半個世紀的時期裏沒有得到進一步發展。20世紀中期，高壓大容量的可控汞弧整流器研製成功，高壓直流輸電又重新起步。1954年年瑞典以此建成一條±100千伏、 20兆瓦、96千米的海底電纜直流輸電線。隨著電力電子技術的進步，可控矽整流器件的出現，使直流輸電有瞭新的發展。世界上已投入運行的直流輸電工程共有近57項，最高電壓±600千伏，最大容量3 150兆瓦，最長輸送距離近150千米。並且還有不少規模更大的工程正在規劃設計和建設中。
直流輸電系統的基本構成
1無功補償裝置 2交流斷路器 3交流濾波器 4換流變壓器 5換流裝置 6直流電抗器 7避雷器 8直流濾波器 9直流輸電線 10保護和控制裝置
直流輸電系統主要由換流站(整流站和逆變站)、直流線路、交流側和直流側的電力濾波器、無功補償裝置、換流變壓器、直流電抗器以及保護和控制裝置等構成(見圖)。其中換流站是直流輸電系統的核心，它完成交流和直流之間的變換。
特點 與交流輸電相比直流輸電有以下優點：①當輸送功率相同時，直流線路造價低，架空線路桿塔結構較簡單，線路走廊窄，同絕緣水平的電纜可以運行於較高的電壓；②直流輸電的功率和能量損耗小；③對通信幹擾小；④線路穩態運行時沒有電容電流，沒有電抗壓降，沿線電壓分佈較平穩，線路本身無須無功補償；⑤直流輸電線聯系的兩端交流系統不需要同步運行，因此可用以實現不同頻率或相同頻率交流系統之間的非同步聯系；⑥直流輸電線本身不存在交流輸電固有的穩定問題，輸送距離和功率也不受電力系統同步運行穩定性的限制；⑦由直流輸電線互相聯系的交流系統各自的短路容量不會因互聯而顯著增大；⑧直流輸電線的功率和電流的調節控制比較容易並且迅速，可實現各種調節、控制。如果交、直流並列運行，有助於提高交流系統的穩定性和改善整個系統的運行特性。
直流輸電的發展也受到一些因素的限制。首先，直流輸電的換流站比交流系統的變電所復雜、造價高、運行管理要求高；其次，換流裝置(整流和逆變)運行中需要大量的無功補償，正常運行時可達直流輸送功率的40%～60%；運行中換流裝置在交流側和直流側均會產生諧波，要裝設濾波器；直流輸電以大地或海水作回路時，會引起沿途金屬構件的腐蝕，需要防護措施；要發展多端直流輸電，還需研制高壓直流斷路器。
應用 直流輸電主要用於：①遠距離大功率輸電；②聯系不同頻率或相同頻率而非同步運行的交流系統；③作網絡互聯和區域系統之間的聯絡線(便於控制、又不增大短路容量)；④以海底電纜作跨越海峽送電或用地下電纜向用電密度高的大城市供電；⑤在電力系統中采用交、直流輸電線的並列運行，利用直流輸電線的快速調節，控制、改善電力系統的運行性能，今後的電力系統將會是交、直流混合的系統。