如果我们可以利用当今的技术从零开始建立电网，那将是最有效的选择？交流还是直流？

最近，我一直在阅读高压直流输电系统在长距离输电，海底链路等方面的许多优势。之所以选择交流电而不是直流电的历史原因，主要是由于变压器的发明，它使交流电压的操作变得容易，从而实现了长距离高压传输。

但是，在水银阀，晶闸管，IGBT和所有这些使直流传输变得可行的组件发明之后，我一直在想，如果我们拥有纯直流网络，那么我们可以摆脱所有在直流中找到的交流/直流整流器。我们的电子电器。这样可以大大提高能源效率，并节省大量资金。

如果我们有机会重新开始，可基于直流输电系统是更好的^1个选择，或将交流仍然会在上面？

^{1：更好意味着更节能。}

一点历史

自从他们的第一门电路课程开始以来，许多电气工程师就已经学到了这个主题背后的建议-交流电对于功率传输是更好的。毕竟，在1800年代后期的“潮流战争”中，正是特斯拉帮助西屋电气争夺AC，最终击败了爱迪生关于DC帝国的梦想。

此时，使用交流电而非直流电的主要优势是效率。将一个交流电压转换为另一交流电压变得越来越容易，尤其是与当时将一个直流电压转换为另一直流电压的成本，难度和效率低下相比。根据焦耳第一定律，由于传输线中的热量浪费的电量与电流的平方成正比。考虑到传输线具有已知的（基本上）固定的电阻，则对于相同功率的传输，低压高电流传输比高压低电流传输浪费更多。如上所述，与相对容易地转换交流电压相比，将直流电压转换到足够高的水平以克服线损是非常不切实际的。

附带说明一下，直到20世纪中期，许多地方才从未完全从原始的直流输电系统转换为交流电。

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进入现代电气设计

这并不是说AC没有自己的问题。集肤效应是交流电不如直流电效率低的一个例子，但是它仍然不能弥补上述的线路损耗。另一个问题是在高传输电压下会发生电晕放电。在长距离上，交流电源也存在稳定性问题。该IEEE文章介绍了一些不同的距离，并指出可以在600至700英里的距离内补偿线路电抗。

借助汞弧阀，晶闸管和IGBT的现代实现方式以及有效的DC电压转换手段，HVDC传输不仅是可能的，而且还克服了HVAC传输面临的许多问题。总的传输距离要大得多，并且克服了上述交流效应。此外，一旦超过距离阈值，与HVDC相关的成本就会低于HVAC。该成本差别还详细讨论本文包括变电站成本的细目为好。费用也在Jake在他的回答中提供的链接中讨论。

事实是，当前的电气基础设施基于交流输电。绝大多数现代技术都需要这种类型的电源才能正常运行，而且如果从未使用过交流电，我怀疑我们会拥有我们所熟知和喜爱的许多技术“进步”。从理论上讲，仅使用HVDC可能会更有效，但要弥补成本差异，至少在目前人类发展的这一阶段，HVAC / HVDC混合系统是最佳解决方案。

随着铜和其他有用金属的价格上涨，以及其中使用绝缘油的环境问题，与固态等效产品相比，大功率交流变压器变得非常昂贵。这不仅是绕组的成本，而且是大型金属外壳的成本，以及与大型变压器相关的运输和安装成本。

就效率而言，切换到高压直流传输可能是洗钱，但是，如果我们还没有现有的基础架构，则可以降低成本。仍然需要变压器，但我们将半导体DC-DC转换器与高频功率变压器相结合，而不是低频功率变压器，而高频功率变压器在相同数量的功率转换能力下可能要小得多（因此更便宜）。