绿电的发电厂，通常位于人烟稀少的地方，然而，用电量庞大的却是人口密集的地方，两者的差距从数百公里到数千公里，要连接两地便需要仰赖本文要介绍的输电系统（Transmission System）。在这里我们就先从“地大物博”需要长程输电的中国说起。
2013 年中国风电发电量达 2.5%，超越核电成为仅次于火电与水电的第三大电力能源，预估以后将永远超越核电。2011 年 10 月，国家发展改革委能源研究所发布了《中国风电发展路线图 2050》，规划在 2050 年让风电发电量达到 17%（1,000 GW），这个数字远远把核电抛在后面。
为了解决弃风限电的问题，中国这几年兴建许多长程的电力网络，把西北部便宜的风电运送到东南部，把三峡大坝便宜的水电运送到长三角地区。国家电网公司与 ABB 合作，共同开发长程电网所需要的特高压（Ultra High Voltage）交流（AC）与直流电（DC）技术。
▲红色实线是已经完工的 1,000KV HVAC；蓝色实线是已经完工的 800KV HVDC。
HVDC 多为长途送电最佳选择
输电系统通常具备长程与高电压的特性，有别于短程与低电压的配电系统（Distribution System）。技术上，高压直流电（HVDC）具备低线路损耗（线损）与高功率的特性，在陆地长程输电网的应用上，HVDC 使用比较少的土地面积（约 33-50%），比较少的铜导线材料（67.5%）。
至于 AC 与 DC 哪一种比较具备成本优势，其实不一定。需要同时考虑线损、传输功率、AC/DC 转换效率或 AC/AC 转换效率、材料成本、土地面积等等变数。技术进步迅速，许多过时的电力系统观念，应该走入历史。如果有很大的传输功率需求，一般来说会选择 HVDC 技术。
HVDC 技术也可以用在海底，全球最长的纪录是为连接挪威与荷兰的跨国电网 Norned Link ，其总长达到了 580 公里，于 2008 年启用，450KV，传输功率为 700MW。
▲ HVDC 技术可以做到地下化或仅使用一个单位面积的土地，而 HVAC 则需要 2-3 个单位面积的土地（Overhead AC line with FACTS & Overhead line with AC）：一般认为 500 公里以内，HVAC 比较有成本优势，因为少了 AC/DC 转换的能量损失与成本。
随着技术进步，HVDC 在短距离的成本与技术优势逐渐显现。2013 年台电平均线损约 4.25%（HV & LV AC），第四代的 HVDC Light，已经能把线损降低到 1%，并且在 2014 年正式运转于德国的 DolWin 1 计划，负责将北海 Borkum West II 离岸风场的电力，透过 7.5 公里的 AC 电缆传送到 DolWin Alpha 的海上变电所，然后使用 HVDC Light 运送到德国陆地。这是全世界第一套 320KV 的 HVDC Light 系统，总输出功率 800MW。总长度 165 公里，其中，75 公里为海底电缆，90 公里为地下电缆。
▲ 这四个世代的 HVDC Light 技术，线损分别是 3%、2%、1.5%、1%；系统容量可以拉高到 1,200MW。
长程输电系统攸关绿能成败
做好电网建设，才有资格发展绿色再生能源。2012 年为中国弃风率最高的一年，达 17.12%，损失20.82TWh 电力。2013 年情况改善许多，弃风率达 10.74%，损失 16.23TWh。到了 2014 上半年，全国平均弃风率 8.5%，损失 7.2TWh。但预估 2014 全年弃风率约 12%，因为年度装机量估计达 18GW，创历年来新高。
2012-2014H1 之间，中国完成许多新的长程输电系统，让弃风率大幅下降。相对地，如果希望绿色再生能源失败，只要把电网做坏、做烂，计划一定失败。核电就可以继续存在。
（Source：中国能源网，2014）
为了发展离岸风电，中国规划多端弹性 HVDC 计划（multi-terminal Flexible HVDC Project）。舟山岛计划是中国首个五端（变电站）弹性 HVDC 计划，总容量 400MW,、200KV，已经于 2014 年的 7 月 4 日启用，实现风电并网的目标。
本计划的难度很高。模拟设备与级控、阀控主机交互通讯达 8,400 个，动员 400 个人力，24 小时不间断工作，测试 380 个控件目，92 个保护项目与 26 个系统运行方式。本计划的五端，连接舟山、岱山、衢山、洋山、嵊泗。证明，海岛地区使用 HVDC 技术，成本也能控制在可以接受的范围之内。
▲ 多端弹性 HVDC 计划改善电力可靠度、品质，以及系统电力调度的操作弹性，并且解决了再生能源并网的困难之处。
长程输电系统需要建立气候预测中心，并且监控风场与太阳能发电厂。国家电网公司的监控系统，目前（2014/03）中国可以控制全国 810 个风场，合计并网达 74.64GW，以及全国的 18.41GW 太阳能发电站。
智能变电站（Smart Substation）也是一个很重要的关键。中国已经兴建并且营运 927 个智能变电站。替每个变压器配备光纤电子监控仪器，厂区内还有自动巡逻机器人。
中国的风光并网工程，预计在 2015 年达到 140GW 风电，35GW 的太阳能。每个城市每年的电力系统中断时间缩短到 15 分钟以内。尽管困难重重，挑战艰钜，许多产业公司仍然前仆后继，努力去达成目标。
长程输电系统有效解决弃风限电的问题，智能变电站、气候预测中心、风场监控中心、光纤电子感测器等产品，强化了绿色再生电力系统的可靠度与电力品质，并且大幅度提高风电并网的能力。
（首图来源：Flickr/Wolfgang Schlegl BY CC2.0）
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