然而，这一转型也带来严峻挑战。随着受端电网新能源和电力电子设备渗透率急剧上升，预计2060年冬春季新能源出力瞬时渗透率将突破100%，电力电子设备瞬时渗透率最高达148%。系统惯量持续下降，2035年预计降至2秒，同时面临灵活调节资源不足、频率电压稳定性下降、宽频振荡风险加剧等问题，严重制约清洁能源的大规模接入。
为应对这些挑战，南网科研院提出"直流支撑电网"的创新理念，即通过柔性直流输电技术的构网能力，联合送端新能源场站构建跨区域"直流电厂"。该技术通过控制重构实现主动支撑，充分挖掘送端广域多能设备的调节潜力，显著提升直流输电的过负荷能力。研究团队指出，这一方案可有效解决传统"电网支撑直流"模式下的诸多瓶颈。
技术实施面临四大核心难题：复杂电网环境下直流主动支撑控制的实现、送受端广域多能功率的快速协同调用、换流阀过负荷时的电热应力精准调控，以及柔性直流自身储能能力不足等问题。针对这些挑战，研究团队提出储能与柔性直流深度融合的解决方案，开发了子模块集成、直流母线直挂、交流侧布置三种新型拓扑结构。
这些创新设计可显著提升直流系统的能量吞吐能力和电压稳定性，为交流电网提供惯量支撑、一次调频、二次调频等多时间尺度调节服务。特别是在直流闭锁等极端工况下，能有效抑制频率波动，减少切负荷量，平抑新能源功率波动。远期规划显示，到2060年，17回配置储能的直流输电线路可等效替代主网75%的同步发电机功能，大幅降低传统火电机组的开机需求。
尽管前景广阔，该技术仍需突破多项关键瓶颈，包括电芯串联均压技术、功率模块可靠性提升、阀塔承重结构优化、消防供电系统设计、电池冷却凝露控制，以及电磁环境影响评估等。这些领域的突破将决定"直流电厂"技术能否从理论走向大规模工程应用。
