張北柔直工程在張北、康保、豐寧和北京新建4座換流站。其中張北的中都、康保的康巴諾爾換流站作為送端直接接入大規模清潔能源，豐寧的阜康站作為調節端接入電網并連接抽水蓄能，北京的延慶站作為受端接入首都負荷中心。該工程示范了世界上最先進的電力生產、傳輸、存儲、利用和運行控制技術，首次突破柔性直流組網技術，首次將柔性直流的輸電容量提升至常規直流水平，首次將柔性直流的可靠性提升至常規直流水平。

該項目創下12項世界第一，分別是：

世界上第一個真正具有網絡特性的直流電網；

世界上第一個采用真雙極接線的大規模風電、光伏孤島送出直流電網工程；

世界上第一個實現風、光和儲能多能互補的直流電網；

世界上第一個采用架空輸電線路的直流電網；

世界上第一個中性線采用金屬回線的直流電網；

世界上第一個基于直流電網的多維度多要素控制保護系統；

世界上最高電壓等級最大容量的柔性直流換流站；

世界上最高電壓等級最大開斷能力直流斷路器；

世界上最高電壓等級最大換流容量柔性直流換流閥；

世界上最大容量交流耗能裝置；

世界上最高電壓等級最大輸送能力直流電纜；

世界上最大功率全控可關斷器件。