南方电网成立之后，西电东送更为迫切，新世纪到来，广东经济继续飞速发展，用电格局由九十年代的富余转为缺电，而西部云南贵州广西三省也期待通过开发水电火电送往广东，借助电厂投资大和电厂投运后电费可观收益来推动经济的发展。因此，推进西电东送成为了南方电网重要的使命，并借助西电东送，南方电网骨干网架得以发展壮大，并逐渐在直流输电领域形成了领先优势。2004年，500千伏贵广I回直流建成投运，煤炭资源丰富的贵州开发坑口火电，送往珠三角，这条直流容量达到了3000兆瓦，与同期建成的三（峡）—广（东）直流、三（峡）—常（州）、三沪直流一道，标志着中国直流容量由天广的1800兆瓦进一步提升到了3000兆瓦。
但此时中国的直流，仍然高度依赖西门子等外企的技术，无法自己建设直流，外方专家保守技术秘密，甚至漫天要价，在条款中甚至附加了换流站的马桶和楼梯都要从德国进口的苛刻条件。无法独立自主的直流，最大的问题还是日常维修的不便，换个阀片都得越洋过海运到中国来。
2007年，依托500千伏贵广II回直流，南方电网开始了直流输电自主化的历程，贵广II回直流，换流变压器、换流阀等核心高压设备开始应用西电等国产设备，高压设备的自主化率达到了70%。但最关键的控制系统和阀基电子设备等仍然是西门子系统，换流站主控室监控电脑的报文和画面仍然全是英文。
高压一次设备我们要自主化，更核心的控制保护我们也要自主化。2008年，天广直流控制系统开始国产化改造，应用国产化的南瑞控制保护系统，对天广直流进行了全面改造，改造后的天广直流，撤去了模拟操作盘等之前还被我们当成宝物的西门子上世纪技术，换之以全新的数字化监控平台。天广直流控制保护系统国产化改造后，天广直流运行稳定化，以前甚至一年跳闸上十次，改造后降到了1-3次的稳定水平。天广直流的能量可用率也直创新高，标志着中国直流输电运维朝着平稳方向迈进。
500千伏的超高压直流，南方电网在高压一次设备和二次的控制保护方面都进行了大规模国产化，并取得了巨大成效，中国人终于可以自行建设超高压直流了，这改变了以往工程受制于人、运维请外方专家的困境。但电力行业者并不满足于这一情形，500千伏直流刚掌握下来，南方电网就冲着更高电压等级迈进，2008年，云广特高压直流示范性工程开工，这是世界第一条±800千伏特高压直流，电压等级刷新世界记录，是电力工业史上的巅峰。2009年底，云广特高压单极投产，2010年全面投产，额定输送能力达到5000兆瓦。然而，云广特高压的控制保护系统仍然是以西门子技术为核心的中外合资平台，监控电脑报文和界面仍然是全英文。撇开这不说，投运六年来，云广特高压平均每年输送澜沧江中游水电近250亿度，相当于每年为广东减少燃煤排放800万吨，极大缓解了当时广州和东莞地区电力紧缺的局面。
首条特高压建成后，南网继续前行。2014年6月，世界上容量最大的500千伏直流输电系统，也是世界上第一条同塔双回直流，溪洛渡右岸电站送电广东直流输电系统（简称“溪洛渡直流”）全面投运，这个500千伏直流项目，在贵广II回直流70%国产化的基础上，进一步取得了国产自主化接近100%的成绩。溪洛渡直流建成后，每年云南送到广州的清洁水电突破500亿度，占据全市用电的八成，为广州的碧水蓝天、消减雾霾做出了巨大贡献，近年来广州蓝天日数持续增加，空气质量已位居五大国家中心城市之首。南网骨干网架输送的云贵清洁电力，为广东节能减排做出了不可磨灭的重要贡献。
500千伏直流已然实现100%国产化目标，800千伏特高压直流也在持续发力。2015年，南网第二条800千伏直流——云南普洱至广东江门特高压直流全面投运，普侨直流在高压设备上也基本实现了国产化。2016年初，南网第三条800千伏直流——云南大理至广东深圳特高压直流（800千伏新东直流）全面开工，这条特高压将实现控制保护系统的国产化，以期实现800千伏直流的全面国产化，工程预计2018年全面投产，800千伏新东直流建成后，深圳每年将直接享用澜沧江上游的200亿度清洁水电风电，东方换流站也将成为深圳市第一座特高压变电站。
