直驱风电接入的交直流系统在大规模风电远距离输送方面具有独特的优势,然而大量电力电子化风机、直流设备的投入,导致故障的暂态过程、耦合关系及传播特征发生本质变化,电网的安全稳定运行面临着严峻的挑战。因此,本文以直驱风电-直流送出系统为研究对象,针对送端线路故障的保护方法、受端故障引发换相失败的识别方法以及受端线路故障的保护方法展开研究,仿真结果验证了方法的有效性和可行性。本文取得成果总结如下:针对直驱风电经直流送出系统送端线路故障难以识别的问题,提出了一种基于高频阻抗方差的直驱风场送出线路纵联保护方法。首先,分析送出线路风场侧和直流侧的换流器在不同导通工况下的拓扑结构,考虑系统各元件的高频特性,构造直驱风电-直流送出系统的1模高频模型。在此基础上,建立区内外故障下的1模高频故障附加网络,推导线路两侧保护所感受到的1模高频阻抗。最后,基于不同故障场景与1模高频阻抗匹配特性,构造保护判据。基于RTLAB的仿真验证表明,所提方法不受风场控制策略的影响,实现了区内外故障的准确判别。针对受端故障引发换相失败的检测方法准确性不足的问题,提出了一种基于换相电感能量变化率的换相失败检测新方法。首先,分析受端故障发生后换流阀导通状态的动态变化过程,建立了不同换相场景下阀侧线电流微分与换流器导通工况的关联关系。进一步,根据D/Y桥换流器拓扑结构,并结合阀电流及直流电压电流的故障变化特征,构建了换相电感能量变化率计算模型。然后,基于换相电感能量变化率实际值与计算值在正常运行/换相失败情况下的一致性,构造换相失败识别判据。仿真结果表明,所提方法可快速准确检测换相失败的发生。针对受端故障引发直流换相失败导致交流保护不正确动作的问题,提出了一种基于突变量能量方程的受端线路距离保护新方法。首先,通过对比换流阀在故障发生前后的导通状态,推导了计及换相失败的换流母线电压突变量表达式,并构造含有多故障附加电源的交直流系统故障附加网络。在此基础上,建立了包含故障参数的突变量能量方程。然后,通过挖掘直流故障与受端交流故障情境下流入换流母线的突变量能量差异化特征,判别故障方向。最后,利用最小二乘方法求解多时间断面信息构成方程组,识别故障参数,并建立距离保护判据。仿真结果表明,所提方法不受换相失败的影响,实现了区内、外故障的准确判别。