随着分布式电源的发展和直流负荷的兴起,配电网的灵活性面临着更高的要求。柔性直流配电网灵活性强,能更好地适应分布式电源和直流负荷的多点接入,成为未来配电领域的重要发展趋势。直流配电网阻尼系数小,故障电流上升迅速,严重威胁柔性直流配电网的安全。为此,直流配电网通过闭锁可自关断换流站实现故障电流的自清除。然而,可自关断复杂直流配电网故障暂态过程短,故障信息弱化,故障特征非线性强等难点给直流故障处理技术带来严峻的挑战。基于此,本文针对可自关断复杂直流配电网具有弱故障特征的故障处理方法展开了研究。首先针对换流站闭锁导致双极短路故障时域有效故障信息少的难点,分析了故障电压的频域特征,揭示了特征频段内换流器可线性化阻抗等值的规律,建立了基于换流器开关回路的直流系统高频阻抗等值模型;针对单极断线故障情况下故障特征不明显的难点,分析了开环和闭环两种运行方式下的故障电流回路,揭示了不同控制策略下换流器子模块电容的充放电机理,推导了故障电流时域表达式,揭示了断线线路正负极电流时域特征的差异。上述故障特征分析为后面故障处理方法的研究奠定了基础。其次结合直流系统高频阻抗等值模型,揭示了母线故障和线路故障的等效机理,建立了双极短路故障下的节点高频电压方程,通过贝叶斯压缩感知算法进行节点高频电压方程的最优迭代求解,根据节点高频电流列向量最优稀疏解中非零元素的位置确定故障点,进而提出了基于故障电压稀疏量测的双极短路故障定位算法。该定位方法利用故障窄窗数据得到的高频电压的数值稳定性好,避免了时域特征非线性强的问题,耐受过渡电阻和噪声的能力较强,能准确定位母线故障和线路故障,并通过仿真验证了所提双极短路故障定位算法的性能。最后根据单极断线故障正负极电流的差异,提出了开环系统和闭环系统单极断线保护启动判据,进一步利用单端正负极电流和与差作商放大弱的断线故障特征,提出了基于单端正负极电流和差比的单极断线保护方法。根据和差比的数值与极性实现断线故障识别与故障选极,该保护方法利用比值放大故障信息,解决了不明显的故障特征造成保护误动和拒动的问题,提高了保护可靠性。该保护方案适用于开环系统和闭环系统,并通过仿真验证所提单极断线保护算法的性能。