随着分布式能源的迅猛发展,传统交流形式的配电系统面临电力电子设备接入多、能源效率低等问题。相比之下,柔性直流配电网能够实现光伏、储能的直接接入,不仅减少了电能的损耗使得传输效率有所提升,同时减少了换流环节,在一定程度上降低了故障发生的机率。柔性直流配电系统拓扑结构可分为三类,其中环状直流配电系统存在运行方式灵活多样、可靠性高、电能质量好等诸多优点,因此具有广阔的应用前景。当前柔性直流配电系统的研究处于理论与示范工程验证的阶段,仍存在一些关键性的技术难题尚未解决,不利于系统的安全、稳定、可靠运行。因此,本文针对环状柔性直流配电系统故障机理与保护技术展开以下研究。首先,本文结合某个实际的柔性直流配电工程,以模块化多电平换流器（Modular Multilevel Converter,MMC）和DC/DC变换器的基本原理以及控制策略为基础,搭建了基于PSCAD仿真平台的环状柔性直流配电系统。考虑到现阶段直流断路器断流能力有限,在模型中配置了主动限流控制策略,降低直流断路器开断容量。其次,分析了换流器直流侧发生典型故障下的故障机理,推导出主动限流控制器作用下的故障电流解析表达式,并通过仿真验证了故障后的直流线路电流特征。在此基础上,以低电压过电流保护和差动保护为例,分析了典型的传统保护在环状柔性直流配电系统的适应性,明确了影响其适应性的关键因素,为后文保护新方法的研究提供理论支撑。接着,为提高保护的选择性、解决现有单端量保护依赖于电抗器的问题,提出了一种基于高频衰减的单端量保护方法。揭示了直流配电线路、DC/DC及MMC边界对故障电流高频成分的衰减作用,通过小波多分辨分析提取故障电流低频分量和高频分量,进而利用低频分量与高频分量的比值实现区内外故障的检测。该保护方法计算量小,同时具备一定的耐受过渡电阻能力。最后,为提高保护的快速性、解决现有双端量保护可检测故障类型单一的问题,提出了一种基于趋势检验的纵联保护方法。利用Daniel趋势检验算法提取不同故障类型下的故障电压趋势特征及不同故障位置下的故障电流趋势特征,进而构造相应的保护判据识别故障区域与故障极。该保护算法速度快,无需严格的数据同步,具备较强的耐受过渡电阻能力和抗噪声性能。