柔性直流电网在大规模可再生能源接入、新型城市供电等方面具有突出优势,被认为是未来电力系统的重要发展趋势,然而柔性直流电网在抵御直流故障方面面临许多挑战。柔性直流故障发展速度极快,过流程度严重,这就为直流线路快速保护与故障隔离提出了严苛的要求。因此,本文基于柔性直流线路故障发展过程和故障行波传播特性,深入分析了直流线路保护区内外故障特征差异,并在此基础上提出了一系列柔性直流电网线路快速保护新原理及配置方案,实现了有选择性的线路保护,并大幅提高了保护的动作速度、动作可靠性和灵敏性,为柔性直流电网安全稳定运行提供技术支撑。本文具体的研究内容主要包括:（1）柔性直流电网直流故障特性要求了直流线路保护必须能够快速可靠识别故障,为了保证保护动作速度故障识别必须依赖时域暂态量。因此,本文分析明确了多端柔性电网直流故障的发展过程,并研究分析故障暂态阶段换流器、直流电抗器、直流断路器以及直流输电线路等直流电网关键设备的运行特性及等效模型,为直流线路保护原理的研究和设计提供理论依据。（2）针对传统单端量保护可靠性和灵敏性低的问题,本文提出了基于单端暂态电压能量的保护新原理及方案。基于直流线路行波传输特性,分析了以直流电抗器作为柔性直流电网直流线路保护边界时区内外故障的暂态特性差异。在此基础上,本文提出了基于直流暂态电压能量的故障区段识别判据以及基于直流电抗器两侧暂态电压幅值比的方向保护判据,二者共同构成了单端量保护。此外,针对小波变换在提取高频暂态量时受算法二抽取过程、边界效应以及换流器闭锁的影响,本文提出了改进小波算法以及保护数据窗选取原则。大量的仿真算例结果表明,本文所提出的单端暂态量保护与传统保护相比,耐受过渡能力强,可靠性和灵敏性大幅提高,且保护算法具有较强的可靠性和工程实用性。（3）针对传统方向保护受线路参数分布特性和频变特性影响无法直接适用于柔性直流电网的问题,本文提出了不依赖线路边界的暂态行波方向保护新原理。由于直流故障特征呈宽频带分布,提取故障正反向行波所需的线路波阻抗幅值和相角随频率变化而变化,导致保护计算的正反向行波与理论值相比误差较大,从而影响保护的动作可靠性和灵敏性。本文分析研究可知,线路波阻抗在高频段幅值和相角均为恒定值,因此基于该特征本文提出了暂态行波方向保护新原理,利用高频故障电压、高频故障电流以及高频线路波阻抗计算正反向故障行波。仿真结果表明,暂态行波方向保护动作速度快,可靠性和灵敏性较高。（4）针对直流故障特性宽频带分布且线路波阻抗频变导致行波方向保护判据可靠性和灵敏性较弱的问题,分析推导了多端柔性直流电网直流线路故障的行波固有频率特征,并在此基础上提出了基于时域量的行波方向保护。通过分析可以发现,线路波阻抗在低频段快速变化,当频率达到临界值后波阻抗幅值和相角将恒定不变,而在故障初期故障行波的主频率大于满足线路波阻抗幅值和相角恒定不变的临界值。因此,利用该特征,本文提出了基于时域故障电气量以及高频恒定波阻抗计算正反向故障行波的时域行波方向保护。所提时域行波方向保护可靠性和灵敏性较高,且保护算法简单,实现容易。（5）针对不存在线路边界的多端柔性直流电网单端量保护实现困难的问题,提出了控制保护协同快速故障处理方案,实现了基于单端电气量的快速线路保护以及故障隔离与恢复。利用各端线路保护的合理配置与相互配合,以换流器直流出口处的直流电抗器为直流线路故障的边界,实现故障线路的快速可靠辨识。在此基础上,通过各端换流站的顺序重启,实现了故障网络的可靠切除以及非故障网络的可靠重启。