化石能源的逐渐枯竭和环境压力的不断增大，使得风能、太阳能等清洁能源正在被迅速开发利用。然而，清洁能源的并网会对交流系统产生显著冲击，直流输电技术成为大规模清洁能源接入电网的有效方案。随着电力电子技术的发展，柔性直流输电的应用前景越来越广泛。与传统直流输电相比，柔性直流输电无换相失败和无功补偿问题、可为无源系统供电、谐波水平低、可以同时独立调节有功和无功功率，由其构建的多端柔性直流电网在清洁能源并网与输配方面更具优势。然而，柔性直流电网的安全稳定运行还面临着诸多挑战。由于柔直电网的低惯量特性，当直流侧发生短路故障时，各换流站立即向故障点馈入短路电流，这导致故障电流能够在极短的时间内达到很高的峰值。为避免半导体器件损坏，换流站将采取闭锁措施，这会极大降低多端直流系统的供电可靠性。目前通常采用高压直流断路器(DC Circuit Breaker，DCCB)将故障隔离，并需要超快速故障识别方法与DCCB相配合，这对柔性直流电网的主保护提出更高的要求。针对现有柔直电网线路保护存在的问题，本文研究出两种适用于柔直电网的线路主保护方案，主要工作和成果如下:
　　(1)以张北±500kV四端对称双极柔性直流电网为研究系统，在PSCAD/EMTDC上搭建仿真模型，介绍其基本结构与相关参数。然后，建立四端柔性直流电网的故障暂态等值简化模型。最后，基于该等值简化模型，分别在区内故障、正向区外故障与反向区外故障下，对初始电压行波(Initial Voltage Traveling Wave，IVTW)的频域表达式进行求解。
　　(2)根据区内与正向区外故障下限流电抗器线路侧IVTW的差异性，提出可以利用IVTW低频带与高频带幅值比的大小识别正向区内外故障。对IVTW做不同尺度的平稳小波变换(Station Wavelet Transform，SWT)处理，以不同尺度下的小波变换模极大值(Wavelet Transform Modulus Maximum，WTMM)等效表示IVTW在相应频带中的幅值，设计出基于IVTW双频带模极大值比值的单端量线路保护方案。另外，根据正负极线路电流故障分量的积分值设计出故障方向检测判据与故障选极判据。最后，利用PSCAD/EMTDC上搭建的仿真模型验证了该保护方案耐过渡电阻能力强、能够较好地适用于长距离输电线路，并具有良好的抗干扰性。
　　(3)首先对限流电抗器线路侧IVTW的频域衰减速率进行分析，分别计算正向区内外故障下该速率的大小。然后，根据区内外故障下IVTW频域衰减速率的差异性，结合SWT理论，提出一种快速识别线路区内外故障的保护判据。另外，根据限流电抗器两侧IVTW的幅值比，提出一种故障方向检测判据。接着，对影响保护阈值取值的各种因素进行定量分析，提出保护阈值的整定计算方法。此外，详细分析了尺度与母小波、采样频率以及采样时间窗的选取原则和方法。最后，在PSCAD/EMTDC上通过仿真验证了该保护方案的灵敏度不会随过渡电阻的增大而明显降低，适用于所有直流线路两端装设有不小于50mH限流电抗器的柔性直流电网。当限流电抗值减小时，无需提高采样频率。