近年来,微电网作为消纳可再生能源和实现分布式发电的有效利用形式,正在得到快速发展。独立运行微电网不与常规大电网存在电气连接,仅凭借内部的分布式电源为负荷提供电能供应,常用于距离主网架较远的偏远海岛地区。独立微电网中逆变器接口的电源形式和电流限幅环节使线路短路电流幅值不同于并入大电网的情况,负荷电流对故障电流分布产生的影响比较明显,同时分布式电源接入的拓扑结构使线路电流存在更大的双向流动可能性。传统的配电网保护难以可靠动作。因此,亟需对独立运行微电网的故障特征和继电保护问题展开研究。掌握微电网的故障特性是进行继电保护研究的基础,对此建立了微电网柴油发电机、定电压频率控制电源和定功率控制电源的详细模型,并推导分析了不同类型电源的故障输出特征。考虑逆变型电源的输出电流约束和出口电压约束,结合微电网运行方式、电源类型及故障严重程度,得到定电压频率控制电源和定功率控制电源的故障输出表达式。仿真验证了不同条件下各类型电源故障特征分析的正确性。在微电网电源建模与故障特性分析的基础上,分析了在微电网环境中传统继电保护的动作性能,线路两侧电源故障电流贡献能力差异、故障电阻与负荷电流使电流差动保护动作灵敏性下降、乃至发生拒动,分布式电源助增电流的干扰使距离保护测量阻抗增大、可能发生拒动,微电网主电源故障电流贡能力的差异使电流保护定值难以整定计算,无法满足要求选择性的要求。进而提出了由功率差动保护和纵联式阻抗保护在内的微电网线路保护改进方案。仿真验证了所提方案能够有效识别非金属性故障和金属性故障。进一步开展了微电网保护新原理研究,推导出微电网不同类型电源支路的等效正序故障分量阻抗解析表达式,分析了故障前微电网负荷情况、故障后输出电流幅值及外部等值阻抗对等效正序故障分量阻抗角的影响,提出了基于线路正序电流故障分量与分布式光伏电源故障前电流相位比较的故障方向判断方法,并利用光伏支路电流突变量结合光伏功率参考值突变量构造启动逻辑,形成闭锁式保护动作方案,可以准确识别区内外故障、以最小范围快速切除不同类型故障线路。