详细介绍了国内外高压直流输电技术的发展现状及发展动向。针对现有行波保护易误动的问题,分析了其误动的原因,并引入了新的行波保护原理和新的数学分析工具。对直流线路行波保护进行了多种尝试,首先提出了两种基于小波变换的行波保护方案并进行了仿真研究。在详细介绍数学形态学的基础上,针对直流线路行波信号中的主要噪声,提出了一种新的多尺度数学形态学滤波器,仿真结果表明其性能卓越;为了准确提取行波信号的突变特性,介绍了一种多分辨数学形态学梯度技术,同小波变换的比较表明,这种技术对信号的突变点更为敏感,变化后的结果更易识别。在此基础上,本文提出了一套完整的基于数学形态学的电流行波极性比较式保护方案。最后本文针对行波法故障定位易受干扰的问题,提出了一种新的基于模式识别的单端故障定位算法,有效的排除了干扰波头的影响。仿真结果表明,基于数学的行波保护动作可靠,原理简单,易于实现,故障定位算法定位准确,精度高。