模块化多电平换流器(MMC)作为一种新型的换流器拓扑结构,由于其优良的特性开始逐步取代传统直流成为高压直流输电领域的代表性技术。模块化多电平换流器柔性直流输电(MMC-HVDC)与传统直流相比较有更好的应用前景,目前针对MMC-HVDC的故障识别方法大多参考传统直流,由于两者的拓扑结构和运行特性存在较大差异,传统直流的故障识别思想不能完全适用于MMC-HVDC。因此,对MMC-HVDC输电线路故障识别方法需要进行更加深入的研究。本文结合电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC搭建的经大电阻接地的自然双极MMC-HVDC系统仿真模型,分析了MMC的拓扑结构以及子模块基本运行原理,分析了MMC-HVDC系统在稳态运行时的特性,分析了MMC的阻抗频率特性。根据相模变换解耦直流输电线路,将耦合的线路分解为独立的模域线路。通过系统仿真参数分析了直流线路特征阻抗的频率特性,并分析了线路发生故障时线模、零模的频变特性以及过渡电阻对线模电压的影响,发现利用线模、零模进行故障识别是可行的。在分析了MMC-HVDC系统的故障特性的基础上,利用仿真模型分别对MMC-HVDC直流输电线路系统发生交流侧故障、阀区故障以及直流侧故障时的故障特性进行了分析。研究了本侧保护装置与对侧保护装置所接受到的线模电压、电流故障分量的区别,可以将区内故障等效为一个负阻抗,区外故障等效为一个正阻抗,以此发现了区内外故障时的线模电压、电流相关性。本文通过对比不同故障类型的电压、电流突变量方向的关系以及线模电压、电流的线性关系发现区内故障时双端线模电压、电流呈负相关,区外故障时本侧测量端为正相关,对侧为负相关。同时,区内发生正、负单极故障时,线路两端零模电压与线模电压呈不同的相关性。根据相关性分析理论提出了基于线模电压、电流的相关系数的MMC-HVDC直流输电线路的区内外故障识别方法,可以利用线模电压与线模电流的相关系数进行区内外故障的辨识,并且通过线模电压与零模电压的相关系数提出了一种选极方法,通过仿真验证了过渡电阻大小以及故障距离对故障辨识结果影响较小,该方法识别故障可靠有效。