随着世界范围内的风电、光伏新能源不断开发,基于模块化多电平换流器(MMC)的柔性直流电网作为新能源接入电网的有效手段成为了直流输电领域的重要研究热点之一。柔性直流电网在发生严重的直流短路故障后换流器的电容器会迅速放电,导致故障电流迅速上升。然而,主要有电力电子器件组成的柔性直流电网耐受直流故障电流能力弱,若没有在故障后几毫秒内限制故障电流到系统耐受程度内,将导致系统故障电流难以开断,致使直流电网停运,严重危害交直流系统的安全稳定运行。直流电网的故障限流可以保证直流故障的可靠开断和器件在故障开断前在安全裕度内,从而避免了换流站的闭锁和电力电子器件的损坏。目前,国内外在直流故障限流方面尚处于起步阶段,但随着直流电网的不断发展,配置的直流故障限流装置动作会影响直流电网的暂态特性。因此,有必要研究含直流故障限流器动作的直流电网故障演变机理,以及不同类型的故障限流装置间的保护协调配合策略。针对上述问题,首先分析了含直流故障限流器动作后的直流电网故障演变机理,提出一种含直流故障限流器投切、直流断路器开断和避雷器耗能过程的分为6个子阶段的直流电网故障电流计算方法,并讨论了相域频变模型和电缆线路模型对该计算方法的适用性。同时,以全网故障电流开断电流之和最小、故障限流器和直流断路器中的避雷器吸收的能量之和最小作为目标函数,对直流电网中直流线路的限流电抗器进行了优化配置。其次,提出了一种具备故障清除能力的直流电网用DC/DC变换器拓扑,该拓扑基于半桥模块化多电平换流器型DC/DC变换器,增加故障转移支路,发生直流故障时更易切断故障电流,所提方案不仅具备经济性,并且减少了故障隔离对于直流断路器的依赖。最后,研究了故障限流器、直流断路器、半桥全桥混合型MMC以及半桥式DC/DC变换器这几类多类型故障限流装置的故障保护协调配合。针对包含环网和辐射状结构的复合型多端直流电网系统中的不同区域,配置不同类型的故障限流装置,根据不同的故障区域,提出了相应的故障限流装置间的保护配合方案,考虑了部分限流装置如直流断路器拒动后其他后备限流装置的动作逻辑。