随着智能电网的持续建设,高电压、大容量的直流输电在电网安全稳定运行中发挥着日益重要的作用。然而直流线路往往长达几十上千公里,途经复杂地形乃至恶劣环境,发生线路故障的风险极大,而且故障位置的查找异常不易,若不能及时清除故障还将严重影响整个电力系统的安全运行。因此,快速、准确地进行故障测距和保护一直是高压直流线路方面的研究热点,当前得以工程应用的主流方法是时域行波法,同时人们也在研究频域类的故障测距与保护算法。但是,现有的这些方法各有利弊,或受限于波头的识别,或受限于频率的混叠。为此,本文融合时域行波的特点,研究一种新型的高压直流输电线路故障测距与保护的方法及其算法。首先,在高压直流输电系统故障特征分析的基础上,利用故障电流暂态量的频谱与故障距离之间的数学关系,形成基于固有频率的故障测距与线路保护的总体思想。其次,为降低固有频率混叠可能的不利影响,充分利用双端行波故障测距法的粗测结果界定固有频率的真实范围,即预报范围;在此范围内,通过小波分解、多信号分类方法精确提取固有频率,即校正固有频率值;利用此固有频率值求取对应的故障距离,形成基于电流暂态量固有频率预报与校正的故障测距实用算法。接着,进一步分析直流线路上故障时与在换流站及其所连交流侧上故障时固有频率的区别,构建比较线路两端所测固有频率值的直流线路保护方法,即频差保护。最后,在电力系统电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC上搭建了某直流输电系统,进行不同故障距离、过渡电阻情况下大量的故障仿真,测试了基于固有频率的高压直流输电线路故障测距与保护的Matlab算法程序,测试结果显示该测距方法具有较高的精度,所提线路保护是可行的。