随着国家“双碳”目标的提出,大大推动了新能源发电的发展与应用。而我国新能源分布远离负荷中心的现状决定了远距离高压输电成为最优选择。直流输电由于其独特的优势,在电网中所占比重越来越高,同时直流输电还与随机性较大的新能源发电之间具有天然的适应性,进一步促进了直流输电技术在电网中的使用,进而形成了一种与传统交流电网具有不同特性的新形态电网。远距离输电会经过许多地形复杂、气象环境恶劣的区域,使得线路发生故障的概率大大上升,但由于新形态电网小阻尼、低惯量的特点,故障电流会迅速升高,而电网中的电力电子器件较为脆弱,若不能快速切除故障,会对电力系统造成严重的损害,这对新形态电网保护的快速性与可靠性提出了更高的要求。而传统交流电网中基于无穷大电源与工频量的保护方法已经不再适用,暂态故障行波由于传播速度快、识别较为容易的特点,更加符合新形态电网对于保护的要求。而现有行波保护方法耐过渡电阻能力和抗干扰能力有待提高,且对行波丰富信息量的利用率不高。本文基于行波的波形特征,针对现有行波保护存在的问题,研究了新形态电网保护的新方法。论文的主要工作内容如下:（1）介绍了新形态电网中不同类型的输电系统结构与工作原理,并基于PSCAD/EMTDC仿真平台建立了相应的仿真模型。同时为了提取行波特征以构成保护判据,本文从原理上说明了行波的产生与传播过程,并分析了行波在波阻抗不连续处发生折、反射现象的规律。为了研究集中式元件对于行波保护的影响,重点分析了行波在分别经过电感与电容后的波形变化,得出了电感与电容对波头的折射会产生严重衰减的结论,而电感与电容对波头的反射具有不同极性的全反射作用。（2）分析了新形态电网中包含的柔性直流电网部分对行波特殊的反射特征,并据此提出了一种基于本端入射波与反射波之间波形相似性关系的单端保护方案,包括了保护启动判据、故障区域识别判据和故障极性识别判据。通过仿真结果证明了该方法动作速度快、可靠性高,在高阻接地与噪声干扰情况下均能可靠识别区内外故障。（3）根据区内故障与区外故障下线路两侧行波波形之间的差异性,提出了一种基于两侧行波波形间Hausdorff距离的保护方法。首先分析了不同区域故障下两侧行波波形存在差异性的原因,并针对原始Hausdorff距离算法抗干扰性不强的问题,从算法原理上对其进行改进。在有数据异常点与异常波形段的情况下,改进后的算法均能排除其影响。最后通过仿真结果证明了该保护方案的有效性,相比于前面提出的单端保护只适用于柔性直流系统,该双端保护方案在所有直流与交流系统里均能准确识别区内外故障,适用性更强,并且同样具有较强的耐过渡电阻力。本文提出的两种基于行波波形比较的保护方法满足新形态电网对于保护更快速与更可靠的要求。波形比较的方法同时考量到行波的极性、幅值、时差与变化趋势等特征,从多种维度利用行波信息,提高了行波保护对行波信息利用率,使得保护可靠性更高。同时保护方法对过渡电阻与噪声也具有较强的耐受能力。