输电线路是电力系统中发生故障最多的环节,如果及时、准确、可靠地确定故障点位置,就能够带来巨大的经济效益,因此故障定位对电力系统的安全稳定运行具有重要的意义。压缩感知作为一种新的信息获取指导理论为数据采集技术带来了革命性的突破,在电力系统信号分析与检测中具有广泛的应用前景。为解决现有的故障定位方法的定位精度常常受过渡电阻和系统参数变化等因素影响较大或者有难以准确识别波头和很难准确计算对应的行波速度的问题,本文将压缩感知理论应用于输电线路故障定位中。针对目前交流输电线路的故障方法大多仅提取单一的自然频率值,受噪声、线路不连续、谐波干扰等因素影响较大,从而影响定位效果。本文提出了一种基于压缩感知估计行波自然频率的输电线路故障定位方法,能够准确估计多次行波自然频率,具有较高的故障定位精确度。通过交流系统故障行波信号的频域特征优化了过完备字典的设计,使行波信号能够有效地稀疏表示。进行故障定位时,首先用小波模极大值方法确定故障行波信号的频率边界,并采用FIR滤波进行预处理滤除低频干扰成分,然后将其变换到频域使其能够在过完备字典上稀疏表示。在此基础上,本文利用改进的正交匹配追踪算法对故障行波的频域信号进行重构,精确辨识行波信号的多次自然频率值,最终结合反射角和波速实现准确的故障定位。此外,本文还将基于压缩感知的多次自然频率故障定位算法应用于直流线路的故障定位中,并进一步改进。电压源换流器直流输电(VSC-HVDC)系统是一种新兴的输电系统,具有广阔的应用前景,因此本文在VSC-HVDC仿真模型的基础上对常见的故障进行仿真研究。而VSC-HVDC系统的故障波形在频域上表现形式比交流系统的更加尖锐突出,通过分析其故障时波形的频域特征对应设计一种新的直流系统的过完备字典,然后利用引入Dice系数原子匹配准则和傅里叶变换改进正则化正交匹配追踪算法更好的重构原信号,提高对多次自然频率值辨识能力,实现对高压直流线路的精确故障定位。最后,通过对高压交流输电系统和高压直流系统的不同故障情况进行分析,以测试这些参数的影响,仿真结果证明了基于压缩感知和行波自然频率直流故障定位算法对交流线路和直流线路的故障均能有效的定位,说明本文方法具有很好的故障定位可靠性和适应性,其不同情况的定位精度基本都在99.5%以上。