高压直流输电相对于交流输电,具有传输功率大,距离远,输电走廊窄造价低,控制方式灵活的特点,适合远距离大容量输电。直流输电线路距离长,需要跨越不同的地形和气候地区,工作条件差,易发生故障。传统的高压直流输电线路保护动作正确性受高阻接地故障、信息不同步、采样值异常等因素影响存在一定的误动。因此,研究高压直流输电线路保护算法,提高线路保护的动作性能,对于电力系统的安全稳定运行起到重要的作用。针对影响线路保护正确动作的因素,本文研究了基于行波波形相似性与基于极波模量时间差的高压直流输电线路保护方案。本文首先论述了高压直流输电线路发生故障时,故障行波在输电线路上的传播特点、存在的行波色散问题,然后介绍了行波在波阻抗不连续点的反射和折射现象,根据直流线路的故障特征,阐述了现有的行波保护原理。研究了一种基于改进DTW的行波波形相似性的高压直流输电线路保护方案。根据行波传播理论和行波折返射特性,研究了发生区内外故障时线路两侧行波波形的相似特性,指出了两侧信息不同步的原因及其对纵联保护的影响。介绍了动态时间弯曲DTW算法,分析其对数据不同步、对不良数据的耐受情况,为了提升DTW算法的耐同步性和耐不良数据能力,提出了改进的DTW算法,计算两侧行波之间改进的DTW距离,建立相应的保护判据,识别区内外故障。采用电压梯度算子作为启动判据检测行波波形变化,利用正常线路和故障线路的电压比识别故障极。在PSCAD/EMTDC中搭建天广高压直流输电模型,进行大量的仿真实验,验证了所提保护方案的有效性,具有较强的耐同步性和耐不良数据能力,并且具有一定的耐过渡电阻能力。研究了一种基于极波模量时间差的高压直流输电线路自适应单端保护方案。首先介绍了高压直流输电线路的边界构成、边界对极波波形的滤波作用,然后分析了极波中线模和地模分量的波速频变特性及其对故障极波波形的影响,指出高阻故障下传统行波保护灵敏性降低的原因。利用极波中线模和地模分量波速不同存在波到时间差,采用一阶函数拟合得到该时差内的极波波形斜率,引入极波的幅值变化量作为辅助判据,提出了高压直流输电线路自适应行波保护方案,并且分析了该保护方案的死区范围和影响因素。在PSCAD/EMTDC中搭建了高压直流输电仿真模型,仿真实验验证了所提保护方案的有效性,具有较强的耐过渡电阻能力,并且具有一定的耐噪声能力。