我国中低压配电网普遍采用中性点不接地、中性点经消弧线圈接地等非有效接地方式运行,单相接地故障是其最常见的故障类型,约占故障总数的80%。但由于配电网中性点非有效接地方式下故障点不与中性点直接构成回路,单相接地故障电流较小,难以正确有效辨识故障线路。此外,在我国节能减排大背景下,以核能、水能及风能等清洁能源为主要发电方式的分布式电源高渗透率接入配电网后,引起系统潮流方向变化、故障特性复杂及短路电流波动等问题,势必会对配电网继电保护产生更深层次的影响。据此,本文针对含分布式电源配电网单相接地故障问题进行研究,提出基于聚类理论和保护代理的保护方案,以提高故障检测精度和鲁棒性。本文遵循以下主要内容开展含分布式电源配电网单相接地保护原理研究:首先,围绕含分布式电源配电网与传统配电网之间单相接地故障特征差异,分析含分布式电源配电网单相接地故障零序网络结构,描述其零序电流分布规律;基于现有保护原理,提炼适用于含分布式电源配电网保护的故障特征。其次,针对含分布式电源配电网复杂故障工况下现有基于单一故障特征量的保护方案存在保护整定困难等问题,提出一种基于聚类理论和保护代理的含分布式电源配电网保护方案。最后,对所提出的保护方案进行计算机仿真案例分析,研究不同的距离算法、不同故障电阻、不同故障初始角、不同分布式电源输出功率、配电网不同运行工况及不同故障点位置等因素对保护方案的影响,验证其有效性。上述所提出的保护方案有利于解决分布式发电高渗透率并网给配电网带来的继电保护难题,为分布式发电进一步发展与智能配电网保护方案的实施创造了可行条件。