高压直流输电具有输送容量大、损耗小、功率可控、输送距离远等优点,在我国乃及全世界范围内得到快速发展。直流输送容量在我国的局部地区所占比例已相当可观,并已形成广东、华东两大多馈入直流输电系统。现有工程在控制保护方面或多或少都存在一些设计或运行缺陷,有必要对其进一步研究、改进、完善,提出新原理、新方案。多馈入高压直流输电系统作为一个典型的系统,各条直流由于电气距离较近,其交互影响现象突出,换相失败引起邻近交流侧线路功率倒向、多个换流站交流侧谐波交互影响等对交直流系统继电保护的影响问题值得引起重视。直流线路输送的电力容量巨大,分析这些交互影响,研究完善控制保护,对保证换流站安全可靠运行,意义重大。本文以中国已投运的几个典型直流输电工程为研究对象,对直流工程控制保护配置方案及功率倒向、谐波交互对交直流保护影响等若干关键技术进行深入研究,成果如下:(1)提出高压直流输电控制保护多重化配置新方案。介绍了控制保护双重化冗余配置的概念及实现原理,分析了现有直流工程中没有完全冗余配置的元件及存在问题,结合近几次相关停运事故,提出了改进建议。对控制保护双重化配置,传感器单元件配置和双重化配置可能存在的误动、拒动问题进行分析,提出多种解决措施,对比给出推荐方案。提出控制双重化、保护三重化配置方案,并以高岭换流站为例,描述了保护三重化配置的实现过程。对于可靠性要求高的直流输电工程,推荐采用信号接点和控制保护完全三重化,从根本上解决一套系统维修时,另一套系统异常导致跳闸的问题。(2)特高压直流控制保护系统配置方案研究。提出特高压直流控制保护系统配置方案,提出控制保护系统配置总体要求,从控制系统结构、LAN网安全性、主机稳定性等几方面讨论特高压直流控制与常规直流的区别以及特高压直流在功率补偿、阀组控制、换流单元的在线投退策略、融冰模式等方面控制算法的优化。提出保护三重化配置要求,描述阀组保护、直流线路保护、交流滤波器保护等实现方案,并在吸取常规直流经验的基础上,提出特高压直流最后断路器保护、换流变饱和保护等保护改进方案。(3)提出换流站阀水冷系统控制保护新方案。以南桥换流站水冷系统为例,阐述了原有水冷保护的原理和定值。对国内多条高压直流输电工程内冷水系统、外冷水系统缺陷进行统计分析,分析并指出换流站水冷系统存在的导致直流系统单双极闭锁隐患包括未双重化的传感器元件、电源失却、回路渗漏水、不合理的定值设置等,在此基础上,提出换流阀水冷系统控制保护新方案和隐患应对措施,大大减小了直流系统的强迫停运率。(4)提出换流站交流线路纵联方向保护新方案。介绍了传统的交流线路功率倒向的形成原因及解决措施。对多馈入高压直流输电系统中换相失败引起的换流站附近交流线路功率倒向发生机理进行研究分析,发现换相失败故障恢复时换流器无功功率需求急剧增加是功率倒向的主要原因。对现有功率倒向逻辑进行修改,并提出换流站交流侧纵联保护新方案,解决了功率倒向导致纵联保护误动问题。(5)多个换流站交流侧谐波交互影响及对策研究。分析了直流输电系统的谐波污染危害和交直流侧谐波分布特点,以南桥站为例,对直流侧和交流侧谐波进行了分析,指出其谐波分布特点,并探讨谐波含量与运行方式的关系。建立多馈入直流输电模型,通过各条直流输电工程交流滤波器组合投切仿真及实际录波数据验证分析,验证本文提出的谐波交互影响现象和其发生机理,对各换流站交流侧谐波自阻抗进行了扫描分析,结果表明两换流站交流侧等效谐波自阻抗幅值差值较大或相位差值较大是发生明显谐波吸收、放大现象的必要条件。提出减小换流站交流侧谐波交互影响的措施及减小谐波对继电保护影响的措施。