柔性直流配电网相比于交流配电网,控制更为灵活、谐波含量少、供电质量更好,但故障特性也较为复杂,分析柔性直流配电网直流故障下的故障特性具有明显的工程价值。作为保障柔性直流配电网安全稳定运行的关键,直流配电网保护始终是电网发展的核心环节和主要难点之一。本文针对柔性直流配电网发生的各种直流故障进行故障特性的研究分析,并据此提出适用的保护及故障隔离方案。本文研究的主要内容如下:1)推导柔性直流配电在单极接地故障、双极短路故障以及直流断线故障下的等效电路模型,分析各种故障的故障机理,得出故障电流的解析表达式,总结出故障特征。小电流接地的系统中,单极接地故障下电流无明显变化,极间电压保持不变,故障极电压降为0,非故障极电压升高为两倍;双极短路故障会出现严重过流现象,危害较大;直流断线故障下电网电流降为0,无电能输送;2)针对基于具有直流故障自清除能力换流器的柔性直流配电系统,重点研究系统双极短路故障时的故障特性,并利用其故障电流迅速增大的特点,提出基于直流电流过零检测的保护方案。方案通过识别线路两端出现直流电流过零时刻的异同,确定故障线路并完成故障隔离。该保护方案原理简单且易于实现,能够快速识别故障线路。通过大量仿真验证了该保护方案的可行性。3)基于FBSM-MMC的柔性直流配电网大多利用MMC闭锁来切断故障电流,但其闭锁会导致整个直流配电网的短时停电,降低了供电的可靠性,迄今尚无有效的解决方案。对此,本文提出一种将MMC主动限流控制与直流电网保护相结合的方案,故障发生后首先利用MMC主动限流控制将换流器输出直流电流限制在1.2倍额定电流附近,进而根据各条线路两端直流电流是否具有同步性过零特征实现故障线路的识别。在此基础上,进一步提出基于直流断路器与快速机械开关协同配合的故障隔离方案。通过断开故障关联的直流断路器,并控制相应换流站的输出直流电流降低为0,使得故障线路上的机械开关亦能快速开断,从而实现故障隔离。搭建四端环型柔性直流配电网进行故障仿真,验证了方案的有效性。