当前国内外学者对柔性直流配电网的研究刚开始起步,柔性直流配电网的应用仍受限于缺乏关键技术、运行经验以及相关标准。本文以应用于城市的柔性直流配电网为研究对象,采用理论分析与PSCAD/EMTDC仿真验证相结合的方法,系统的分析了柔性直流配电网的系统架构和控制策略,研究了系统的接地方式和故障特性,并提出了一种新的继电保护方案。本文首先分析了应用于柔性直流配电系统的关键设备如整流器、逆变器、直流变压器,直流断路器,以及分布式电源光伏发电和风力发电并网的模型。提出了一种柔性直流配电系统的启动控制策略,以避免启动过程中过流对电力电子器件造成损害。提出了一种保护系统与控制系统的协调策略,以确保故障被隔离后,非故障区域能够正常运行。其次,在研究了直流不平衡电压恢复的理论的基础上分析了联接变压器的接地方式对换流器交流侧不同位置单相接地故障和直流侧单极接地故障的影响。与以往分析方法不同,为了提高系统运行可靠性,在分析系统故障时,考虑了IGBT不闭锁的情况。并讨论了在实际应用中如何确保IGBT运行在不闭锁状态下。分析结果表明,接地方式对系统的故障过程和故障恢复过程有很大影响。分析方法和结论为柔性直流配网的接地方式选取、保护方案配置提供了参考。在此基础上确立了柔性直流配电系统的接地系统配置。第三,在特定的接地方式下,在不闭锁换流站的前提下研究了该系统中压直流侧发生极间短路和单极接地短路故障时的故障特性,并分析了故障对其他区域的影响以及故障点过渡电阻的大小可能对故障特性产生的影响。第四,提出了一种新的继电保护方案。针对会产生过流并危害电力电子装置的极间短路故障和小电阻接地故障,设计了通过比较相邻保护安装处测得的线路电流状态值来判别故障区间的主保护。针对系统可能出现的大电阻接地故障情况,设计了以电压不平衡量作为启动判据,通过比较任何相邻保护安装处测得的不平衡电流状态值来实现故障定位和故障隔离的后备保护。针对可能出现的保护拒动或通信装置失灵现象设计了第一级远后备保护和第二级远后备保护,各级保护通过时间上的配合来避免同时动作。最后,对本文所做的研究进行了总结。