海底观测网作为世界第三大观测平台,在海洋环境观测和灾害预示方面担任着关键角色。由于海底观测网所处深海环境特殊,目前针对其供电系统故障定位方法多采用阻抗法,受海水温度、过渡电阻等因素的影响,定位精度无法满足工程需求。因此,如何提取海缆故障暂态特征,利用暂态分量解决海缆故障定位精度问题成为目前海底观测网供电系统故障定位问题的关键。论文围绕海底观测网供电系统行波故障定位问题,对海缆故障行波检测方法及基于行波时差的海缆故障定位等方面进行理论研究,达到提高海缆故障定位的精度、准确性、可靠性及减少误差的目的。论文首先分析海底观测网供电方式及系统构架,建立负高压单极直流输电的海底观测网电力系统模型,对海缆分布式模型进行分析并明确行波在海缆中的传输规律,总结海缆故障类型及原因。并提出一种改进的快速独立分量故障行波检测方法。快速独立分量分析法可在未知独立信号源的情况下,从混合信号中准确分离相互独立的信号,将表征故障特征分量逐一提取。论文分析了基于负熵和峭度的快速独立分量分析法,并对基于峭度的快速独立分量分析法进行步长及峭度的动态优化,保证行波检测的准确度。仿真表明,基于峭度的快速独立分量法能在带大干扰噪声故障环境下,准确分离行波信号,减少噪声对故障行波的干扰,具有良好的抗干扰性。最后论文提出基于多端行波时差的海缆故障定位方法。海缆发生故障后,通过智能分支单元确定故障线路,并采用Floyd算法确定故障初始行波波头的最短传输路径;然后,设置海缆等分点,建立海缆端点至等分点的行波初始路径矩阵,进而建立故障前行波波头到达时刻数据库;故障发生之后,利用行波采集装置捕捉到的故障初始行波波头时刻构建故障行波波头到达时差矩阵,并将故障后的时差矩阵与数据库中的时差矩阵进行对比分析,确定故障位置。通过PSCAD仿真分析得到:该方法能够准确定位故障位置,精度好、容错率高、实现简单,可成为海底观测网电力系统稳定运行的基础保证。论文将行波法引入海底观测网供电系统故障定位,能够实现观测网供电系统的精准定位,弥补稳态特征定位精度不高的问题,方便后期维修保护工作的开展,具有一定实际工程应用意义。