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高压直流输电以其传输功率大、线路造价低、控制性能好等优点,在远距离、大功率输电中占有越来越重要的地位,世界发达国家都把直流输电作为大容量、远距离送电和异步联网的主要手段。我国也因“西电东送,南北互供,全国联网”使得高压直流输电成为电力建设的热点。随着高压直流输电技术在电网中发挥的作用越来越重,如何提高系统运行的安全性和可靠性也成为亟待解决的问题,因此有必要对高压直流输电系统的保护和控制模式特性进行仿真与研究,进一步完善其保护方案。本文首先介绍高压直流输电工程的概况以及直流输电系统的构成和直流线路特性,在分析直流线路故障的发生过程的基础上,引出行波的概念,并进而阐述行波保护的原理。以葛洲坝-上海南桥直流输电系统为基础建立基于PSCAD/EMTDC仿真软件的高压直流输电线路行波保护的数学模型。针对国内外线路保护的发展趋势和现状分析基于暂态故障分量的行波保护原理,并研究分析极波行波和电压行波的直流输电线路行波保护判据原理,比较保护方案的性能,并对其应用作深入探讨。分析结果表明这两种方案都易受噪声的干扰和易误动。为此,本文引入小波变换的数学工具,并应用到直流线路行波保护中,形成基于小波变换的直流输电线路行波距离保护和电流极性比较式方向保护,并且对这两种保护原理进行充分的数据仿真分析,仿真结果也验证保护的可行性,为高压直流输电线路保护提供理论依据和技术支持。最后结合目前现有的高压直流线路行波保护方案,提出具体的线路保护配置,以行波保护为主保护配合微分欠压保护和线路差动保护并通过PSCAD/EMTDC软件在直流输电模型进行仿真分析和验证。论文最后对上述研究分析进行总结并提出进一步研究的方向和展望。