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高压直流输电具备线路成本低、可控性强等优势，已经广泛应用于可再生能源的远距离优化配置和异步电网互联。输电线路故障将直接关系到整个系统的安全。因此，线路保护是高压直流输电系统的研究热点之一。
本文首先分析了直流线路及其边界的频率特性。不同拓扑结构的边界都对调谐分量有很强的衰减作用。线路对高频分量也有一定的衰减作用，而且衰减量随着线路长度的增加而增大。而低频分量几乎不受这些衰减的影响。其次，分析了线路故障暂态的形成及其非平稳特性。引入小波变换家族的新成员一同步挤压小波变换，一种新的时频分析方法，其可以分离密集的模态响应，具备抗干扰能力强以及母小波选择要求不高的优点。非常适合分析非平稳信号。再次，基于线路内外部故障时暂态调谐电压的幅值差异，研究了一种利用单端暂态量的直流线路边界保护。利用调谐电压分量和低频电压分量的比值构造了边界元件判据，利用同步挤压小波变换提取电压分量，实现线路内外部故障的识别算法。还构造了启动元件判据、故障极和健全极的识别元件判据及其小波算法。然后，在分析了长直流线路对高频分量的衰减特性可能给边界保护带来的不利影响并引起线路区内故障时保护拒动。本文继续研究了一种利用双端暂态量的直流输电线路边界保护。利用高频电压电流暂态量的差异判断故障区域。若判断故障靠近整流侧，则利用逆变侧的保护识别线路的内外部故障，反之利用整流侧保护区分内外部故障。最后，利用电力系统电磁暂态计算软件PSCAD/EMTDC进行了大量的、不同情形下的故障仿真，测试了上述两种线路边界保护原理及其小波算法。结果表明两种边界保护都能准确识别线路的内外部故障，并具备一定的抗过渡电阻能力。
本文首先分析了直流线路及其边界的频率特性。不同拓扑结构的边界都对调谐分量有很强的衰减作用。线路对高频分量也有一定的衰减作用，而且衰减量随着线路长度的增加而增大。而低频分量几乎不受这些衰减的影响。其次，分析了线路故障暂态的形成及其非平稳特性。引入小波变换家族的新成员一同步挤压小波变换，一种新的时频分析方法，其可以分离密集的模态响应，具备抗干扰能力强以及母小波选择要求不高的优点。非常适合分析非平稳信号。再次，基于线路内外部故障时暂态调谐电压的幅值差异，研究了一种利用单端暂态量的直流线路边界保护。利用调谐电压分量和低频电压分量的比值构造了边界元件判据，利用同步挤压小波变换提取电压分量，实现线路内外部故障的识别算法。还构造了启动元件判据、故障极和健全极的识别元件判据及其小波算法。然后，在分析了长直流线路对高频分量的衰减特性可能给边界保护带来的不利影响并引起线路区内故障时保护拒动。本文继续研究了一种利用双端暂态量的直流输电线路边界保护。利用高频电压电流暂态量的差异判断故障区域。若判断故障靠近整流侧，则利用逆变侧的保护识别线路的内外部故障，反之利用整流侧保护区分内外部故障。最后，利用电力系统电磁暂态计算软件PSCAD/EMTDC进行了大量的、不同情形下的故障仿真，测试了上述两种线路边界保护原理及其小波算法。结果表明两种边界保护都能准确识别线路的内外部故障，并具备一定的抗过渡电阻能力。