随着电力电子技术的发展,柔性直流电网成为未来能源互联网发展的重要方向。柔性直流电网不仅具有冗余较多、控制灵活、可靠性高等优点,而且可实现多电源供电和多落点受电,为解决大规模可再生能源的消纳问题提供了一种有效方案。然而,与交流系统相比,在相同时间尺度下,直流电网故障电流发展速度快,故障影响范围广,容易出现“局部故障,全网停运”现象。此外,架空线作为未来电力传输的主流形式,它的使用将造成直流电网瞬时性故障概率的增加。因此,为保障未来高压大容量柔性直流电网的安全稳定运行,直流线路故障隔离与系统恢复是亟待解决的关键问题之一。针对以上问题,论文就架空线直流电网线路故障的保护及清除优化策略开展了研究。首先,分析了双极柔性直流电网线路故障暂态特性,建立了故障时刻等效电路网络模型,提出了适用于不同短路类型、任意故障位置的短路电流暂态特性定量计算方法,在此基础上确定了直流断路器的故障电流开断应力;然后,基于直流断路器的保护技术路线,在直流线路整体保护动作时序的基础上提出了两种线路保护与直流断路器优化协调配合策略,使线路保护与直流断路器处于并行工作模式,减少了总保护动作时间,降低了直流断路器故障电流开断应力和近端换流站闭锁的风险;最后,提出了一种混合式直流断路器转移支路分级投入的重合闸策略,与转移支路同步投入的重合闸策略相比,消除了伴随直流断路器重合闸过程而产生的保护误动、绝缘破坏以及电力电子器件损坏等不利影响,省去了直流断路器之间的通信设备,具有良好的经济性。论文的研究工作为架空线直流电网故障线路的隔离及系统恢复提供了借鉴,加快了直流线路故障隔离速度,降低了直流断路器故障电流开断应力,保障了直流电网的可靠持续运行,有利于促进直流电网的发展和工程化应用。