柔性直流配电系统结构灵活、控制复杂、元件数目较多。系统长期运行时,设备的绝缘老化、鸟类跨接导线、雷击灾害等现象不可避免,有可能导致系统短路、绝缘子串闪络等故障。不同的故障类型对系统有不同的影响,系统相应的保护策略也不同。分析系统常见短路故障及雷击故障的过电压特性,提高系统故障类型的识别精度,有助于运维人员采取准确的防护措施,改善相关设备的绝缘设计,对系统的安全运行具有重要意义。本文首先对比系统不同架构的优缺点,分析系统运行特性,采用等效电路法建立模块化多电平换流器（Modular Multilevel Converter,MMC）的数学模型,设计系统的控制方法。采用PSCAD软件搭建系统的操作过电压仿真模型,基于故障原理和仿真模型,分析交流侧四种典型故障对系统交流侧、换流器侧及直流侧电压的影响;换流器未配置冗余子模块时,MMC单个子模块短路故障对直流侧电压略有影响;换流器桥臂短路故障会导致换流器闭锁,下桥臂电流为0,上桥臂仍有较大过电流;直流单极接地故障对系统直流侧电压有影响;直流极间短路故障严重影响系统运行,直流断路器动作影响直流电抗器两端的电压。其次在原有系统参数的基础上,搭建系统的雷电过电压仿真模型。针对绝缘子串闪络和不闪络两种情况分析110 k V交流输电线路发生反击和绕击对系统交流侧、换流器侧及直流侧电压的影响。绝缘子串未闪络时,对系统电压影响较小;绝缘子串闪络时,非故障相电压迅速恢复,故障相电压逐渐衰减,换流器侧产生较大过电压。发生反击时,输电线路电压行波方向相同,发生绕击时,被击中线路的电压行波与其余线路电压行波方向相反。最后,本文基于柔性直流配电系统操作过电压与雷电过电压仿真模型,选取六种故障类型,对直流侧电压信号进行采样及数据处理。提出基于离散小波变换与奇异值分解的特征提取方法,并建立多级支持向量机模型进行信号识别及故障分类,将该方法与主成分分析-支持向量机、小波能量-支持向量机、小波变换-奇异值分解-多层感知机神经网络和小波变换-主成分分析-支持向量机识别方法进行比较。结果表明该方法准确率最高为99.88%,主成分分析与支持向量机算法融合的信号识别方法准确率最低为90.75%。