直流输电线路发展的同时肩负着电网安全可靠运行的责任,输电系统一旦发生故障将给居民生活带来不同程度的经济和安全问题,因此在故障发生后需要快速精准的故障定位来减少损失。为了提高故障定位准确性和供电可靠性,本课题以高压直流输电系统为背景,设计了线路多监测点与高精度波头提取算法相结合的故障定位方案,并针对各种雷击故障类型提出定位方法并进行仿真验证,均能准确实现故障定位。具体研究内容如下:首先,在搭建的高压直流输电系统仿真模型下研究影响传统行波法故障定位的因素,包括架空线路长度的不确定性、行波波速、行波波形衰变误差。本文根据直流线路线长的特点提出通过安置多监测点将线路划分成若干个测距区间的测距方案。在多测距区间背景下提出故障区间选择理论,利用监测点获取的行波极性信息计算行波相似度参数进行准确的故障区间锁定,并介绍基于多测点的输电线路故障区间定位流程。接着,为减小故障测距算法中波头提取存在的误差问题,本文提出利用变分模态算法和能量算子相结合的波头检测算法来提高波头提取的精度。并结合多测点的优势进一步优化了行波法定位算法,消除了行波波速的干扰问题,在仿真算例中将本文提出的算法对比传统小波故障定位,结果显示较高的定位精度。此外,根据工程实际线路情况设计出合适的监测点安装方案。其次,考虑到长输电线路沿线存在较大的噪声干扰问题,本文提出了基于数学形态学的带噪行波去噪算法。对于直流故障电流数据,设计合适的滤波结构元素,仿真结果验证即使在强噪干扰下,经过数学形态学滤波后,仍能体现较高的信噪比,准确的实现含噪行波的波头检测。同时,针对直流输电系统存在的雷击故障,提出了绕击点非闪络点的相对位置判断依据,并仿真各种雷击故障类型,验证多测点与VMD-TEO相结合的故障定位算法的准确性。最后,本文在行波滤噪、故障定位算法完善的前提下,基于Lab VIEW图像编程软件搭建了完善的数据交互平台,实现了故障监测系统化的过程,并成功仿真模拟系统无线通讯和数据存储的过程。