近年来,以光电和风电为代表的新能源电源的装机容量快速增长,已成为全球能源转型的主要发展方向。根据新能源电源与外部交流电网互联方式的不同,可分为经逆变器接口的逆变型电源和经交流直接接口的双馈型电源两大类。逆变型电源主要包括光伏电源、风电中的直驱式风力发电机和经柔直送出的海上风电场等,其在新能源电源中日益占据主导地位。逆变型电源由于自身发电方式、拓扑结构和控制策略的特殊性,在电网故障时,其呈现的故障特性远别于传统同步电机,给电网的继电保护和自动重合闸带来诸多不利影响,直接威胁到电力系统的安全稳定运行。论文在国家重点研发计划等项目的资助下,重点围绕逆变型电源故障电流特性、逆变型电源集中接入的交流联络线距离保护、经柔直送出的海上风电场直流线路保护以及适应逆变型电源接入的输电线路重合闸技术开展了系列的研究工作。逆变型电源故障电流特性研究是含逆变型电源电网故障分析和继电保护研究的重要基础。针对现有研究中普遍忽略了逆变型电源故障期间的直流电压波动的影响,并存在对经柔直送出的海上风电场故障特性分析相对滞后的问题,论文根据逆变型电源的拓扑结构和低电压穿越控制策略的特点,提出了计及直流电压波动且适用于不同类型逆变型电源的故障电流统一解析方法,给出了其暂态和稳态计算模型。通过数字仿真和低穿实验数据,验证了理论方法的正确性。在此基础上,进一步分析了比例积分控制器参数、故障电压跌落深度以及负载水平等因素对逆变型电源故障特性的影响。分析结论可为含逆变型电源的电网继电保护研究和控制器参数设计提供重要参考。逆变型电源电场联络线作为向电网输送功率的重要通道,其保护性能直接受逆变型电源复杂短路电流特性的影响,特别是距离保护的性能劣化严重,安全隐患突出。论文根据逆变型电源的故障特性,分析了传统距离保护稳态量选相元件应用于逆变型电源电场联络线面临的问题,理论推导了不同类型故障情况下,计及过渡电阻影响的序电压表达式,据此提出了一种基于序电压比相和相电压比幅的综合稳态量选相新方法。仿真结果表明,所提方法准确可靠,并具有较强的抗过渡电阻能力。在距离测量元件方面,系统分析了传统距离元件应用于逆变型电源电场联络线的适用性问题。针对存在的抗过渡电阻能力差、正向区外故障可能稳态超越误动以及反向故障可能发生误动等突出问题,分别提出了增配新型方向元件、采用负序电压极化、采用负序电流极化以及闭锁距离I段等改进措施和工程应用建议。通过数字仿真,验证了所提方案的有效性。在逆变型电源中,经柔直送出的海上风电场需经直流输电线路进行功率传输。当直流线路发生单极接地故障时,由于暂态故障电流小,且基本无稳态故障电流,会造成故障线路识别困难。对此,论文首先从两端海上风电柔直系统出发,提出了单极接地故障电流的理论求解方法,总结分析了单极接地故障时暂态电流的变化特点,并推演到多端海上风电柔直系统。在此基础上,提出了一种基于单端量的单极接地故障保护方案。该方案综合利用同侧正、负极线路暂态电流幅值和方向特征,识别内外部故障。数字仿真结果表明,所提方案快速可靠且具有较强的抗过渡电阻和抗噪能力。逆变型电源由于电压自动调节能力差且不具备有利于频率维持的物理惯性,其联络线常采用闭锁三相重合闸或重合闸前联切逆变型电源的应对方式,会造成瞬时故障时大量电源退出运行或就地负荷供电中断。针对该问题,论文根据逆变型电源的孤岛控制策略和锁相环原理,建立了重合闸前后逆变型电源端口实际电压、锁相环计算电压和并网点电压等的矢量关系模型,分析了合闸相角差、幅值差和频率差对合闸冲击电压和电流的影响,据此提出了一种适用于逆变型电源电场联络线的“检同期”三相重合闸策略,可在无需联切逆变型电源的情况下,有效提升三相重合闸成功率。对于单相重合闸,论文根据逆变型电源非全相运行条件下控制策略的特点,建立了其序网分析模型,提出了计及升压变中性点不同接线方式下的电网电压理论求解方法,揭示了升压变中性点采用间隙接地方式时,可能导致非全相运行产生过电压,进而引发逆变型电源电场退出运行的安全隐患。在此基础上,通过分析影响过电压水平的主要因素,给出了单相重合闸的适用范围和应用建议,以更好发挥其作用,提高电网供电可靠性。论文最后对所作的工作进行了总结,并对下一步的研究工作进行了展望。