柔性直流配电技术的出现解决了日益增长的负荷需求与传统交流电网的输送电力能力限制之间的矛盾,为配电网发展注入了新的活力。柔性直流配电网在便于分布式电源以及储能设备接入、提高供电质量、增大供电半径、降低线路成本等方面具有明显的优势,受到国内外学者的广泛关注,是未来城市配电网的重要发展方向。由于运行方式、换流器结构、接地方式的不同,基于模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converter,MMC)的直流配电网发生直流侧电缆单极接地故障时,其故障特征与传统交流配电网、基于两电平电压源型(Voltage Source Converter,VSC)换流器的直流配电网有着明显的差异,需要针对其进行专门的研究。首先,以实际工程项目相关参数在PSCAD/EMTDC仿真平台上搭建了±5kV两端配电型MMC直流配电网模型。运用理论推导和仿真验证的方法分析了采用直流侧箝位大电阻接地方式的MMC配电网直流电缆发生接地故障时的暂态、稳态特性。仿真结果表明,发生单极接地故障时,所有区域线路稳态特征变化趋势相似,无法通过稳态电压和电流识别出直流线单极接地故障发生区域。但是其暂态特征变换明显,正负极对地电压的改变使得直流电缆线路中产生了以对地电容电流为主的故障电流。然后,针对单极接地故障时,线路对地电容电流的暂态特征,提出了一种基于广义S变换的单极接地故障区域定位方法。该方法利用广义S变换计算分离各频率下的暂态电流差值能量和,根据暂态特征频率下故障区域暂态电流差值的短窗能量最大的原理,进行故障区域的判定。通过大量的仿真验证了该方法不受故障所在区域、接地点过渡电阻、故障距离的影响。最后,鉴于当前配网故障测距常采用的线路模型的不足,本文采用一种考虑高阶无穷小量的配电网线路分布参数电路模型模拟城市电缆线路。基于该分布参数模型提出一种柔性直流配电网直流电缆单极接地故障单端测距方法,该方法根据故障模量网络电压电流之间的关系,通过估算故障端口末端的模量信息,推算出故障点的模量电流。根据单极接地故障的边界条件,通过粒子群算法寻找测距函数最小值,从而实现故障测距。该方法充分考虑了线路分布参数特性,仅需采样单端信息,应用成本低,测距精度满足工程应用需求,且不受接地点过渡电阻、故障距离的影响。通过对比仿真实验,验证了所提测距方法的准确性和适用性。