混合直流输电系统因兼具传统直流输电和柔性直流输电的优势,成为直流输电的发展趋势。现有研究主要是针对混合直流输电系统的拓扑结构、数学模型、控制方式等方面,而对混合直流输电系统的线路保护却鲜有涉及。因此,为保证系统安全可靠运行,有必要对混合双极高压直流输电系统线路保护进行研究。构建了面向继电保护的±500kV混合双极直流输电系统,分析了直流输电系统的拓扑结构、数学模型、控制策略、调制方式等,利用PSCAD/EMTDC搭建仿真模型,验证模型的正确性。研究了一种基于边界元件暂态分量之比的单端电气量保护方法,分析了其对混合双极直流输电系统的适应性。通过分析保护安装处的电压特征信号发现,线路发生区内、外故障时的电压特征信号的暂态高频分量存在明显差异,利用小波包变换提取各节点暂态能量,构造保护判据,考虑故障位置、过渡电阻等对保护性能的影响,并通过仿真验证了保护方法适用于混合双极高压直流输电系统,能够可靠识别区内、外故障及进行故障选极。基于上述电压特征信号暂态能量保护方法的研究,新增电流信息,定义了有功功率故障分量,研究了一种基于有功功率故障分量暂态能量的线路保护方法。根据线路区内、外故障高低频含量不同,利用小波包变换对有功功率故障分量分解,得各节点暂态能量构造保护判据。利用正、负极能量比的差值区分单、双极故障,利用正、负极部分频带能量和的大小进行故障选极,利用正、负极能量比区分区内、外故障,并通过仿真验证了保护方法适用于混合双极高压直流输电系统,能够可靠识别区内、外故障及进行故障选极。