实现“双碳”目标首要的任务是构建以可再生能源为主的新型电力系统。与传统电力系统相比,新型电力系统中的源网荷将发生显著变化,源侧的风、光、水等清洁能源占比逐渐提高,用户侧的消费类电子、电动汽车、储能站等直流/柔性负荷大幅增加,网侧则呈现出交直流互联的新电网形态。在配网侧构建基于模块化多电平换流器的柔性直流配电网既可以方便以风、光为代表的分布式电源接入,又能直接为直流负荷供电,显著降低了逆变、整流等环节的功率损耗,具有更优的运行经济性。然而柔性直流配电网直流侧发生双极短路故障后,故障电流会在极短时间内上升到数倍的额定电流,严重威胁系统的安全运行。由于配电网中线路短且分支线多,主保护需要快速并可靠地识别故障线路,后备保护则需配合主保护在最小的范围内识别故障线路,减少停电范围。此外,柔直架空线发生瞬时性故障的概率很高,采用自适应重合闸技术既可校正瞬时性故障造成的供电中断问题,又可避免系统重合于永久性故障所遭受的二次冲击问题。然而,现有的自适应重合闸技术可能存在控制过程复杂、识别死区、成本高等问题,难以进行大规模的工程应用。因此,研究适应于柔性直流配电网的线路快速保护原理与准确可靠的自适应重合闸方法,具有重要的理论意义和工程价值。针对柔性直流配电网复杂的拓扑与故障特征以及当前保护和重合闸面临的问题,本论文提出了灵敏可靠的单\双端量保护方法和故障性质识别方法,研制了柔直线路保护样机,开展了基于实时数字仿真系统（real-time digital simulator,RTDS）的闭环测试实验。论文的主要工作和成果如下:（1）提出了一种直流线路单端量保护方法。针对柔性直流配电网中直流线路端部无限流电感边界的情况,提出一种基于线模故障分量电压首波幅时比（amplitude-time ratio of the first traveling wave of line-mode fault component voltage,ARLFCV）的单端量保护方法。利用Peterson等效电路分析区内外故障下ARLFCV的特征差异,进而提出两段式故障识别判据。电磁暂态仿真结果表明,所提方法不依赖线路边界,能够实现线路全长的保护,具有良好的速动性和选择性,抗过渡电阻与抗噪声能力强。此外,即使对于线路端部含电感边界的场景,所提方法仍然适用。（2）提出了一种直流线路双端量保护方法。针对现有保护由于抗过渡电阻能力弱而引发的可靠性和选择性不足的问题,提出一种基于频域阻抗的直流线路双端量保护方法。通过分析区内外故障下的频域阻抗差异,构建基于频域电抗和电阻的故障识别判据,并以频域电抗极性作为方向判据,形成纵联保护方法。所提保护仅利用本地信息即可快速识别近端故障,综合本地信息和对端的闭锁信号构成纵联判据,进而实现远端故障和高阻故障的识别,单端判据和纵联判据的结合提高了保护的可靠性。大量仿真算例证明了所提保护方法的有效性。（3）提出了一种直流线路方向纵联保护方法。针对当前柔直线路方向纵联保护普遍存在依赖线路电感边界、易受过渡电阻影响等问题,提出一种基于线模故障分量功率（line-mode fault component power,LFCP）的方向纵联保护方法。利用区内故障时线路两端的LFCP极性相同而区外故障时线路两端的LFCP极性相反的特征构造方向判据,并形成方向纵联保护方案。电磁暂态仿真结果表明,所提保护方法抗过渡电阻能力和噪声干扰能力强,对采样率要求不高,算法简单,易于实现。（4）提出了基于耦合电压的自适应重合闸方案。针对无选择性重合闸易导致系统遭受故障电流的二次冲击问题,提出一种适用于柔直架空线的自适应重合闸方案。通过理论分析不同故障下断开极线路的耦合电压差异,构建故障性质识别判据,并形成自适应重合闸方案。电磁暂态仿真和低压物理实验结果表明,所提方案能够准确识别瞬时性故障和永久性故障,从而快速恢复瞬时性故障导致的供电中断,且动作性能几乎不受故障位置、过渡电阻和接线方式的影响。此外,该方案无需在系统中增加额外结构与控制手段,简单易行。（5）研制了直流线路保护样机,并开展了基于RTDS的闭环测试。为进一步验证所提保护方法的有效性,基于所提单端量保护方法和方向纵联保护方法,开发了直流保护样机。通过在RTDS中搭建柔性直流配电线路闭环测试平台,对保护样机的性能进行测试分析。实验结果表明,所开发样机的单端量保护能够在2 ms内可靠识别区内外故障,作为主保护具有较高的速动性和可靠性;而方向纵联保护作为后备保护,能够在3 ms内准确识别区内外故障,满足柔性直流配电网对保护选择性的要求。