随着我国光伏发电的迅猛发展,作为光伏并网发电的主要形式,大型集中式并网光伏电站对电网安全稳定的影响与日俱增。大型光伏电站的继电保护作为安全运行的第一道防线,为此承担着重要的责任。大型光伏电站特殊的分散逆变集中并网的系统结构,电网严格的故障穿越要求,和光伏电源复杂的故障特征,这三方面因素既各自独立,又相互影响,给以故障特征分析为基础的继电保护研究提出了严峻挑战。本文围绕不同类型的故障穿越控制、大型光伏电站的故障分析和多重因素综合作用下的现有保护适应性及改进方案等方面开展了深入研究。主要研究内容和贡献如下:（1）大型光伏电站数以百计的光伏逆变单元由多条集电线和联络线分级汇集,再集中并网的系统结构,导致传统电网中以同步机电源为基础,以及含分布式光伏配网中逐一等效逆变电源的故障分析方法难以满足大型光伏电站继电保护研究的需求。为此,首先研究了一种满足电网规范要求的正序分量故障穿越控制策略,建立了计及控制策略的逆变电源等效模型。再通过分析影响故障模型的各方面因素,建立起了具有普适性的大型光伏电站汇集系统的故障分析模型,并在此基础上研究了通用性的故障分析方法,最后通过工程算例计算结果和仿真结果的对比分析,验证了故障模型和分析方法的正确性。（2）大型光伏电站中性点经电阻接地和光伏逆变器经Y/Δ变压器并网的系统结构,对接地故障特征和含负序分量注入的光伏电源电流特性有重大影响。针对正序分量控制的局限性以及光伏电站系统结构对故障特征的影响,结合电网规范提出一种计及大型光伏电站系统结构对故障特征影响的含负序分量的故障穿越控制策略,能够在不对称故障期间均衡逆变器交流端口相电压,并利用Y/Δ变压器的传变效应为故障相提供超越逆变器安全峰值电流的最大电流注入。基于所提故障穿越控制建立了含负序分量的故障等效模型和短路计算方法,仿真结果验证了所提含负序故障穿越控制策略的有效性和故障等效模型的正确性。（3）大型光伏电站的保护必须配合电网规范的故障穿越要求,将故障穿越对保护的配合要求与保护的选择性和灵敏性相结合是大型光伏电站保护适应性研究的核心问题。基于前文建立的故障分析方法,设计了不同的故障测试环境,通过定量分析多个影响因素变量对保护性能的影响,揭示了大型光伏电站保护选择性、速动性和灵敏性之间的内在联系,从而提出了满足故障穿越配合要求的保护性能考核指标。进而基于量化的保护性能指标研究了中性点电阻和控制策略两大因素对保护适应性的影响。提出了一种保障一次安全并能兼顾故障穿越与保护性能要求的中性点电阻选择方法,可作为零序电流保护适应性评价的先决条件。然后基于所提的速动性和选择性指标,分别就正序分量和含负序分量的不同控制策略对保护适应性的影响进行分析。最后通过具体的工程算例,验证了所提的中性点电阻选择方法对满足大型光伏电站保护性能要求的有效性以及不同控制策略对保护适应性影响分析的正确性。（4）大型光伏电站的中性点电阻阻值较大时,零序电流保护无法兼顾选择性和速动性要求,针对这一问题,首先建立了计及对地电容的普适性大型光伏电站汇集系统故障分析模型,分析了当不同类型的线路上发生单相接地短路时,不同成分的零序电流在汇集系统内的分布特征。基于在联络线内部和外部故障时,流过联络线两端的零序电流阻容成分特征的差异,构成了一种具有经济性的闭锁零序纵联保护方案,该保护方案只利用零序电流量,只传输逻辑信息,无需电压量,无需同步采样。然后基于具体的工程算例,分析了中性点电阻和光伏电源对不同成分零序电流特征的影响,并给出了计及对地电容时大型光伏电站汇集系统故障的短路计算流程,以及所提保护方案整定计算的具体步骤,最终通过定量的保护整定计算和校验过程,验证了所提保护方案在符合一次安全规程的中性点电阻的全阻值范围内,均能准确判断区内和区外故障。