我国整体电力布局呈现西电东送的趋势。未来直流输电向广泛而远距离传输的方向发展,高压直流输电技术的发展与应用有着巨大的潜力。混合直流输电系统相比柔性直流输电系统提高了其经济性和传输功率能力,又克服了传统高压直流输电技术连接弱交流系统时易发生换相失败、不能向无源网络供电的不足,有很好的发展前景,能够满足大规模西电东送潮流方向单一、受端多落点的需求。为了解决混合直流输电系统无法故障自清除、故障恢复存在的盲目重合闸和固定长延时的问题,有必要提出预判故障性质、减小对系统冲击的故障清除与恢复策略,提高系统供电可靠性。本文首先根据现有的直流输电系统配置和未配置直流断路器情况下直流线路故障清除与恢复策略,对白鹤滩混合式级联多端特高压直流输电系统进行适应性分析,仿真比较了不同方案的清除与恢复效果,确定了系统受端直流线路两端配置直流断路器的方案。对于故障性质的辨识,本文对受端直流线路发生故障后直流断路器跳闸时产生的行波传递过程进行分析,提出基于频谱余弦相似度的自适应重合闸方法,该方法通过计算故障线路两端线模电压频谱余弦相似度,能预判故障性质并识别熄弧时刻,自适应调整是否重合及重合闸时间,提高了系统恢复成功率。进一步运用深度学习方法,批量化仿真故障样本数据,探究卷积神经网络的输入数据的初始化处理方案、网络维数等参数配置对故障辨识效果的影响,结合快速傅里叶变换处理输入层数据,得到辨识故障性质与类型准确率较高的结构优化算法。该方法具有耐故障位置、故障类型、过渡电阻变化的能力,相比基于频谱余弦相似度的故障性质识别方法无需故障线路两端数据同步和阈值的选取过程,并且具有更高的辨识精度。最后形成基于混合直流断路器的混合直流输电系统故障清除与快速恢复策略。对于故障清除,提出了混合直流断路器转移支路分级开断的清除方法,在开断电流过程中能够降低对系统的冲击。策略针对白鹤滩工程受端直流线路故障,采用同时分级开断故障线路两端的断路器,在识别故障性质并等待去游离阶段完成后,先分级重合靠近MMC侧的断路器,再直接重合靠近汇流母线的断路器的快速恢复策略,并在此过程中加入MMC侧的控制策略切换和控制汇流母线电压的换流器PI控制器置零。仿真比较了六种组合策略,验证了所提策略具有良好的降低故障清除与恢复过程的冲击,缩短系统恢复时间的效果。