柔性直流系统(VSC-HVDC)满足分布能源并网消纳以及不同系统的互联,成为未来电力系统重要发展方向之一。高速可靠的保护技术对柔性直流系统的发展和应用具有重要意义。当前后备保护会因主保护失灵、拒动和误动等触发,后备保护工作意味着保护系统切除故障的时间加长,不利于电力系统稳定。针对这一问题,本文以辐射状柔性直流系统线路故障设计保护方案。首先,分析了柔性直流系统的主要设备,包括基于电压源换流器的基本结构和分类、换流器的基本控制系统以及直流断路器的分类和基本结构特点。然后,针对保护只做一次检测的现状,提出同步进行首次判别和后备判别的保护思想,首次判别灵敏检测故障,后备故障确认故障,避免主保护拒动和误动,减少触发后备保护的概率;此外,针对双极系统电压变化率判据可能出现故障误判的问题上,提出最大差值电压变化率判据,并在PSCAD/EMTDC上搭建辐射状网络验证首次判别和后备判据以及选极判据的可行性。最后,针对直流断路器在发生直流线路故障工作条件恶劣的问题上,提出在保护启动时同步进行限流,采取状态空间平均法对换流器进行等效,并采用比例-积分-微分(PID)控制对换流器电容进行主动控制限流,并在MATLAB应用机理法搭建保护模型验证主动控制限流的可行性。