柔性直流输电系统是近二十年兴起的一项新型输电技术。与传统高压直流输电系统相比,基于模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converter,MMC)的柔性直流输电的特点主要有:模块结构灵活;拓展轻便;器件运行损耗低;无换相失败的风险;较小的谐波畸变率;输出的电压质量较高。随着直流输电技术的迅猛发展,基于MMC的柔性直流输电技术契合度高,在未来直流电网的发展中具有广阔的应用潜能。柔性直流输电电网投运后,可有效解决远距离大规模送电、交/直输电混联、可再生能源集中式接入等诸多难题。然而,目前直流电网的保护原理尚不完善,对于多采用架空线路的远距离输电方式而言,提升线路保护对于故障的反应能力和电网安稳运行具有重要的意义。本文分析了基于MMC的柔性直流电网线路的故障特征,针对不同长度的柔直线路,提出了两种保护方案。首先,为确保柔性直流电网在故障场景下的不间断运行,保护的动作速度应能确保故障在换流器闭锁之前可靠切除。通过查找文献,本文分析了机械式、固态式和混合式三种高压断路器的结构及工作原理,结合实际工程中高压直流断路器的特性,总结出现有高压直流断路器的开断时间范围,继而给出了纵联保护和就地量保护若能可靠动作应满足的各动作时间表达式。这也为后面基于MMC的柔性直流线路保护的研究奠定了基础。其次,面对MMC-MTDC中短线路,为了探索性能更为优越的纵联保护,设计了一种足够灵敏、且能快速反应直流线路故障的纵联保护判据。将直流线路等效为能够补偿电容电流的贝瑞隆精确模型,有效地解决了直流线路电容电流的影响;考虑到线路参数对贝瑞隆模型影响较大这一因素,设计了可消除线路参数影响的保护浮动门槛;基于区内/外故障情况下电流推演值与原始值间的Hausdorff距离存在差异性的特征,提出了一种基于多端柔性直流输电线路波形差异性的纵联保护原理。理论分析及仿真结果表明,所提出的纵联保护原理能够可靠准确地识别直流线路区内区外故障,灵敏度高,并且在速动性指标上能够满足柔性直流输电系统的要求。最后,面对MMC-HVDC长距离线路,提出了提出一种基于本地量、足够灵敏、且能够在超短窗内实现故障识别的主保护原理。本文分析了输电线路线模行波的色散现象;利用正方向/反方向故障工况下前行波与反行波在能量比值上的差异性,设计一种能够精确表征波头到达时刻的启动判据;在此基础上,基于同模异频时差特征提出一种MMC-HVDC线路的单端量测距式主保护原理。理论分析及仿真结果表明,所提出的保护原理能够适用于900km以上的超长距离输电线路;线路长度越长,其动作性能更加优异,可有效弥补现有主保护应用于超长距离输电线路时的灵敏性问题、以及纵联式保护的速动性问题。