基于模块化多电平换流器（modular multilevel converter,MMC）的高压直流（high voltage direct current,HVDC）电网为新能源的大规模输送和未来能源互联网关键技术之一。但目前针对MMC-HVDC电网直流短路故障的保护技术的研究还不够完善,在故障机理、综合影响因素分析和综合参数优化方面还需深入研究。本文主要针对MMC-HVDC电网中直流短路故障的暂态能量特性以及直流短路故障影响因素的综合分析与优化问题展开研究,并在暂态能量的分析结论的基础上提出了一种故障检测方法。本文主要的研究内容和创新点如下:（1）建立了MMC-HVDC电网的PSCAD电磁暂态仿真模型,基于暂态能量流方法分析了其直流短路故障条件下系统暂态能量流时空分布的演化特征,并对比了断线、雷击等不同直流线路事故在暂态能量流特性上的差异,为直流短路故障判断提供了理论依据。（2）针对采用现有方法难以对MMC-HVDC电网直流短路故障的多个影响因素进行综合分析与优化的问题,提出了基于中心复合实验的解决方案:通过中心复合实验设计以及电磁暂态仿真数据获得二次回归模型,以暂态能量流为响应量,利用统计学分析方法实现对多个因素的综合影响分析与评价,并基于二次回归模型实现对多因素的综合优化,仿真实验验证了该综合优化方法的有效性。（3）利用直流电感和电容元件的储能构建了MMC储能状态向量,并构建了直流短路故障的检测判据,包括启动判据、故障选线判据、区内外判据以及干扰排除判据。本文通过建立四端真双极的直流环网PSCAD仿真模型,对4条线路共14个不同故障点的直流单极对地短路故障,以及雷击、断线和高阻短路故障等进行了仿真实验。结果表明:相较于其他的故障判断方法,本方法具有判断方法简单,检测频率低等优势。