近年来，随着电力电子技术和直流储能装置的发展，电力系统中的电源和负载发生了很大的变化，分布式电源在电源中的占比越来越高，各种各样的直流负荷通过变换器与电网相连。相较于交流配电系统，直流配电网具有电能传输容量大、便于分布式能源接入、线路损耗小、可靠性和供电质量高等优点。然而，直流配电网系统阻尼小、故障电流上升快，传统交流配电网和高压直流输电系统的保护方案无法适用于柔性直流配电网，而多端柔性直流配电网发生故障后多个换流站故障电流叠加将会给系统带来进一步的损害，这就对保护方案的速动性提出了更高的要求。因此，多端柔性配电网的直流保护方案成为了亟待解决的关键技术难题。
　　首先，从模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)的拓扑结构、子模块的工作原理出发，对MMC的运行原理及数学模型进行了分析。在此基础上，对基于MMC的多端柔性直流配电网的运行控制方式进行了研究，并在在实时数字仿真器(real time digital simulator,RTDS)仿真系统中搭建了基于MMC的多端柔性直流系统，为接下来接地方式、故障特性以及保护方案的研究提供了稳定的一次系统仿真环境。
　　然后，针对目前直流系统接地方式的研究多集中于直流输电系统且忽视了交、直流侧交互的问题（而接地方式作为保护技术需要考虑的的一个方面同样对系统稳定运行有重要的意义），分别从系统的稳态谐波性能、故障电流、直流系统的供电连续性以及故障后直流电压的恢复等方面，对基于MMC的柔性直流配电网的接地方式进行了研究。
　　接着，从柔性直流配电网直流侧保护的角度出发，对柔性直流配电网直流侧的两种主要故障类型（单极接地故障和双极短路故障）进行了分析，并在RTDS/RSCAD中进行了仿真验证，通过理论分析和仿真验证的方式对直流系统的故障特性进行了分析，并根据故障特性提出了单极接地故障和双极短路故障的保护方案设计思路。
　　最后，针对MMC系统发生单极故障时短路电流表达式无法准确描述且故障电流特征不明显的问题，提出了基于暂态电压Pearson相关性的单极接地故障保护方案；针对双极短路故障对系统危害较大且基于单端量的保护原理难以实现全线速动的问题，提出了基于限流电感电压的双极短路故障保护方案。并通过RTDS/RSCAD对所提出的保护方案进行了仿真验证，仿真结果表明上述方案不受过渡电阻、故障距离以及信号噪声的影响，在直流侧故障后能够准确识别故障。