分布式电源是有效使用清洁能源的重要方式,微电网是分布式电源接入配电网的典型应用,可缓解大量分布式电源直接并网给配电网运行与保护造成的影响。然而,微电网可直接接入配电网或者独立离网运行,由于分布式电源控制类型的差异,以及容量与输出电流的限制,在两种运行模式下微电网的故障电流水平差异较大,容易造成传统的过流保护或者距离保护误动或拒动,导致保护失效。同时微电网多端电源供电结构、双向短路电流等特点对其故障保护方案的设计带来了挑战。因此针对微电网系统进行的故障特性的分析以及故障保护的研究具有重要的理论和工程实际意义。本文建立包含储能和光伏分布式电源的微电网模型,研究其故障特性以及保护原理,主要工作以及创新如下:（1）针对分布式电源常见控制方式,考虑低电压穿越要求,分析了电流控制、恒压恒频控制以及基于功角稳定的下垂控制情况下的单台分布式电源故障特征,总结出故障数学模型以及电流故障分量变化角度范围。然后基于单台分布式电源故障特征详细分析包含光伏变流器和储能变流器的多源微电网系统在不同运行模式下的微电网内部母线的故障特征,并在Matlab/Simulink仿真环境中搭建不同控制方式的分布式电源以及多源微电网模型,验证了理论分析的正确性。（2）基于微电网的故障特征,依靠母线电压与电流故障分量相位关系,分别提出了适用于微电网并网和离网两种运行模式的故障判据;考虑故障判据对数据同步性的要求,结合Ether CAT高速通讯以太网提出微电网内部数据同步方案;并通过该数据同步方案,利用微电网内部原有采样数据,提出在上位机中集成保护判据、下发动作指令、实现故障分量提取的微电网的集中纵联方向式保护与故障定位方案。（3）搭建了配有Ether CAT高速通讯网络的微电网实验平台,实现了微电网同步数据采样以及在上位机Twin CAT中高速提取故障分量的功能,并在此基础上进行对分布式电源故障特征实验以及并网故障实验的验证;在Star Sim半实物实验平台中搭建微电网模型,完成了对微电网内部故障实验的补足和验证,最后在两个平台中的实验结果证明了本文故障特征理论分析的正确性和所提出的集中式保护方案对微网内部馈线的故障定位的准确性,保障了系统安全可靠运行。