随着太阳能、风能等清洁能源的发展,兼具交流微电网和直流微电网优点的交直流混合微电网逐渐兴起,由于其拓扑结构日益复杂,原来单一微电网的故障特性和保护方案已不再适用。因此,本文以交直流混合微电网为研究对象,主要对其故障特征进行深入分析,通过仿真提出一种可靠的保护方案,主要工作内容有以下几个方面:首先,重点阐述了交直流混合微电网的数学模型、故障分析和保护方案的研究现状,详细论述了交直流混合微电网故障分析和保护方案的重要意义。其次,绘制出交直流混合微电网三种典型的拓扑结构,为了能够更加快速准确地反映出交流子网和VSC的动态特性,以及直流子网中DC/DC变换器的稳态和瞬态特性,提出了一种分块建模方法,分别运用动态相量法和状态空间平均法建立出交流子网和直流子网的数学模型,然后整合出交直流混合微电网的数学模型,使其既满足交流子网特点又满足直流子网的特点,验证了所提建模方法是可行有效的。再次,深入分析了交直流混合微电网的故障特征,重点对交流子网发生单相接地短路故障、两相短路故障和三相短路故障进行分析,当交流子网发生单相接地短路时,故障线路出现零序分量,直流母线电压基本不发生波动;而当交流子网发生两相短路时,故障线路出现负序分量,直流母线电压发生二倍频波动;当交流子网发生三相短路时,对混合微电网影响最为严重。然后对直流子网发生单极接地故障和极间短路故障进行理论分析,当直流子网发生极间短路时,直流母线电压会下降10%左右。然后通过Simulink对一交对多直型混合微电网进行故障仿真,仿真结果验证了理论分析的正确性。最后,结合交直流混合微电网的故障特性提出了一种保护方案,主要对交流子网故障进行基于序分量改进的差动电流法的保护,以及对直流子网的故障使用交流断路器和小容量直流断路器相配合的故障隔离方法,对故障进行快速隔离并通过仿真验证其有效性。