VSC-HVDC相较于传统直流输电技术有明显的优势（可向无源网络供电，可独立控制有功功率和无功功率，无换相失败问题等），在同步和异步的交流系统互联、远距离大容量输电、海底输电等领域得到广泛应用，近年来得到迅速发展。可以预见，随着电力电子技术的不断发展，VSC-HVDC的应用领域将不断向输电网扩展，并占有重要地位。目前，国内外的研究工作主要集中在VSC-HVDC系统建模和控制上，而工程上配置的保护借鉴高压直流输电，未考虑VSC-HVDC自身特点，以行波保护为主保护，电流差动保护为后备保护。因此研究适用于VSC-HVDC系统的保护原理非常有必要，也对电力系统的安全性具有重要作用。
本文分别从1模量和0模量分析VSC-HVDC系统的故障特征，提出利用高低频电流幅值比和零模电流的保护原理。分析VSC-HVDC直流输电系统的结构特性和边界特性，发现输电线路区内、外故障时，直流线路首端保护安装处感受到的电流信号频率成分存在差异。具体表现为：区外故障时电流频谱里高频信号含量比区内故障时少。基于此特征，提出以故障电流中高频成分与低频成分的比值为判据，实现区内、外故障的判别。该原理所需数据窗短，对采样率要求不高，能准确快速判别故障。另外，根据VSC-HVDC系统换流变压器特殊的接地方式，分析了VSC-HVDC系统的0模网络，发现零模量在换流器与交流系统之间的传递通路被隔断。提出利用0模电流识别直流线路单极故障的保护原理。该原理只需要单端0模电流，在时域进行，计算量小，对采样率要求非常低，能识别单极接地故障。提出原理的保护范围是两端换流变压器之间的范围，主要保护范围为直流输电线路。
本文提出的保护原理理论清晰完备，仅需单端电流量，能够实现VSC-HVDC输电线路的全线速动保护，对采样率要求不高，具有较高的耐过渡电阻能力。