柔性直流输电技术可实现多电源供电、多落点受电和新能源孤岛接入,是解决大规模新能源消纳问题非常有效的新模式。为实现间歇式清洁能源大规模、远距离消纳,同时服务低碳绿色奥运专区建设,国家电网公司将建设张北可再生能源柔性直流电网示范工程。该工程独特的真双极四端环网结构使得故障发展过程尤为复杂,且将首次应用500kV直流断路器进行故障快速清除,由此产生的系统过电压特性尚不明确,因此研究系统过电压的产生机理和影响因素具有很重要的工程价值。本文围绕张北工程输电线路故障工况下直流母线过电压的产生机理、影响因素和抑制措施展开,根据母线对应的输电线路是否故障,分别对健全极母线和故障极母线进行分析。首先在对MMC换流器、混合式高压直流断路器以及换流变压器、限流电抗器等关键设备建模的基础上,利用PSCAD平台搭建了准确的柔性直流电网仿真模型,该模型能够满足故障过电压电磁暂态的仿真需求。然后基于大量的仿真数据说明了张北工程单极接地故障时存在健全极母线过电压高于故障极母线过电压的特殊现象,从输电线路极线间电磁耦合、MMC控制系统决定的换流器输出电压以及由金属回线网络导致的中性点电位抬升三方面研究了健全极母线过电压的产生机理,并评估了接地极电阻、限流电抗器等元件参数以及直流断路器阈值电流对健全极母线过电压的影响。之后,研究了单极接地故障、双极短路故障时的故障极母线过电压,分别从等效电路的角度分析了过电压的产生原因,并研究了故障极母线过电压的影响因素。最后从母线避雷器绝缘配合和系统接地极合理配置的角度提出了母线过电压的抑制措施。本文深入研究了张北工程直流母线过电压的产生机理,分析了系统参数对母线过电压的影响程度,并提出了母线过电压的抑制措施,为张北工程的绝缘配合提供重要的理论指导。