为解决我国能源资源与需求天然存在的逆向分布难题,近年来大量特高压远距离直流输电工程建设并投入运行,交直流系统之间的耦合程度更加紧密且交互影响更为复杂。由直流系统单极不平衡运行诱发的直流偏磁问题严重威胁着以变压器为主的电网一/二次设备的正常运行,甚至危及着整个交流电网的安全稳定运行。为此,针对当前直流偏磁治理及应对策略存在的不足,从一次设备角度出发研究了多类偏磁治理设备优化配置方法及多种偏磁治理手段协同运行方法,以尽可能地减小流入变压器的直流偏磁电流;从二次设备角度出发研究了变压器保护改进方案,以实现对不同大小、持续时间直流偏磁电流的有效应对,最大限度地保障电网的安全、稳定运行,具体内容如下:首先,针对当前研究普遍忽视的直流偏磁治理设备全局优化配置问题,提出了一种计及多类装置协同的直流偏磁治理设备全局优化配置方法。该方法以治理效果最优和治理代价最小为目标进行优化,获得可行的优化配置方案集,并进一步设计了一套对不同偏磁治理设备配置方案优劣性进行比较的全新评价体系,对所得可行方案集进行校核,最终客观合理地选出综合性能最优的偏磁治理设备配置方案。仿真算例表明,新方法可以有效改善治理效果与降低投资成本,为未来的偏磁治理提供了更为合理的选择。其次,通过合理引入不同原理的直流偏磁治理方法,提出了一种多接地极主动互联及隔直装置协同的直流偏磁治理方法,对待选方案集满足/不满足治理要求的场景选取了不同的评估指标,通过采用量子遗传算法和组合赋权法,在不引入新的偏磁治理设备的情况下选取得到符合评估指标的最优治理方案。仿真算例表明,所提方法相比传统方法具有更优的偏磁治理能力和交流拓扑适应能力。最后,针对当前直流偏磁治理方法难以解决的偏磁所致变压器二次侧保护误动难题,提出了一种消弭直流偏磁不利影响的变压器保护改进方案,在详细分析偏磁导致传统变压器保护误动风险机理的基础上,选取了性能优越的基于相空间轨迹识别的变压器保护原理展开研究,分析了其在直流偏磁场景下的动作性能,并结合隔直装置实际工作原理,对其保护逻辑及整定方法进行了改进,实现了对不同直流偏磁场景的有效应对。基于PSCAD/EMTDC的仿真结果验证了所提方法的有效性。