本发明公开了一种基于对偶树复小波变化的混合直流输电线路行波保护方法及系统，包括：根据采集的正负极的直流电压计算电压差模量和电压共模量；采用对偶树复小波变换计算电压差模量的对偶树复小波变换，并根据高灵敏度启动判断依据判断保护是否启动；当确定保护启动时，根据电压共模量、电压差模量的对偶树复小波变换和对应的故障极值利用混合直流输电线路的故障判断依据判断故障类型并进行相应的保护动作。本发明能够快速地区分混合直流输电线路的故障，并能可靠的进行故障选极，极大地减小通常的实小波变换中的平移敏感性，能够显著提高长距离输电线路中故障分析的准确性，实现混合直流输电线路故障的快速判别。