本发明公开了一种基于直流输电线路解耦矩阵的故障特性分析方法，首先将直流输电系统等值为拓扑结构不变的电路，利用叠加原理将故障网络等效故障前稳态电流和故障后故障分量网络，推导故障后电流行波解析表达，基于双极解耦矩阵的极模变换，在模域上推导解耦之后的直流线路波过程尺度的直流输电线路故障特性。本发明提出的适用于特高压直流输电线路的解耦矩阵与故障特性分析方法，与传统直流故障行波分析方法相比，考虑了换流器边界的行波非理想传变特性，拥有更高的分析及计算精度，具有步骤简单易行、清晰明了等优点，推广意义重大。