本发明公开了一种海上风电直流汇集送出线路保护方法及其应用，包括：直流汇集送出系统在直流海缆发生故障后，分析两侧DCT、MMC的频率特征，线路频率特征，选择合适保护频率，利用小波对两侧电流进行时频特征分析，利用Wasserstein距离计算线路两侧时频差异度，避免区外故障时误动，有效提高了保护的可靠性，且对通信、设备采样频率要求低，有助于工程推广。同时在噪声影响下能够可靠识别故障，最高能够耐受20dB噪声。本发明实施例中所提在过渡电阻的影响下，保护仍能可靠识别故障区域，有效避免高阻故障带来的拒动的问题。