作为我国东西部资源配置的重要手段,高压直流输电（High Voltage Direct Current Transmission,HVDC）如今发展迅速,我国逐步形成了“强直弱交”的交直流混联大电网格局,交直流系统之间的联系也日趋紧密。在交直流混联电网中交流故障可能诱发多次甚至多回直流换相失败,导致直流功率严重丢失,从而威胁受端交流系统的安全稳定运行。鉴于此,本文针对交流故障下直流功率缺额影响系统安全稳定运行的问题,从实现快速与精确模拟直流功率响应的角度出发,研究了换相失败离散性及其对直流响应影响,在此基础上提出了计及换相失败离散性的直流功率机电暂态模拟方法。针对机电暂态下直流动态响应模拟精度不足的问题,首先,建立了机电暂态仿真BPA下基于实际工程参数的直流准稳态模型,通过与PSCAD/EMTDC的仿真结果对比,验证了引起机电暂态下直流动态响应模拟精度不足的根本原因在于换流器模型精度不够的结论。并得出机电暂态在不同故障时刻时对换相失败的判别具有单一性导致直流响应的模拟也存在单一性,故在用于系统稳定计算时误差较大,亟需改进计算精度。针对换相失败离散性及其对直流响应的影响问题,首先从理论上详细分析了换相失败的时间离散特性机理,然后进行了不同过渡电阻下换相失败故障时刻边界值的研究,最后揭示了不同故障时刻下直流响应差异性的产生机理。得出了模糊区内换相失败的故障时刻边界值,可用于判断不同故障时刻下是否发生换相失败;并发现了换相失败离散性影响下直流响应的差异性是故障时刻与控制系统之间相互博弈的结果。针对改进机电暂态对直流功率响应模拟精度的问题,首先提出了基于直流电压电流响应特征的直流功率极值计算方法。再得出了根据换相失败类型将直流功率层次性划分后的直流功率分段拟合方法。在此基础上提出了计及换相失败离散性的直流功率层次化模拟的改进方法。最后在BPA加入本文方法后与原始BPA、文献方法和PSCAD/EMTDC的结果对比,验证了本文方法的准确性和有效性。该方法具有快速和精确模拟层次化直流功率响应的效果,提高了机电暂态在系统稳定性分析中的计算精度。本文研究了计及换相失败离散性的直流功率层次化模拟方法,该方法可为机电暂态在系统稳定性分析中提高计算精度,研究成果的正确性和有效性已经在带有详细控制保护模块的实际直流工程PSCAD/EMTDC仿真模型上进行了验证。本文工作得到了国家电网智能电网联合基金项目（U1766213）、国家自然科学基金项目（51677073）的资助。