基于电网换相换流器型的高压直流输电（line commutated converter based highvoltage direct current,LCC-HVDC）因其输送容量大、传输距离远的优势,广泛运用于电能跨区域传输。换相失败是直流输电系统最常见的故障之一。当单回直流逆变站发生换相失败时,会造成直流功率大幅跌落。若故障持续或控制不当,还会造成后续换相失败的发生,多次连续换相失败会导致直流闭锁,给交流电网带来大规模冲击。在多馈入直流输电系统中,交流故障不仅会导致多回直流同时发生换相失败,还会通过电气耦合作用影响到其他直流系统,引发多回直流发生相继换相失败,给电力系统带来严峻挑战。目前,直流输电系统配置有多种控制器用于保证设备安全以及避免换相失败。但是,现有直流控制系统均采用固定参数,无法根据故障严重程度、电气量动态变化进行调整,同时忽略了多回直流间的相互作用,势必影响直流控制系统的抑制效果,目前关于换相失败边界条件的量化指标与计算方法尚不成熟,也没有针对直流馈入系统成熟可靠的控制参数选取方法。为此,本文通过对直流输电系统换相失败原理的研究,详细分析了直流输电系统的控制组成结构及控制参数,对各类控制器触发条件、投入时间、输出控制量等控制特性进行深入分析,提出了基于控制参数优化的高压直流输电系统换相失败抑制方法。主要内容如下:（1）本文研究了直流换相失败原理,分析了直流输电系统的控制组成结构及控制参数,梳理直流逆变站换相失败发展过程,总结了直流输电系统换相失败特征,分析了低压限流控制、定关断角控制以及定电流控制不同参数对逆变器换相失败的影响。（2）针对后续换相失败的抑制,分析了直流换相过程及其逆变站控制系统特性,解析分析了在电网故障初期和换相失败恢复过程中触发角调节对逆变站无功特性的影响。通过研究传统换相失败预防控制的原理和不足,提出了一种直流后续换相失败预防控制的方法,推导了后续换相失败临界电压的解析式作为换相失败预防控制的启动电压,计算了计及故障严重程度的触发角调节量。基于后续换相失败临界电压的准确刻画,在改善换流母线电压恢复特性的条件下,所提换相失败预防控制参数优化方法可最大限度地降低后续换相失败发生的概率。（3）针对多馈入直流输电系统,研究了直流换相失败及其控制系统动态响应对相邻健全直流回路的影响,分析多回直流间的电气耦合和无功耦合特性,通过多馈入直流输电系统中的无功交换量的解析,推导了直流换相失败引发相邻直流逆变站发生换相失败的临界电压,提出了考虑直流交互影响的换相失败预防控制方法,从而对换相失败预防控制的参数进行优化改进,进一步提高了换相失败的免疫能力。