冷却系统作为直流输电换流站中换流设备（换流阀）的辅助系统,承担着保护换流阀安全运行的重要职责。在我国西北、东北、华北等水资源匮乏地区且换流站址年平均气温较低时,换流阀冷却系统往往采用空冷的冷却方式。而空冷系统在实际运行中,其换热性能往往受到环境因素及自身运行工况的影响,造成其实际冷却能力与初始设计值发生偏差。因此,研究换流阀空冷系统在不同环境因素下的换热特性具有重要的现实意义。本文以宁夏某换流站换换流阀空冷系统为研究对象,通过建立数值分析模型,对其不同环境因素下的流动换热特性进行了研究。本文首先对当前空冷系统数值模拟研究中所采用的方法进行了梳理,通过分析不同方法的优劣并结合所研究的空冷系统特点,提出换热器设计软件HTRI与CFD软件Fluent配合计算的数值模拟方法,最终建立了相应的数值分析模型。在进行环境因素对空冷系统的影响研究中,首先结合换流站所处地区的气象条件对空冷系统流动换热特性随环境风速的变化规律进行了研究。结果表明当环境风速由0 m/s升高至12 m/s,空冷系统的换热量呈现先降低后上升的趋势。又进一步结合换流站自身的建筑布局,对空冷系统流动换热特性随环境风向的变化规律进了研究。研究表明,在建筑影响下不同的环境风向对空冷系统的影响各不相同,并且造成空冷系统换热量最低的最不利环境风条件与夏季盛行风向相同。最后在最不利环境风条件下,对空冷系统换热能力随环境温度与换流阀出口温度的变化规律进行了分析。在最不利环境风条件下,对空冷平台安装挡风墙与空冷平台扩容两种措施对空冷系统换热能力的提升作用进行了研究。研究表明,不同的挡风墙措施对空冷系统换热能力的提升作用各不相同,但综合来看采用上挡风墙4 m的布置策略对空冷系统换热能力的提升作用最为有效。而通过增加50%的换热器数量可以提高当前空冷系统的换热能力,但在夏季高温环境下仍无法满足换流阀的散热需求。本文的研究结果明确了环境因素及换流阀的运行工况对空冷系统换热性能的影响规律及作用机制,为换流阀空冷系统的日常运维、性能提升提供了参考依据。