换相失败是直流输电系统的典型故障,多次的连续换相失败甚至会导致直流闭锁,严重威胁电网的安全稳定运行。交流系统故障时,由于换相电压不对称、换流变饱和及换流器耦合作用等,使系统中产生的各次谐波与换相失败发生过程密切相关,而目前关于换相失败问题的研究大都基于分析换相电压工频幅值下降,尚缺少考虑谐波的影响。因此,研究谐波对换相失败影响机理,提出有效的换相失败评估方法及抑制策略,对提升交直流混联输电系统的稳定性具有重要意义。本文基于换相面积法,分析了谐波导致换相电压波形畸变对换相失败的影响机理,根据谐波换相面积解析式,定义谐波换相面积系数用于评估谐波对换相面积的影响。同时分析了交流故障下各次非特征谐波的产生机理。为了解决仅考虑基波电压幅值跌落作为单一判据,难以反映故障时复杂暂态过程的问题,提出了换相失败风险因子,该指标综合考虑了基波电压降低和谐波对换相失败的影响,同时为了进一步辨明这两种因素的影响占比,提出了换相失败主要因素,两个指标值均易实时获取,具有较好的工程实用性。在此基础上,给出一种计及谐波影响的交流系统故障引发换相失败的评估方法,通过分析在PSCAD/EMTDC中不同交流系统故障下的仿真结果表明,故障较弱时,低次非特征谐波引起电压波形畸变是增加换相失败风险的主因;故障较强时,基波电压幅值显著下降是导致换相失败的主因。为了解决交流故障时低次谐波对换相过程的不良影响,本文从电压畸变角度提出了两种抑制换相失败风险的策略,分别为在逆变侧增设双调谐滤波器的外部策略和在逆变器增加谐波电压环的内部策略。通过分析在PSCAD/EMTDC中不同交流故障下的仿真结果表明,双调谐滤波器策略在参数配置恰当且系统阻抗变化不大情况下,能明显降低母线电压上对换相过程影响较大的2,3次谐波含量,有效抑制系统发生换相失败的风险;谐波电压环策略能在母线电压畸变达到一定阈值时,根据谐波含量按比例动态调整直流电流指令值,减小故障期间直流电流的大幅波动,进而减小换流变励磁电流及换相电压畸变程度,有效抑制系统发生后续换相失败,改善故障恢复特性,且该策略成本较低易于实践,对实际工程具有一定的参考与应用价值。