随着大量直流工程的投运,我国已形成跨区域、远距离和大规模的交直流混联电网运行格局。交流系统故障极易造成高压直流输电系统发生连续换相失败,严重时甚至导致直流闭锁,中断功率传输,威胁电网的安全稳定运行。针对高压直流输电系统连续换相失败,论文从影响因素、发生机理、抑制方法等三个方面对其进行了深入研究。论文首先利用灰色关联分析对交流系统故障后不同变量与关断角数值变化的关联性进行了定量分析,分析结果表明,超前触发角在直流暂态恢复过程中对关断角数值大小起决定性作用,应作为连续换相失败机理研究的重点。其次,论文推导了直流极控制级的输入输出特性,得到超前触发角指令与直流侧电气量具有相同谐波特性,在交流系统不对称故障期间将含有大量2次谐波分量;利用对称分量法对交流系统不同类型故障后的换相电压进行了计算,结果表明,直流阀组控制级采用等间隔触发方式会给超前触发角引入一个以6次换相为周期波动的分量。在直流控制系统调节下,超前触发角在交流系统不对称故障期间具有周期性波动特征,极易引起连续换相失败。然后,论文研究了换相失败预防控制模块的工作原理,指出模块存在与直流极控制级PI控制器配合不当、两相故障时换相失败抑制效果不佳的问题。为此,论文在原有模块基础上引入了负序分量检测,并重新设计了前馈补偿环节,优化了换相失败预防控制模块对连续换相失败的抑制效果。最后,论文设计了一种基于模糊控制理论的超前触发角跟踪控制器。大量仿真结果证明,该控制器可显著提高交流系统故障后超前触发角的跟踪精度,减小超前触发角周期性波动的幅值,能有效降低直流系统发生连续换相失败的概率。论文的理论研究完善了连续换相失败的发生机理,并提出了能有效避免直流连续换相失败的控制方法,有利于直流系统从交流系统故障中快速恢复,并阻遏交流故障在交直流电网中的传播与发展,对我国高压直流输电技术发展和电网安全稳定运行具有一定指导意义。