随着风力发电、光伏发电等新能源技术蓬勃发展,为了更好地实现西电东输和全国联网的战略目标,越来越多的工程选择交直混合输电模式。采用电网换相换流直流输电(Line Commuted Converter High Voltage Direct Current,LCC)最为常见,其运行特性优异于传统交流输电。但逆变器交流网侧故障可能导致换相失败,严重时将会导致连续换相失败甚至换流站闭锁,危害系统的安全运行。新型的电容换相换流技术(Capacitor Commutated Converter,CCC)可以有效避免换相失败故障。本文首先针对传统LCC型HVDC系统进行建模,详细分析其两侧换流器的工作过程,推导出换相角与触发角之间的数学关系,介绍系统中常用的元件以及特点。对控制系统中的极控制进行建模,分析了多种控制方式的特点,选择一种合适的组合作为本文的控制策略。针对系统的逆变侧换相失败故障进行研究,分析其故障机理并针对故障特点提出几种抑制措施。在原LCC系统基础上,通过在换流器与换流变压器之间串联电容器,组成新型CCC换流器,对该结构建立数学模型,推导出在稳态运行下系统的微分方程,并针对故障设计换相失败预测模块。结合呼和浩特-辽宁高压直流输电工程实例,将其改造为CCC型HVDC系统后,在MATLAB/SIMULINK软件环境中进行仿真验证,经过稳态运行、阶跃响应、换流器交流系统单相接地、两相短路故障的情况下,配有换相失败预测模块的CCC型系统要优秀于传统LCC型系统,其电压电流的恢复速度以及抑制换相失败能力出众,证明了模型的可行性,对于实际工程的应用具有参考价值。