我国能源资源与负荷中心呈逆向分布的特点,使得基于电网换相换流器的高压直流输电（Line-commutated converter based high-voltage direct-current,LCCHVDC）技术在大容量、远距离输电和区域电网互联等方面得到广泛应用。LCCHVDC换流站采用无自主关断能力的晶闸管作为换流元件,换流阀短路、丢失触发脉冲、交流故障等因素均会引发逆变站换相失败,其中交流故障是引发逆变站换相失败最为常见的原因。若换相失败未得到及时有效地抑制,还易引发后续换相失败,产生多次换相失败,对交流系统产生反复的功率冲击,可能导致换流站闭锁。在多馈入LCC-HVDC系统中,交流故障不仅易导致多回LCC-HVDC发生同时换相失败,还可能通过无功电压的耦合作用,引发相邻LCC-HVDC发生继发性换相失败,进而导致多回LCC-HVDC换流站闭锁。换流站闭锁可能引发有功潮流的转移,使得正常运行的交流输电线路保护误动,造成大面积连锁故障,同时可能导致送受端系统功率不平衡,迫使系统切机减载甚至自动解列,对电力系统的安全运行带来了严峻的挑战。LCC-HVDC换流站自身配备的控制器能够一定程度上抑制换相失败的发生,但由于控制器均采用固定参数,无法根据故障严重程度、换相失败期间电气量的动态变化和多控制器间的交互影响而做出相应调整,抑制效果严重受限。为此,本文通过梳理LCC-HVDC换相失败发展过程,深入研究换相失败的发生机理与影响因素,提出了换相失败全过程预测的思想,综合考虑各类换相失败的影响因素,提出了基于预测结果动态调整控制器参数,实施换相失败全过程抑制的控制方法。主要内容如下:（1）针对换相失败预防控制参数固定,且控制参数选取主要根据工程经验值的问题,本文分析了故障发生时刻、直流电流动态变化和关断角控制器响应等因素对换相过程的影响,提出了一种考虑多影响因素的换相失败预防控制改进策略,其中启动电压综合考虑了交流故障下直流电流的上升与故障发生时刻,而触发角调节量则由在不同严重程度的交流故障下换相面积保持不变计算得到。所提策略能最大程度上提升LCC-HVDC首次换相失败免疫能力,对于交直流电网的安全稳定运行具有一定的意义。（2）针对后续换相失败抑制措施因无法计及故障严重程度以及直流自身调节作用而效果有限的问题,提出了一种后续换相失败预测方法,并基于预测结果对直流控制参数进行自适应调整,从而抑制后续换相失败:1)本文分析了LCC-HVDC后续换相失败的可预测性,提出了利用换相电压比较预测后续换相失败的思想。通过对LCC-HVDC换相恢复过程的解析,推导了LCC-HVDC后续换相失败的临界电压计算式,进而提出了基于临界换相电压的LCC-HVDC后续换相失败的预测方法。本文所提方法具有较高精度,可为LCCHVDC后续换相失败的抑制提供充分的时间裕度。2)本文基于后续换相失败预测结果,进一步提出了通过直流电压-直流电流指令值特性曲线斜率的自适应调整来避免后续换相失败的新思想。通过分析后续换相失败的产生原因及影响因素,并计及故障初始状态和逆变站控制系统的影响推导了发生后续换相失败的直流电压-直流电流指令值特性曲线的临界斜率计算式。进一步考虑了直流电流控制对受端电网电压和功角稳定性影响,提出了基于自适应启动电压的后续换相失败限流控制方法。本文所提方法能够有效避免后续换相失败,且具有较好的工程实用性。（3）随着馈入同一地区的多回LCC-HVDC逆变站间耦合程度的加强,LCCHVDC发生继发性换相失败。针对继发性换相失败缺乏机理研究与定量计算分析的问题,分别提出了针对此类换相失败的预测与抑制方法:1)分析了直流控制系统作用下逆变站的动态无功特性,发现并论证了受端弱系统故障下换相失败回LCC-HVDC会引发相邻健全LCC-HVDC产生相继换相失败的新现象。建立了换相失败期间LCC-HVDC的动态无功模型,推导了计及相邻LCC-HVDC换相失败影响的关断角计算方法,进而提出了一种快速预测受端弱系统故障下LCC-HVDC发生相继换相失败的方法。本文所提预测方法精度较高,大幅提高了多馈入LCC-HVDC换相失败预测的准确性。2)分析了本回LCC-HVDC后续换相失败与相邻回LCC-HVDC相继换相失败的一致性,基于相继换相失败预测结果,提出了考虑后续换相失败影响的相继换相失败协调抑制思想。通过推导相邻回LCC-HVDC在故障下可提供的最大无功交换量,刻画自身直流逆变站无功消耗量的最大值;随后结合逆变站控制系统输出的直流电流指令值和超前触发角指令值的上下限约束,提出了计及后续换相失败影响的逆变站控制输出量可调节安全域,进一步基于该安全域提出了相继换相失败协调控制方法。本文所提抑制方法在抑制本回LCC-HVDC后续换相失败发生的同时,也避免了相邻回LCC-HVDC发生相继换相失败,全面提升了多馈入LCC-HVDC运行的安全性和稳定性。