近年来,我国“西电东送,南北互供,全国联网”的能源发展战略稳步推进,具备远距离、大容量输电能力的高压直流输电技术发展迅速。在此背景下,作为传统高压直流输电系统中常见故障之一的换相失败问题不容忽视。首次换相失败后的处理方式不当,可能引发多次换相失败的发生。连续换相失败会导致直流的单极或双极闭锁,严重威胁电网的安全稳定运行。因此,研究行之有效的连续换相失败抑制方法具有重要现实意义。首先,仔细剖析了高压直流输电换相失败的机理,在此基础上,对换相失败的主要影响因素进行归纳总结和理论分析。通过对在运直流输电系统发生换相失败的情况统计分析,指出交流系统故障是换相失败发生的主要原因,进而说明在受端换流母线处施加短路故障来模拟直流换相失败发生的合理性。进一步,阐述了基于无功补偿抑制换相失败的原理,归纳了常用无功补偿装置的优缺点。然后,采用戴维南定理的等值方法对大容量储能电站进行了等值模型的建立以降低建模的难度和提高仿真的速度,对等值后的储能电站主电路及控制电路做了全面研究。为抑制直流输电连续换相失败,提出了储能电站的紧急无功支撑控制策略,其中定周期比较控制策略构成了储能电站双向DC-DC变换器的控制部分,电压、电流控制的内环控制和有功、无功功率控制且无功优先于有功控制的外环控制构成了储能电站DC-AC变流器的控制部分,该策略能够根据受端换流母线电压的变化实时控制储能电站与直流系统之间交换的无功功率,在故障时刻支撑换流母线的暂态电压,进而抑制直流输电连续换相失败。最后,利用PSCAD/EMTDC平台在标准高压直流输电系统的基础上搭建含储能电站模块的仿真模型,并测试了所提储能电站为直流系统提供紧急无功支撑的控制策略。仿真结果证实所提控制策略能够在一定程度上有效地减少连续换相失败的发生次数。进一步,对此模型进行修改并仿真验证了储能电站容量大小和布点位置对抑制连续换相失败效果的影响,仿真结果表明储能电站需具有足够的容量才能起到抑制直流输电连续换相失败的效果,且其所接母线节点的电压稳定因子值越大,对连续换相失败的抑制效果越好。研究结果可为储能电站的定容和布点提供一定的指导思路。