随着现代电网规模日益增大和电力系统运行控制技术的不断发展,远距离大容量输电已成为必然趋势和选择。因此,直流输电的优势得以凸显。目前,直流输电技术在实际电网工程建设中取得广泛应用,直流输电系统已成为智能电网的重要组成部分,未来将更会在电网发展中发挥关键作用和价值。在直流输电技术中,换相失败情况较为常见。常规的利用逆变装置提早触发进而达到避免换相失败的方法会受到运行条件的约束,当交流侧出现扰动时,连同对应逆变站将共同产生换相失败现象,不利于交直流混联系统安全稳定运行。尤其在特高压直流工程中,由换相失败引起的单/双极闭锁将严重危害系统正常运行。鉴于此,针对上述问题开展换相失败预防策略研究具有重要的现实意义。本文基于理论分析、方法研究及实践应用,针对多馈入直流输电系统的换相失败预防控制优化方法开展实证分析,主要研究内容如下:（1）首先详细阐述了换相原理、换相失败原因及影响因素,分析了现有换相失败预防策略和方法,主要包括关断角判别法、电压下降最小值法、相角对比法、直流电压经零法和小波故障辨识法等。针对传统的仅利用降低逆变装置触发角度值来减小其换相失败风险的策略存在的缺陷进行了分析,在交流电压显著跌落的情况下,换相角增加明显,降低触发角数值同样较难保证很定关断角状态,导致出现换相失败状况。（2）主要分析了现有的基于直流电流预测的换相失败预防方法。利用对交流侧单相及三相电压或者交流与直流系统电流量差值预测换相失败,利用电流量预测故障下关断角增量恒定,利用电压量预测故障下其增量,视故障情况而定,角度增量与故障严重程度呈正比关系。选择控制阶段直流电流及触发角度为目标值,以交流电压量为求解条件,研究基于直流电流预测的换相失败预防控制优化方法,对多种类型接入的混联系统具有良好的有效性。进一步按照现有理论分析,针对低压限流过程中直流侧电压提升滤波参量开展优化调节,达到直流系统稳步恢复的效果。针对LCC-HVDC混联系统输入端特征,利用换相失败预防功能模块（CFPREV）研究基于改进直流电流预测控制的换相失败预防方法。（3）在理论及方法研究的基础上,重点针对多馈入直流输电系统,深入分析系统运行中换相失败产生因素,引入了多馈入交互作用因子（MIIF）,用以表征多馈入HVDC中换流站相互间的作用。在此基础上开展针对换相失败预防的各换流端相互间协调作用研究,利用节点阻抗矩阵定义交互因子,利用对耦合临界阻抗强弱限值的概念来判别换相失败,提出一种计及多馈入交互作用因子协调配合的抑止多馈入直流输电系统换相失败的直流电流预测控制方法。利用仿真测试算例验证本文方法的适用性,表明对于交直流混联系统换相失败（含多次）的控制及系统恢复控制具有较好的提升效果。（4）为进一步提升本文方法的效果,面向交直流系统控制环节,分析控制参数对换相失败优化预测的影响,提出一种基于改进粒子群优化算法的抑制换相失败控制参数优化,通过粒子群改进策略,主要包括惯性权重的改进、更新粒子速度中采取广泛学习策略、对全局最优位置进行高斯变异,完成改进粒子群算法来实现直流控制系统参数的优化。利用PSCAD与MATLAB联合调用而实现,仿真表明本文方法提升了动态性能指标,提高了直流系统抑制换相失败的能力,在单相及三相故障情况下都能更好的抑制换相失败的发生。