随着我国西电东送能源战略的逐步深入推进,已经有越来越多的高压直流输电工程列入规划和投入建设运行。直流输电已然是我国电网结构中不可或缺的构成部分,是我国大电网安全稳定运行的关键因素,其将在未来的电网运行管理中发挥着越来越重要的作用。相较于交流输电,直流输电技术的一个显著优势在于其能够通过控制系统对系统运行参数进行快速大范围的调节,帮助改善交直流系统的运行性能。定熄弧角控制作为逆变侧基本控制环节,在抵御换相失败方面起到了重要作用。针对现有预测型定熄弧角控制故障期间熄弧角计算误差较大的缺点,提出了一种改进的预测型定熄弧角控制方法。该方法不仅计及了换相期间直流电流的变化,同时考虑到换相电压的变化,利用滑动平均滤波器和二阶广义积分器分别对直流电流和换相电压进行处理,用于各换流阀触发角的求解,取其中最小触发角作为定熄弧角控制的输出。通过PSCAD/EMTDC仿真对不同强度交流系统下系统的换相失败免疫因子进行测试,证明了改进后的预测型定熄弧角控制能更好地抑制换相失败的发生。触发相位控制是高压直流控制系统的基础,锁相环提供的参考相位对于触发相位控制的精度具有重要影响。针对目前等间隔控制普遍采用的同步参考坐标系锁相环动态响应速度缓慢的缺点,提出采用一种改进锁相环的方法来提高触发控制的精度。该锁相环在具有较快动态响应速度的同时,利用级联延迟信号消除法和数学运算滤波串联构成前置滤波环节,保证其具有较强的抗干扰能力。在CIGRE HVDC标准测试模型中分别采用原锁相环和改进锁相环进行触发,对交流故障下逆变器发生换相失败的情况进行仿真测试,结果表明采用改进锁相环能够有效降低故障持续期间发生换相失败的几率。换流器触发相位控制方式对高压直流性能的影响尤以不对称故障工况下为甚。针对传统分相触发中过零点检测抗干扰性差以及等间隔触发控制自由度低等缺点,提出一种新的基于单相锁相环的分相触发方案,该触发方式的锁相过程对谐波和负序电压干扰具有较强的抑制能力,能够在三相不对称工况下获得更详细的电压相位信息,减小此时各阀实际触发角的差异。对开关函数建模方法进行调整,使其适用于新分相触发下高压直流系统谐波性能的定量分析。基于CIGRE HVDC标准测试模型,利用PSCAD/EMTDC对所提分相触发方式下高压直流稳态和暂态性能进行了仿真测试和分析,结果表明新分相触发对系统稳态性能无不利影响,并可有效降低交流故障恢复过程发生后续换相失败的概率,验证了该分相触发方式的优越性。最后,对上述研究内容进行了总结,并对后续研究触发相位控制与极控制级之间的相互影响和配合方式进行了展望。