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提出一种基于小波能量谱和灰色综合关联度的高压直流（HVDC）输电系统换相失败故障诊断新方法，采用小波能量谱量化故障特征，再根据灰色综合关联度分析来确定故障原因。根据熄弧角判断是否发生换相失败，对直流电流故障信号进行小波分析，获取各尺度下的小波变换系数，计算其小波能量谱；将得到的小波能量谱与故障参考序列进行灰色综合关联度分析，从而根据最大关联度原则确定故障原因。仿真表明，该方法能准确地诊断引发换相失败的故障原因。