一种HVDC系统换相失败故障原因双层溯源辨识方法，浅层辨识利用小波熵对故障信号进行特征提取，构建故障特征空间。引入AP聚类算法，仅利用数据自身特性进行划分，避免人为因素干扰，可无监督实现换相失败溯源的浅层辨识，以区分换流阀故障与交流侧故障。深层辨识利用辅助电气信号构建故障时空样本矩阵，选用鲁棒性较为优异的卷积神经网络实现换相失败溯源深层辨识，确定引发换相失败的具体原因。最后，利用±500kV高压直流输电系统及CIGRE直流输电标准模型作为算例，对所提方法进行了验证。