陈 垣，张 波，谢 帆，丘东元，陈艳峰

（华南理工大学电力学院，广东省广州市 510640）

0 引言

进入21世纪以来，电力电子装置在电力系统发电侧、输电侧及用电侧的渗透率逐年增加，电力系统呈现出电力电子化的趋势［1-3］。然而，电力电子装置固有的低惯性、快速性等特性，改变了以同步机为主导的传统电力系统惯性大、时间响应长的特征，为电力系统引入了新时间尺度。传统电力系统设备的长时间尺度与电力电子装置的短时间尺度之间发生耦合，导致了多时间尺度问题。

在电力电子化电力系统中，典型的多时间尺度问题包括电力电子装置的可靠性评估和电力电子化电力系统的稳定性分析。在电力电子装置的可靠性评估中，短时间尺度的器件机理模型用于研究器件击穿过程，模型准确但复杂；长时间尺度的经验模型用于研究器件老化过程，模型简单但不准确。因此，电力电子装置的可靠性评估，需要同时考虑短时间尺度上的击穿和长时间尺度上的老化，是典型的多时间尺度问题［4-5］。在电力电子化电力系统的稳定性分析中，长时间尺度的机电暂态模型适用于电路拓扑恒定的传统电力系统，分析计算简便。但是，机电暂态模型无法解释拓扑周期变化的电力电子装置引起的次同步振荡［6］、超同步振荡［7］、高频振荡［8］等现象。短时间尺度模型可以准确描述以上现象，但是结构复杂，在现有计算条件下，无法用于大规模系统建模。因此，电力电子化电力系统稳定性分析也是典型的多时间尺度问题。……