近年来,随着微电网、智能电网、能源互联网的发展,大规模电力电子设备逐步接入电力系统,传统交流电网发展成为交直流混联的非线性系统。传统机电暂态仿真已不能完全反映交直流混联电力系统的真实动态响应。为了精确模拟电力电子设备的暂态特性及非线性元件引起的波形畸变,基于详细建模和小步长的电磁暂态仿真程序(EMTP)成为重要的电力系统分析工具。由于仿真步长的限制,传统的电磁暂态仿真方法的仿真速度和仿真规模受到很大的局限。因此,研究适用于交直流混联电力系统的快速电磁暂态仿真方法是必要且重要的。根据奈奎斯特采样定理,电磁暂态仿真的仿真步长可随着电气量频率的降低而增大。为了提高仿真效率,本文采用时间尺度变换的仿真方法,并提出一种新型解析信号虚部构造方法。时间尺度变换的主要特点是通过构造单相电气量的解析信号,采用单相由旋转变换,降低原信号的频率,避免了常规三相Park变换无法简单处理三相不对称的问题。根据时间尺度变换的优点,本文着重研究了时间尺度变换方法在感应电机和模块化多电平换流器(MMC)建模中的应用。感应电机是电力系统负载中不可或缺的一部分,在工农业中有着广泛的应用。在介绍现有普遍用于各类仿真软件的感应电机电磁暂态模型的基础上,本文提出了一种改进的感应电机模型,该模型可提高数值稳定性和仿真效率。基于该改进模型,结合时间尺度变换的思想,本文推导了感应电机时间尺度变换模型的数学模型并编程实现。通过与Matlab/Simulink中搭建的经典异步电机电磁暂态模型进行仿真对比分析,验证了感应电机时间尺度变换模型的准确性和有效性。针对MMC电磁暂态仿真速度和规模受限的问题,本文提出了一种基于时间尺度变换的MMC快速电磁暂态模型。为了验证该模型的有效性和高效性,在Matlab上编写了 MMC时间尺度变换模型的电磁暂态仿真程序,并与在PSCAD/EMTDC中搭建的传统MMC电磁暂态模型进行了仿真对比分析。经仿真算例验证,MMC时间尺度变换模型在仿真耗时方面远低于传统MMC电磁暂态仿真模型,且该新型模型没有牺牲必要的仿真精度。综合上述感应电机和MMC的仿真分析可知:时间尺度变换方法为交直流混联电力系统电磁暂态仿真提供了一种切实可行的快速仿真方法。