随着电力电子技术的快速和持续发展，电压源型变换器在电力系统中的渗透率越来越高，已经广泛应用于可再生能源发电、高压直流输电、柔性交流输电以及电机调速等。由于并网变换器内部存在着响应时间不同的控制器，其所引起的系统动态过程呈现出与传统电力系统迥异的多时间尺度的特征。在交流电流控制时间尺度，并网变换器所引起的电压幅值/频率动态问题给电力系统的安全与稳定运行带来了巨大的挑战。然而，现有的关于并网变换器建模以及小扰动稳定性分析的研究大多存在普适性不够、物理机理不明等不足。在变换器建模方面，已有的状态空间模型和阻抗模型难以直观地反映并网变换器与系统进行有功/无功功率交换的过程及其对系统所关注的电压幅值/频率动态过程的影响。在小扰动稳定性分析方面，现有的分析大多基于单变换器并网系统场景，难以彻底解释多台并网变换器之间相互作用所引起的电压幅值/频率动态问题；部分关于多变换器并网系统场景的分析仅仅关注稳定性分析的结果而缺乏对多台并网变换器之间相互作用的深刻认识。另外，大部分研究没能充分考虑并网变换器直流电压控制时间尺度动态过程对变换器并网系统相互作用和小扰动稳定性的影响，缺乏简化变换器并网系统动态问题分析的思路和依据。为此，本文基于交流电流控制时间尺度内电势运动方程建模的基本思路，建立了并网变换器交流电流控制时间尺度内电势运动方程；基于自稳性/致稳性的相互作用分析思路，分析了变换器并网系统交流电流控制时间尺度相互作用机理以及小扰动稳定性。具体内容如下所示：
　　(1)详细介绍了并网变换器基本控制结构，并根据其储能元件大小与相应控制器的响应时间将并网变换器所引起的系统动态过程划分为直流电压控制时间尺度动态过程和交流电流控制时间尺度动态过程。重点阐述了变换器并网系统交流电流控制时间尺度动态问题的基本内涵与挑战。
　　(2)详细阐述了交流电流控制时间尺度内电势运动方程建模的基本思路，在忽略直流电压控制时间尺度动态过程的条件下，建立了交流电流控制时间尺度不平衡有功/无功电流激励-内电势幅值/频率响应的并网变换器内电势幅值/频率运动方程。该模型不仅能直观地揭示并网变换器与电网进行有功/无功功率交换的过程及其对系统所关注的电压幅值/频率动态过程的影响，而且还能适用于交流电流控制时间尺度多变换器并网系统电压幅值/频率动态过程分析。此外，还分析了电流控制器参数以及锁相环参数对并网变换器有功/无功电流指令值时变特性以及不平衡有功/无功电流激励-内电势幅值/频率响应特性的影响以及规律。
　　(3)介绍了基于自稳性/致稳性的相互作用分析思路，提出了多输入多输出线性时不变系统的单输入单输出等效方法。该方法可以帮助工程师们使用简单而又成熟的单输入单输出系统的分析方法研究复杂的多输入多输出系统动态问题。等效后的单输入单输出系统保留了原多输入多输出系统关键状态变量之间的相互作用路径，可以用来分析多台并网变换器之间的相互作用。最后，基于所提出的多输入多输出系统的单输入单输出等效方法，在不考虑直流电压控制时间尺度动态过程的条件下，分析了几类典型场景下的变换器并网系统交流电流控制时间尺度相互作用以及小扰动稳定性。
　　(4)基于交流电流控制时间尺度内电势运动方程建模的基本思路，计及直流电压控制时间尺度动态过程，建立了并网变换器内电势幅值/频率运动方程。该模型可以用来分析并网变换器直流电压控制时间尺度动态过程对其动态特性的影响。分析了直流电压控制器参数对并网变换器有功/无功电流指令值的时变特性以及不平衡有功/无功电流激励-内电势幅值/频率响应特性的影响以及规律。指出直流电压控制时间尺度动态过程对并网变换器有功/无功电流指令值时变特性的影响主要集中在中低频段，对其不平衡有功/无功电流激励-内电势幅值/频率响应特性几乎没影响。
　　(5)基于多输入多输出系统的单输入单输出等效方法，得到了考虑直流电压控制时间尺度动态过程的多输入多输出变换器并网系统的单输入单输出等效系统。该单输入单输出系统保留了变换器并网系统之间的相互作用路径，并将相互作用路径划分为通过直流电压控制时间尺度环节的相互作用路径以及通过交流电流控制时间尺度环节的相互作用路径，因而可以用来分析直流电压控制时间尺度动态过程和交流电流控制时间尺度动态过程对变换器并网系统相互作用和小扰动稳定性的影响。最后，分析了不同场景下考虑直流电压控制时间尺度动态过程的变换器并网系统相互作用以及小扰动稳定性。指出当并网变换器直流电压控制时间尺度动态过程所引起的有功/无功电流指令值变化相对于其有功/无功电流反馈值变化无法忽略时，需要考虑其直流电压控制时间尺度的动态过程，为简化变换器并网系统小扰动稳定性分析提供了理论基础。