随着大电网跨区域互联、超/特高压交直流混合输电、新能源发电、微电网等多种发输配用电形式不断涌现,以及各种电力电子设备、新型控制保护装置等的广泛应用,现代电力系统中各环节特性及其相互作用机理都发生了深刻变化,单一的数字仿真或物理模拟已无法满足其仿真需求。数模混合仿真技术结合了实时数字仿真和物理模拟仿真,实现二者优势互补,有望为现代电力系统研究提供重要仿真手段。数模混合仿真接口系统是连接数字和物理两个仿真子系统的枢纽,也是实现数模混合仿真的关键。本文围绕大功率宽频带数模混合仿真接口系统,在稳定性和准确性分析、宽频带功率接口方法及其实现、大功率数模混合仿真平台在电力系统中的应用等方面展开研究。（1）针对现有数模混合仿真稳定性和准确性分析的不足,建立了考虑实际接口非理想因素的接口系统详细模型;分别采用Nyquist曲线方法对详细非线性接口系统进行了稳定性分析和稳定裕度评估,采用Routh判据方法对简化线性接口系统进行了解析稳定条件推导,稳定条件包含了实际接口系统主要的非理想因素;提出了考虑模拟比和延时的改进理想变压器模型接口算法,通过数模混合仿真试验,验证了改进算法对稳定裕度的提升和对宽频带系统的适用性;提出了一种基于Hausdorff距离的准确性评估方法,通过量化数模混合仿真与参考波形之间的最大不相似程度,使评估结果更直观,暂态过程评估更合理。（2）为满足数模混合仿真的大功率和宽频带需求,提出了一种基于大功率IGBT变换器与高频MOSFET变换器串联的大功率宽频带功率接口方法,包括基于PIQR控制器的主频和高频功率接口快速跟踪控制策略、可准确分离参考信号中主频和高频分量的快速分量检测方法,以及可提高宽频带内各频率分量相位准确性的宽频带线性相位补偿方法。仿真验证了所提功率接口的宽频带输出电压准确性、良好动态跟踪性能以及在数模混合仿真系统中的稳定性和准确性,为实现该功率接口及其数模混合仿真接口系统奠定了一定基础。（3）针对大功率宽频带数模混合仿真接口系统的实现及应用,采用大功率IGBT模块和基于MOSFET的可编程电源设备分别实现了主频功率接口和高频功率接口,并进一步构建了大功率宽频带接口系统;在主频和高频功率接口中均实现了线性相位补偿算法,以在较宽频带范围内提高相位跟踪准确性;通过对比试验,验证了主频功率接口、高频功率接口以及构建的大功率宽频带接口系统的稳定性、准确性和动态响应性能;选取铁路牵引供电系统和地电流有源抑制装置测试这两个应用场景,进行了数模混合仿真应用试验,试验结果表明该接口系统比现有以基波为主的仿真系统的频带更宽,可将其应用于包含多种可控电压源和谐波源条件的仿真测试场合。（4）针对大功率数模混合仿真平台在电力系统中的应用,构建了一套400 V/500k VA数模混合仿真平台。基于该平台,进行了电力系统故障重现案例应用,通过对比数模混合仿真结果与现场故障录波,以及采用所提的准确性指标对精度进行评估,进一步验证了该平台的稳定性和准确性;选取静止无功发生器（Static Var Generator,SVG）系统级测试案例,进行了SVG输入电压范围、补偿不平衡负载和补偿短路故障等测试,验证了待测SVG相应的功能和性能;选取光伏逆变器低电压穿越（Low-Voltage Ride Through,LVRT）标准测试案例,进行了不同相别、不同电压跌落幅度的LVRT测试,结果表明待测逆变器符合相应的LVRT标准。这些应用研究表明该平台可用于复杂电力系统仿真分析、设备系统级测试和电压类标准测试等,为进一步推广应用数模混合仿真技术提供基础。