随着国家“双碳”目标的提出与推进,在传统电力系统基础上进行能源生产的清洁替代与能源消费的转型升级势在必行。为实现上述目标,风电等新能源发电设备及柔性直流输电系统等以电压源型换流器（Voltage Source Converter,VSC）为核心的电力电子设备在电力系统的发、输、配及用侧渗透率逐渐升高,共同构成了以电力电子设备为核心的电力电子化电力系统。相较于以机械旋转设备同步/异步电机为核心的传统电力系统,电压源型换流器并网系统呈现出典型的弱阻尼、低惯量、多时间尺度耦合及多变量耦合特征,极易受扰失稳并危及电力系统安全稳定运行。风电、柔直接入弱交流系统及风电孤岛经柔直送出系统是电压源型换流器并网诱发宽频失稳现象的两类典型场景。当电压源型换流器接入弱交流系统时,换流器控制环节与弱交流系统间存在强交互作用。而当电压源型换流器接入风电孤岛系统以实现新能源汇集系统经柔直送出时,新能源控制环节与柔直控制环节间多时间尺度耦合现象将进一步放大此交互作用,导致并网系统在数赫兹到数千赫兹的宽频带内均存在失稳风险。这类失稳现象与传统电力系统中轴系扭振与电气谐振现象具有明显区别,仅依靠机电暂态时间尺度下的稳定分析不能准确揭示失稳现象的本质,需要在电磁暂态时间尺度下基于频域小信号模型进一步展开分析。根据电压源型换流器应用场景,其控制方法可分为并网型（Grid Following）与构网型（Grid Forming）。其中,前者对应换流器接入含同步交流电源系统;后者对应换流器应用于以新能源孤岛为代表的无交流同步电源系统。基于此,本文以电压源型换流器接入弱交流系统及风电孤岛送出系统为例,重点研究了其并网失稳机理,提出了增强电压源型换流器并网系统稳定性的控制方法。对于电压源型换流器并网系统控制环节间存在的多时间尺度耦合现象,本文从机电暂态时间尺度与电磁暂态时间尺度分别展开分析。机电暂态时间尺度下,基于静态电压稳定性分析方法,提出了基于dq坐标系的运行短路比指标,能够在扰动后迅速提取基波分量,快速预估系统当前运行点的稳定裕度;电磁暂态时间尺度下,提出了单输入单输出传递函数模型（Single-input Single-output,SISO）,将并网系统控制参数与电路参数间的多变量耦合现象进行解耦,通过开环传递函数幅值渐近线量化描述并网系统由稳定状态到失稳状态的变化过程;针对锁相环动态诱发的并网系统失稳现象,从优化控制参数重塑换流器输出特性、改变锁相环结构重塑锁相环输出特性及附加控制环节补偿锁相环动态特性三个层次提出了可提升换流器并网稳定性的控制方法。综上,本文研究成果主要包括:（1）电压源型换流器并网系统机电暂态时间尺度下稳定性评估。分析了基于网络拓扑的传统短路比与基于潮流的运行短路比的物理意义,建立了两类指标临界值与静态电压稳定极限点之间的数学联系;以交流系统等值电势相角为基准,通过本地测量瞬时值,得到了dq坐标系下电压源型换流器并网系统的拓展潮流方程,提出了能够综合考虑电压源型换流器控制方法影响及交流系统等值阻抗比影响的dq坐标系运行短路比。（2）电压源型换流器并网系统电磁暂态时间尺度下稳定机理分析。针对电压源型换流器接入含同步交流电源弱交流系统与无同步电源交流系统两种情况,分别建立了SISO解析开环传递函数方程模型,将换流器各控制环节之间、控制环节与系统主电路参数之间及控制环节与系统运行状态之间相互关系表达为典型传递函数环节相乘的形式;论证了 SISO传递函数模型、阻抗模型及状态空间模型应用于电压源型换流器并网系统稳定性分析时的一致性;揭示了电压源型换流器接入不同阻抗比弱交流系统时控制环节与弱交流系统间产生交互作用的规律;对于电压源型换流器接入无交流同步电源系统,以直驱风机经柔直送出系统为例,刻画了直驱风机经柔直送出系统中风机锁相环与柔直电压外环等控制环节之间的交互作用机理。（3）电压源型换流器并网稳定性提升控制方法。提出了考虑并网换流器各控制环节之间交互作用影响的参数优化方法,通过SISO开环传递函数相频曲线斜率,直接估计剪切频率优化控制参数,避免优化后控制参数不满足并网系统稳定要求的问题;提出了增强锁相环自稳定性的改进控制结构,通过在锁相环中加入幅值校正环节,能够在不改变锁相环相频特性的同时,仅降低锁相环在SISO开环传递函数剪切频率处提供的幅值以有效提高并网系统幅值裕度;提出了无需参数优化的锁相环动态前馈补偿控制,通过在电流环参考值中加入前馈环节补偿锁相环动态跟踪误差,能够增强换流器并网稳定性的同时无需整定控制参数或改变锁相环结构。