随着可再生能源持续大规模接入,电力系统的低惯量和频率动态恶化等问题已成为新能源并网应用中面临的重要挑战。虚拟同步发电机（Virtual Synchronous Generator,VSG）因其对电网惯性及频率的支撑作用得到大量研究人员关注,但VSG在大扰动下存在功角失稳的风险,对电力系统的安全稳定与运行构成威胁。为此,学术界针对VSG暂态功角稳定问题开展了大量研究,但现有研究忽略了电流限幅对暂态功角稳定性的影响,且缺乏对稳定性的量化指标,难以动态估算稳定裕度。针对上述问题,本文对VSG暂态功角稳定性展开相关研究,主要研究工作和取得的成果如下:本文首先通过VSG与同步发电机在数学模型和物理内涵上的对比分析了VSG暂态功角失稳背景,从自治哈密顿系统和自治非哈密顿系统的角度,讨论了同步发电机转子运动方程与VSG控制方程的联系与差异,强调虚拟同步机阻尼项不可省略以及电流限幅的特性,并考虑了计及电流限幅特性的故障等效建模。其次,利用功角曲线及扩展相平面图,分析了电压跌落深度、控制器参数、线路阻抗等多重因素对VSG暂态功角稳定的影响规律,并揭示了稳定平衡点存在却无法到达这一失稳现象。再者,分析了VSG的电流限幅特性对暂态功角稳定性的影响,结果表明电流限幅特性会大幅降低功角稳定裕度,且饱和功角曲线与电流限幅方式相关。同时,基于暂态能量函数分析法和等面积准则,提出了一种考虑电流限幅特性的量化指标,可用于评估暂态功角的稳定裕度。最后,在Matlab/Simulink当中搭建了并网VSG模型进行了仿真验证。