过度使用化石能源引起的全球气候变暖、能源枯竭等问题日益受到人们的广泛关注,而新能源因其可持续和清洁无污染的优点成为各国主要探索的能源领域。随着风、光等新能源发电在电力系统中的比重增加,系统的电力电子化复杂程度加深,其中新能源并网变换器是新能源发电系统的核心电力电子装备。我国大规模、高集中的新能源由高压直流输电进行远距离传输,电网常表现为弱电网特性。在弱网下新能源并网变换器的稳定性对电力系统的安全稳定运行有着关键性影响。作为功率转换装置,新能源并网变换器可转换的功率除了与装置本身容量有关还与自身可传输的极限功率有关。系统出现扰动时新能源并网变换器DC侧输入功率和AC侧输出功率不平衡,在不平衡功率的驱动下构成并网系统的储能元件和控制环路产生动态过程,进而引起系统的小信号稳定性问题。本文从输入输出功率不平衡角度出发,对弱网下新能源并网变换器的稳定性问题和可传输的极限功率展开研究;同时给出了以提高实际极限功率为目标的控制器参数优化设计方法,分析设计的控制器参数在不同短路比下的适用情况,具体内容如下:（1）针对典型的新能源并网变换器单机无穷大系统模型,给出了新能源并网变换器忽略所有控制环路动态的理论静态极限功率表达式,静态极限功率随着短路比的增大而增加。并进一步建立新能源并网变换器忽略电流内环和PLL动态的数学模型,揭示直流电压外环对静态稳定区间的约束,给出功率特性曲线上工作点的稳定判据。最后利用仿真模型验证理论推导的正确性。（2）在弱网下,建立考虑所有控制环路动态的新能源并网变换器全阶状态空间模型,采用特征根分析法指出新能源并网变换器在不同短路比下实际可传输的极限功率。当采用典型控制器参数时,新能源并网变换器实际可传输的极限功率在弱网下无法达到静态极限功率,并分析了新能源并网变换器在传输极限功率时的失稳形式。最后利用仿真模型验证理论分析的正确性。（3）针对新能源并网变换器实际可传输的极限功率在某些短路比下不能达到静态极限功率的问题,考虑了控制环路间的交互耦合,优化设计控制器参数以提高该短路比下实际可传输的极限功率。并指出在特定短路比下优化设计的控制器参数的适用情况,设计控制器参数时需要结合实际系统运行的工况。最后利用仿真模型验证控制器参数设计的可行性。