为了实现“碳中和”及“碳达峰”的宏伟目标，我国正进行着能源领域的转型，传统的火力同步机组正在被以风电，光伏为主的新能源所替代。随着电力电子设备渗透率的显著提高，我国电网正逐步呈现出“高比例可再生能源”和“高比例电力电子设备”的“双高”态势。在这一大背景下，决定了新能源并网特性的电力电子相关控制策略已经成为了发电系统中的关键一环。近年来，由新能源接入弱电网所引发的一系列宽频振荡问题严重威胁到了电网安全。研究表明，电力电子控制特性对新能源谐波外特性与并网稳定性影响较大，当控制策略与控制参数的选择不当时，可能诱发新能源并网的宽频振荡问题。综上所述，开展新能源并网控制策略及由控制主导的新能源振荡特性研究已经刻不容缓。
　　本论文针对风电与光伏这两种主要的新能源并网领域，从并网逆变器及双馈风机这两种不同场景着手，从基波响应特性，及谐波响应特性主导的并网稳定性两个层面出发分析并对比了不同控制策略下的新能源并网设备性能。针对经典的电压定向矢量控制(VOC)对锁相精度要求较高，及控制非对称引起频率耦合等一系列问题，本文重点研究了一种新型的电压调制型直接功率控制策略(VM-DPC)。相对于经典的VOC控制，VM-DPC具备无需锁相，动态响应快，稳态性能佳，稳定极限相对较高等优点。本文针对并网逆变器这一应用领域，将VM-DPC与VOC及比例-谐振控制(PR)进行了对比，提出了一种归一化控制策略设计框架，统一了VM-DPC，VOC，PR控制的功率跟踪动态特性。以此为基础，本文量化分析并对比了上述三种控制策略对逆变器谐波导纳特性与并网稳定性的影响。在双馈风机应用领域，为改进VOC双环控制动态响应慢，控制性能受限于锁相精度等缺点，本文研究了一种针对双馈风机的VM-DPC设计方法及并网稳定性分析方法，将其与VOC控制进行了对比。仿真及硬件实验证明，VM-DPC相对于VOC具备更快的响应速度与近似的稳态特性，且不需要锁相环。通过对基于VM-DPC的双馈风机进行导纳建模，本文对影响双馈风机并网稳定性的不同因素进行了定性及定量分析。
　　本文主要贡献可以概括如下:
　　(1)构建了包括VOC，PR，及VM-DPC在内的控制策略归一化分析框架。即在理想的电网条件下，通过前馈环节对控制系统线性化，将三种不同控制的功率跟踪动态特性统一描述为相同的二阶传递函数。以此为基础，本文对比了不同控制结构在非理想情况下的并网特性的差异，结果表明VM-DPC相对于VOC及PR控制具备更好的抗干扰特性。
　　(2)首次系统建立了基于VM-DPC的并网逆变器序导纳模型。该模型基于归一化分析框架和谐波线性化方法，考虑了前馈及滤波环节。并将其与基于VOC及PR控制的逆变器导纳特性进行了对比，量化分析了上述三种控制策略的逆变器并网稳定性差异。VOC控制所采用的同步坐标锁相环(SRF-PLL)的非对称特性导致了频率耦合效应，VM-DPC与PR控制虽然结构对称，但其控制非线性部分也将导致频率耦合效应，这提升了导纳建模难度。为了更好对比三种策略，简化分析并提升序导纳建模精度，本文利用一种新型对称锁相技术(S-PLL)替换SRF-PLL，从而消除了VOC引入的频率耦合效应。此外，本文利用二阶带通滤波器降低了控制输入中的电网电压谐波含量对控制的影响，这同时减小了PR与VM-DPC的频率耦合效应。基于这些改进，三种策略在线性化后的谐波响应都可以近似等效为SISO的序导纳形式。通过频率扫描法，验证了导纳建模的准确性。结合网侧等效导纳，通过奈奎斯特稳定判据对基于三种控制策略的逆变器的并网稳定性进行了分析。通过RT-LAB实时仿真平台，验证了基于导纳建模的并网逆变器稳定性判据准确性。
　　(3)提出了应用于双馈风机的VM-DPC控制策略，并将其与VOC的控制特性进行了详细对比，从动态响应，稳态特性，控制复杂度等层面说明了所提出的VM-DPC有效性及先进性。此外，针对电压不平衡时基于VM-DPC的双馈电机功率输出振荡明显，电流中含有较大负序分量及三次谐波分量这一缺陷，提出了一种基于VM-DPC结构的负序电流抑制策略(C-VM-DPC)，该策略可以有效降低定子电压不平衡时系统的负序电流输出及功率波动。所提出的策略皆通过仿真及硬件实验予以了验证。
　　(4)首次系统性构建了基于VM-DPC的双馈风机序导纳模型，并基于此分析了双馈风机的并网稳定性。通过频率扫描法验证了导纳建模的准确性。分析了控制参数，电网参数，及转速与功率工作点对于双馈风机谐波导纳特性及并网稳定性的影响。仿真结果验证了基于导纳模型的双馈风机并网稳定性判据准确性。