随着光伏、风电等分布式发电（Distribute Generator,DG）装机规模的扩大,可控性好、运行灵活的电压源换流器（Voltage Source Converter,VSC）在电网中的渗透率逐渐提高。然而,大规模新能源发电并网挤占了具有转动惯量的同步发电机（Synchronous Generator,SG）组容量空间,致使电力系统面临惯量减小与调频能力不足等问题。虚拟同步发电机（Virtual Synchronous Generator,VSG）技术凭借其可为新能源并网提供必要的等效惯量、阻尼、频率和电压调节支撑等优点成为当前研究热点。本文针对VSG的几项关键技术开展了深入研究,包括多VSG并联/并网系统的功-频环路建模、VSG控制环路间交互作用定量分析、多机并网系统低频振荡模态分析及抑制等,具体内容如下:1)现有P/ω“导纳”模型能够方便地用于VSG并联系统稳定性分析,但由于未考虑输入扰动下的功频响应,制约了其在多机系统中的应用。提出将VSG有功-频率控制环路等效为包含第一和第二P/ω“导纳”的二端网络,考虑电网阻抗的影响,构建多VSG并网系统的拓展P/ω“导纳”模型,其能够全面描述多机并网系统中各台VSG的有功功率和角频率响应。基于多VSG并网系统的节点P/ω“导纳”矩阵,建立了自身有功指令输入、VSG间交互作用以及电网频率扰动与VSG输出功率和角频率之间的分析模型。通过数值分析和频域法对比研究了不同系统参数变化时,VSG输出功率和角频率的振荡特性及其变化规律。最后,通过搭建仿真模型验证了所提拓展P/ω“导纳”模型及理论分析的正确性和有效性。2)为进一步拓展P/ω“导纳”模型的适用性,提出了基于电路理论的VSG功-频环路的广义导纳建模法。运用机电比拟原理将VSG的转子动力学模型类比为电路网络,实现VSG的同步转矩环节、阻尼转矩环节和惯性环节与RLC网络中电阻、电感和电容的一一对应,进而可采用电路理论分析VSG的功-频振荡问题。基于元件对偶,将VSG的有功-频率控制环路进行化简,将其等效为一个二端网络,进而可得到多机并联系统的广义导纳模型,并采用理论推导与仿真验证相结合的方法证明了广义导纳模型与状态空间模型的等效性。在此基础上,探讨了该建模方法对采用不同阻尼项VSG及不同逆变器控制策略的适用性,并设计4种案例研究不同控制策略组合下系统的动态响应特性。最后通过仿真及实验验证了广义导纳模型的有效性。3)由构建的多VSG并网系统模型可推导出扰动下VSG输出有功功率和角频率的响应均由三部分构成,其中一项表示VSG控制环路间的交互作用。此外,在有功指令扰动下,存在VSG控制环路之间的交互作用大于其自身扰动响应的情况。为此,提出一种基于相对增益矩阵（Relative Gain Array,RGA）原理分析VSG控制环路交互影响的方法。由多VSG并网系统的广义导纳模型,推导出VSG输出有功功率和角频率响应的传递函数矩阵,采用RGA原理定量分析VSG控制环路的交互作用。然后以数值分析法和频域法为对比,研究不同系统参数变化时VSG控制环路间交互作用的变化规律,确定易产生交互影响的频率区间,为设计低频振荡抑制策略提供参考。在此基础上,采用Prony算法进行低频振荡参数辨识,用以验证RGA原理分析结果的正确性。4)VSG技术在为系统提供惯量、阻尼、频率及电压支撑的同时,引入了传统电力系统中的低频振荡现象。针对该问题,提出一种通过建立多VSG并网系统回路阻抗矩阵获取系统振荡频率及振荡影响范围的模态评估方法。首先,构建多机系统的广义导纳模型;其次,借鉴电力系统中串、并联谐振特点的不同,分别列写系统的节点导纳矩阵和回路阻抗矩阵进行模态分析,验证模态分析法的适用性,并采用灵敏度分析法确定振荡时系统各VSG的参与度。通过与频域法作对比研究不同系统参数变化时,系统关键振荡模态的变化规律。在此基础上,进一步对比研究了电压控制型 VSC（Voltage-Source Controlled VSC,VC-VSC）和电流控制型 VSC（Current-Source Controlled VSC,CC-VSC）低频振荡的特点,并分别提出VC-VSC和CC-VSC低频振荡的抑制方法,为解决当前高渗透率新能源并网工程应用中出现的低频振荡问题提供技术支撑。