并网换流器作为连接分布式发电系统与传统电网接口,在电力系统中发挥重要作用,但也带来新的挑战。并网换流器使用高阶滤波器并具有较高的控制带宽,可能会引发稳定性问题。更为严峻的是,换流器越来越多接入到弱电网中。相比于理想电网,弱电网由于远距离输电线路等原因,具有较高的电网阻抗,并且电网阻抗可能发生大范围变化。在弱电网中,换流器与电网阻抗之间的相互作用可能引发谐振。目前,实现并网换流器系统的稳定运行有以下挑战:建立换流器阻抗模型,分析和预测潜在不稳定频段;减小系统潜在不稳定区域,同时兼顾系统效率;在电网阻抗大范围变化下维持系统的稳定;尽可能减少额外的传感器数量,提高系统的经济性,并且保持换流器自身参数变化下的鲁棒性。针对现有稳定性判据难以预测系统潜在不稳定频段的问题,本文根据并网换流器系统结构,分别建立了网侧和换流器侧电流控制阻抗模型。根据阻抗模型,利用频域无源性理论,推导了换流器输出阻抗非无源区域的表达式,指出影响非无源区域的主要因素;利用基于阻抗的稳定性分析方法,分析换流器输出阻抗非无源区域引发的稳定性问题;在此基础上,本文针对网侧和换流器侧电流控制,分别提出了通过改变控制延时消除非无源区域提高稳定性的方法。针对非无源区域引发的潜在稳定性问题,本文研究了利用有源阻尼减小非无源区域、提高系统稳定性的方法。根据无源阻尼结构和有源阻尼控制框图,分别推导了包含无源阻尼和有源阻尼的并网换流器阻抗模型,分析了无源阻尼对换流器输出阻抗非无源区域的影响,并利用有源阻尼消除了换流器输出阻抗的非无源区域,在兼顾系统效率的前提下实现与无源阻尼类似效果。本文对比分析了控制延时对有源阻尼和输出阻抗的影响,指出控制延时会降低有源阻尼的效果,增大系统非无源区域。因此,本文提出通过加入延时补偿环节提升有源阻尼性能和系统稳定性。为了提高电网阻抗大范围变化下的稳定性,本文在频域无源性理论的基础上,进一步提出基于增强型无源性的改进型阻尼方法。本文分析了有源阻尼的最优设计方法,并研究了电网阻抗大范围变化对系统稳定裕度及并网电流的影响,指出了传统频域无源性理论存在的局限。在此基础上,本文利用增强型无源性进一步约束换流器输出阻抗的相角,并提出了基于混合阻尼和多有源阻尼的实现方法,可以在保证系统效率的基础上,有效提升全频域稳定裕度。为了进一步减少传感器数量,降低系统成本,保证系统在换流器自身参数变化下能够稳定运行,本文提出了无附加电流传感器鲁棒阻尼方法。本文研究了基于电网电流反馈滤波器的无附加电流传感器有源阻尼方法,并分析换流器自身参数变化对无附加电流传感器有源阻尼的影响,指出换流器自身电感参数变化带来的新稳定性问题。在此基础上,本文进一步加入电网电压前馈和串联阻尼电阻,实现输出阻抗在全频域的无源性,并提高了电感参数变化下的鲁棒性和高频段的稳定裕度。本文验证了所提方法在换流器自身电容参数变化下的鲁棒性。本文系统性分析了弱电网下并网换流器系统的建模和稳定性问题,针对稳定性问题提出了稳定控制方法,并利用仿真和实验验证了所提方法的有效性。