可再生能源的广泛使用对能源危机的缓解与环境的保护起到了有力的保障，然而随着可再生能源在能源领域占比越来越高，光伏电站、风机等通过电力电子装备接入电网，以及柔性直流输电在输电领域的使用，这使得电力系统电力电子化趋势愈加显著。电力电子化电力系统与传统电力系统存在较大的差异，这使得对电力电子化电力系统的稳定问题以及相应的机理分析带来新的挑战。
　　并网变换器是可再生能源发电装备与电网之间的电力电子接口，其对电力系统的稳定起着重要的作用。并网变换器普遍采用基于电压定向的矢量电流控制，通过锁相环对端电压进行锁相，进而以该相位为参考轴进行坐标变换以实现对直流量的控制。矢量电流控制中锁相环通常为高阶非线性环节，且其结构为闭环，故其动态特性非常复杂，对其机理的认识往往不足，在弱电网下锁相环可能带来不利影响。为此，本文提出了无锁相环的并网变换器新型控制策略，即直接幅频控制策略。
　　直接幅频控制策略基于变换器输出电压定向，以并网变换器输出电压矢量位置作为同步旋转坐标轴d轴位置，并网电流在该坐标轴上进行分解与控制，此时并网变换器内电势幅值与频率直接由控制器生成。进一步比较直接幅频控制策略与电压定向矢量控制策略这两种控制策略下并网变换器的工作原理，直接幅频控制策略与传统电压定向矢量控制策略在结构上主要有两个区别，即有无锁相环与电流控制器。可以看到直接幅频控制策略是以幅频信号来描述交流信号，这使得该控制策略下物理意义相对直观，另外直接幅频控制策略以控制器输出信号作为VSC的内电势信号，这使得该控制策略下VSC物理特性相对简单。直接幅频控制策略正是对交流信号描述形式与对内电势形成机制的不同认识，进而为VSC并网提供了一种新的解决思路
　　幅频动力学建模需要要在建模的过程中以装备的内电势作为建模的统一视角，并以功率(电流)不平衡内电势运动模型作为装备物理特性的统一描述。在VSC交流电流时间尺度下，建立了基于有功、无功不平衡电流驱动下内电势响应的直接幅频控制策略的VSC运动模型与内电势幅值频率激励下反馈电流响应的网络模型，进而建立了VSC并网系统的完整模型。为验证VSC并网系统幅频模型的准确性，在Matlab/Simulink中设置了一个并网变换器接入无穷大电网的场景，通过对电流指令施加扰动后观察时域模型与线性化模型内电势与反馈电流对该扰动的响应过程，结果表明这时域模型与幅频模型的对扰动的动态响应过程完全一致。
　　在电流平衡-内电势运动模型的基础上，本文通过自稳和致稳性分析思路对并网变换器运动模型进行简化，并在此基础上研究网络强度、控制器参数对VSC并网系统稳定性影响。最后为了进一步加深对直接幅频控制策略的理解，本文通过电容、转子等物理概念对并网变换器在电流时间尺度动态中能量交换进行了物理化阐述。