我国风能资源大部分位于东北、西北和华北地区,因此风力发电使用集中开发、远距离输电的开发模式。远距离线路集中接入导致了并网点呈现弱电网特性,直驱风机与电网间相互作用导致系统出现各种稳定性问题。且风电并网变流器采用的传统矢量控制方式缺少惯性和阻尼,无法对电网电压起到支撑作用。而使用电压源型虚拟同步控制的并网变流器模拟了同步发电机的运行特性,能够为电网提供电压和频率支撑,尤其适用于弱电网条件下的并网发电。但由于模拟同步发电机的运行特性,虚拟同步机也会存在类似同步电机低频振荡的稳定问题。本文以电压源型变流器为研究对象,采用基于状态空间模型的特征根分析法,研究电压源型变流器并网系统的稳定性,并提出解决系统振荡的稳定控制方法。然后对考虑机侧变流器控制的完整直驱风机并网系统运行模式进行研究,提出减小模式切换过程中输出功率波动的平滑切换控制策略。首先介绍了电压源型虚拟同步机控制策略,在并网发电系统中电压源型控制由网侧变流器实现,对电压源型并网变流器进行状态空间建模,考虑线路阻抗、虚拟同步控制和内环控制而忽略机侧动态。然后搭建系统仿真模型,使用频率扫描方法测量系统的输入导纳频率特性。通过将系统状态空间模型转换为导纳模型画出频率特性,与测得的导纳频率特性进行对比验证模型的准确性。基于所建状态空间模型使用特征根分析法,利用参与因子分析影响系统稳定性的主要参数,利用根轨迹进一步分析这些参数变化时主导特征根的变化趋势,从而确定参数变化对系统稳定性的影响。在此基础上提出了一种抑制系统低频振荡的稳定控制方法。由于直驱风机并网系统需要进行并网模式的切换,本文提出了一种同时考虑机侧变流器和网侧变流器控制的模式切换方法,能够使系统在电压源型控制和传统矢量控制间切换时输出功率波动最小。最后利用实验室的变流器平台,对稳定性分析结果进行验证,并证明所提并网模式平滑切换控制方法的有效性。