现代电力系统中，随着风力发电、光伏发电、远距离高压直流输电等技术的高速发展，电力电子技术在电力系统中的应用率大幅度提高。与此同时，现代电力电子化的电力系统与以同步电机为核心的传统电力系统相比具有一些新的特性。三相电压源型并网变换器是典型的电力电子器件。本文以电压源型并网变换器作为研究对象。重点研究了其在非线性因素影响的情况下直流电压控制时间尺度下的鞍节点分岔、霍普夫分岔、不稳定极限环、参数分岔树、参数空间、稳定域等非线性现象。具体研究内容有以下几个方面：
　　(1)结合电压源型并网变换器的基本拓扑结构，通过线性化的方法分析了其在直流电压时间尺度忽略和考虑锁相环控制动态这两种情况下的小信号模型，并比较了这两种模型的异同。通过理论分析和严格的计算得到不同参数情况下系统发生鞍节点分岔和霍普夫分岔的条件。使用数值仿真工具MATLAB验证了电压源型并网变换器直流电压时间尺度下所求分岔条件的正确性。
　　(2)依据非线性动力学的知识分析得到电压源型并网变换器在不考虑锁相环时会出现不稳定极限环，并以庞加莱映射为理论基础结合数值仿真工具MATLAB验证了不稳定极限环的存在。分析了电压源型并网变换器直流电压时间尺度的参数空间和参数分岔树。通过数值仿真描绘了电压源型并网转换器在只考虑直流电容动态、直流电压控制动态、端电压控制动态时的稳定域，在此稳定域的基础上分析了电力系统稳定性的一些现象。