近年来,我国高速铁路飞速发展,越来越多的电力电子器件接入牵引网,电气化铁路低频振荡(Low-Frequency Oscillation,LFO)现象频繁发生,严重影响了铁路的安全稳定运行和行车调度,引起了人们越来越多的关注。本文以多台电力机车同时接入牵引网引起的低频振荡问题为研究对象,通过建立牵引供电系统和电力机车控制器耦合系统数学模型和仿真模型,再现了电力机车-牵引网系统(以下简称为“车-网系统”)低频振荡现象,并进行车-网系统稳定性分析和在线监测,最后从牵引网侧提出车-网耦合系统低频振荡问题的抑制措施,主要工作如下:首先,本文建立了车-网系统的频域小信号阻抗模型和仿真模型,再现了电气化铁路低频振荡现象。在网侧,结合牵引供电系统实际情况,包括一次供电系统、牵引变电所、牵引网等,基于戴维南等效电路建立网侧小信号阻抗模型;在机车侧,基于dq旋转坐标系,考虑dq轴耦合效应推导了机车四象限整流器精确的小信号阻抗模型。最后基于Matlab/Simulink仿真平台,复现了车-网耦合系统低频振荡现象。其次,针对牵引网低频振荡问题进行了车-网系统稳定性分析和低频振荡在线监测。基于上述dq旋转坐标系下车-网系统小信号阻抗模型,结合广义Nyquist稳定判据和主导极点图,研究了牵引网等效电感、机车台数、机车整流器参数等车网参数对车-网系统稳定性和低频振荡的影响。此外,基于改进Prony算法提出了车-网系统低频振荡的监测流程,辨识了牵引网电压的振荡模态,并生成振荡判断信号,实时监测车-网系统状态并及时采取低频振荡抑制措施,保证车-网系统安全稳定运行。最后,提出在牵引网侧装设晶闸管可控串联补偿(Thyristor Controlled Series Compensator,TCSC)抑制电气化铁路低频振荡的措施。TCSC的阻抗由固定串补和调节容抗两部分组成,通过TCSC附加阻尼控制器可以减小牵引网侧等效阻抗,增加车-网系统阻尼,提高系统稳定性,抑制低频振荡现象。此外,通过稳定性分析和Matlab/Simulink仿真实验充分验证了所提抑制措施的有效性。图43幅,表4个,参考文献75篇。