随着我国电气化铁路的飞速发展以及大量交直交电力机车和动车组投入运营,列车与牵引网之间以及通过牵引网产生耦合的列车之间的相互影响日益显现。不同列车与牵引网之间的谐波交互可能会在特定频率下与当下列车所在牵引网位置的阻抗特征频率匹配,从而产生车-网耦合谐振。当大量列车同时投入牵引网时,低频振荡现象也引发了人们对系统稳定性的关注。以往车-网系统的分析只考虑单列车或列车位于同一位置的简化情况。实际工况中,牵引网上某列车注入的谐波可能作为谐波源引发其他位置的列车发生谐振事故,而列车位置分布和列车各自的参数对系统稳定性也存在影响。为此,本文针对车-网-车的耦合作用及稳定性进行分析。论文首先基于列车谐波特性及牵引网阻抗特性分析了车-网耦合谐振机理。除低次谐波和开关频率附近的谐波外,重点分析了由变流器饱和非线性特性引发的中频特征谐波。基于离散系统模型,使用描述函数法对饱和非线性环节进行线性描述,通过非线性环节的负倒描述函数和其他环节函数的Nyquist曲线,分析系统稳定性和自持振荡的产生,并分析自持振荡的影响因素和具体对中频特征谐波的影响。对牵引网进行了简化建模,重点分析了牵引网的阻抗特性以及阻抗特性和牵引网谐振电压的对应关系,搭建了基于实际参数的牵引网Matlab/simulink仿真模型,验证了谐振机理和牵引网特征阻抗对谐振的影响,为适用于车-网耦合谐振抑制措施的研究提供理论基础。基于车-网-车谐振机理,为抑制车-网-车耦合谐振,提出一种基于阻抗重塑的车载辅助四象限变流器控制方法。通过检测谐振电压,控制辅助四象限变流器产生对应的谐波指令,对外等效为在牵引网列车所在位置并联可控幅值的对应频率谐波阻抗。通过控制等效谐波阻抗幅值,降低并联后的特征阻抗,从而达到抑制谐振的目的,也提高了系统的电能质量。同时分析了抑制效果的影响因素和加入阻抗重塑控制策略后列车的稳定性。通过动态抑制过程分析,进一步优化抑制效果。这种方式可用于列车本身或牵引网上其他列车作为谐波源的情况,适用范围更广。通过采用实际参数的Matlab/simulink仿真,对抑制效果进行了验证,表现优异。通过小信号模型和阻抗模型分析车-网系统低频振荡机理及影响因素,分析了不同参数的多列车或位于不同位置时各列车参数和列车位置分布对车-网-车系统稳定性的影响。针对上述分析结果,车-网-车系统可通过改变列车控制参数和位置分布提高系统稳定性。为更好抑制四象限变流器低频振荡,本文提出了阻抗补偿北京交通大学博士学位论文控制方案,提取低频振荡电压值反馈到电流环指令,通过改变列车阻抗的方式抑制低频振荡,改善系统稳定性。通过采用实际参数的Matlab/simulink仿真,对抑制效果进行了验证,表现优异。最后,搭建实验平台进行理论分析正确性和抑制策略有效性的验证。通过RT-LAB半实物平台进行了仿真与硬件在环实验,对基于阻抗重塑的谐振抑制策略进行有效性验证。搭建了15k W的车-网-车实验平台,模拟多列车与牵引网耦合系统,对实验样机的拓扑结构进行了详细的分析并利用实验样机完成了车-网-车耦合谐振验证及多车低频稳定性分析,验证了提出的基于谐波阻抗重塑的车-网-车谐振抑制方法和基于阻抗补偿的低频振荡抑制方法的有效性。图104幅,表13个,参考文献152篇。