随着我国高速铁路的大力发展及既有线路的扩容改造,电气化铁路电能质量问题备受关注。由于高速铁路牵引负荷谐波分布直接影响供用电品质,研究牵引负荷谐波概率分布建模与预测方法是电能质量预测、评估与综合治理的重要基础。本文针对高速铁路牵引负荷谐波随机波动的特点,基于高速铁路牵引负荷实测数据,在既有成果的基础上,采用概率论和数理统计方法,按照不同边界条件对大量牵引变电所实测数据进行分类分析,采用非参数核密度估计方法建立谐波电流概率模型,并对新建电气化铁路电能质量情况进行预测,研究新建高速铁路接入电网后,牵引负荷谐波在电网中的传递渗透对电力系统的影响。本文主要内容如下:(1)基于国内已经开通的多条高铁线路实测数据,计及谐波电流含有率与牵引负荷功率之间的相关性,以部分变电所谐波实测数据为例,在不同功率区间内采用非参数核密度估计方法对各次谐波电流含有率的概率密度进行分段拟合,在实际计算中优化带宽的选择,以判定系数作为校验拟合良好性的指标,并与参数估计中的beta分布拟合方法进行对比。(2)提出了一种基于置信区间的高速铁路牵引负荷谐波预测方法。基于牵引负荷的分布特征,对既有线路牵引负荷的概率分布特性及特征参数进行分类处理,选取典型数字特征作为边界条件,预测高速铁路牵引负荷谐波分布。将既有线路实测数据和仿真数据相对比,证明本文提出的谐波预测方法的有效性。(3)根据电磁兼容技术文件GB/Z 17625.4-2000提出的负荷同时系数计算了高速铁路牵引负荷的同时系数。结合新建线路牵引负荷谐波预测数据,基于NeHarm1.0仿真平台,研究新建高速铁路接入电网后牵引负荷谐波传递渗透对电力系统的影响,参考电网中、低压用电设备承受谐波的能力与兼容水平之间的裕度,给出适用于牵引负荷特性的谐波发射限值,从而合理地评估牵引负荷产生的谐波对电网安全运行的影响。