随着西部大开发的推进,大量复杂山区铁路已投入规划建设。其中,川藏铁路作为“最难建的铁路”,全路段最高海拔4400米,全线海拔落差3000多米,沿途地形落差极大,因此在其铁路规划建设中设置长大坡度的线路是不可避免的。当高速动车组通过长大下坡路段时,需进行限速来确保列车的运行安全,而在此过程中产生的再生制动能量会被返送回牵引网,并可能对供电安全造成威胁。因此,本文将围绕动车组经过长大下坡路段时再生制动能量引发的电压安全问题及其抑制方案展开研究。目前,部分学者从潮流计算、建立等效模型仿真等方面对再生制动能量的影响进行分析,但已有的牵引网-动车组等值模型通常对电流回路中多个部件进行简化处理,在进行仿真分析时不够准确。故本文针对复杂山区铁路中动车组再生制动能量的影响,尝试一种精细的研究方法。首先,利用Matlab/Simulink平台建立精细的牵引网-动车组耦合模型,该模型在已有牵引网模型及动车组模型研究的基础上,详细考虑电流回路中复杂牵引网-车顶高压电缆-车载变流器-车体-接地线-钢轨等多个部件,增加了模型准确性。其次,考虑坡道参数的影响,基于牵引计算分析不同坡道参数下动车组的安全限速,并通过受力分析计算相应的再生制动功率值。通过分析牵引电机相电压、相电流的矢量关系,拓展双Pulse Width Modulation（PWM）调速控制系统在制动工况下的数学模型,推导出再生制动功率值与模型目标指令参数间的数学关系,实现坡道参数与仿真模型的结合。接着,通过仿真分析不同下坡路段中动车组产生的再生制动能量对牵引网-动车组系统电压抬升的影响,对牵引网电压安全及动车组中间直流环节电压安全进行评估。通过对比仿真结果和成渝线的实测结果,证明该建模方案的正确性,且较已有研究更符合实际。再者,针对制动工况下牵引网电压抬升超过安全电压范围的路段,尝试利用Modular Multilevel Converter STATCOM（MMCSTATCOM）对牵引网-动车组系统电压抬升进行抑制;基于MMCSTATCOM拓扑结构和工作原理,对子模块电容参数、桥臂电感参数以及LC滤波电路参数进行计算,对子模块电容电压控制策略、dq坐标系下有功无功交叉解耦控制策略进行研究,并建立了MMCSTATCOM仿真模型。最后,基于MMCSTATCOM与牵引网-动车组系统的电气连接关系,将其投入牵引网-动车组耦合仿真模型,分析结果表明,该抑制方案稳压效果较好,同时可综合治理系统谐波问题。综上,本文通过建立精细牵引网-动车组仿真模型及拓展双PWM调速系统制动数学模型,对不同坡道参数下再生制动能量引起的电压抬升进行了仿真及安全评估;根据评估结果,利用MMCSTATCOM装置对网压抬升过高的路段进行抑制。本文提供的建模方法及研究结果可为复杂山区的铁路建设提供设计参考。