铁路是国家重要基础设施,也是国民经济命脉。近些年来,随着我国社会经济的不断发展和“一带一路”战略的推进,高速铁路的建设步伐不断加快,高铁技术不断进步。高速铁路具有牵引负荷大、行车密度高、可靠性要求高等特点,这也对高速铁路相关设施和设备提出了更高的要求。牵引供电系统是高速铁路唯一动力来源,在高速铁路安全运行中起着至关重要的作用。研究高速铁路牵引供电相关电气参数并对进行仿真分析,是理解供电系统的基础,对于高铁供电系统运行特性、故障分析以及安全运营和维护具有重要意义。本文针对高速铁路全并联AT供电方式,研究了高速铁路牵引供电系统的组成和特点、分析了AT牵引网的结构,并对牵引供电系统的数学模型和建模方法进行研究。以多导体传输线理论为基础,研究了全并联AT牵引供电的链式网络模型,对链式网络模型中纵向串联元件和横向并联元件的模型构建方法进行了探讨,推导了不同材质导线阻抗计算和导纳计算的方法。依据四周无限大隧道模型对隧道内导线分布进行简化,并分析了不同地理环境下,牵引网电气参数的计算方法。为了解决传输导线数目较多且计算复杂的问题,分析了多导体传输线模型的简化方法,将不同类型传输导线进行合并,并对合并后的等效电路相关电气参数计算方法进行了推导。在matlab/simulink中搭建了牵引供电系统模型,依据牵引网各条导线的空间分布,选取合适的坐标确定相对位置以及高铁常用不同型号导线的基本参数,编写了计算牵引网传输线电气参数的程序,对牵引网上下行的分布电容矩阵、阻抗矩阵、导纳矩阵等参数进行计算和提取。依据所搭建模型,仿真分析了牵引网电压分布、短路阻抗特性以及贯通地线对钢轨电位的影响,并对牵引网典型T-R短路故障进行仿真,分析实验结果验证了所搭建模型的正确性。对闭环实时数字仿真进行探索,介绍DDRTS仿真平台架构、配置和特点。在DDRTS实时数字仿真平台上,依据京沈客运专线实际线路搭建全并联AT牵引供电系统,并对短路故障进行仿真模拟,通过与实际短路实验测试数据对比,研究故障时电流分布状况,验证了该系统的正确性和可行性,实现了DDRTS实时数字仿真系统在铁路牵引供电系统的应用。为今后对高速铁路供电相关装置及设备进行闭环测试试验以及继电保护奠定了基础。