随着我国城镇化建设的快速推进,大中城市的人口急剧膨胀,城市地面交通越来越拥堵,修建城市轨道交通成为减轻交通压力的首选方式。但是城市轨道交通网络体系的密集化和新型电力电子器件的应用给其牵引供电系统的安全可靠运行带来了新的问题。本文在对包含地铁电动车辆在内的直流牵引供电系统进行建模的基础上,详细分析了直流牵引供电系统的结构稳定性,这对保证直流牵引供电系统的可靠稳定运行具有十分重要的意义。本文首先对会造成直流牵引网馈线保护误动的发散型振荡电流的特征进行了深入的分析,并将它与短路电流进行比较。根据对比分析结果,提出直流牵引供电系统存在一类非典型的电磁暂态过程,即系统振荡过程。其次对直流牵引供电系统的各组成模块进行剖析和建模,着重分析了地铁电动车辆的结构及其模型,确定了系统发生振荡的工况为列车再生制动期间,进而建立了考虑车辆因素的牵引供电系统振荡时的电磁暂态模型。通过对系统模型的变换,推导出了系统的非线性微分方程,在平衡点处进行线性化处理后,利用李雅普诺夫间接法分析了系统的稳定性,并确定了系统产生振荡的结构条件。以北京地铁1号线参数为例,对系统振荡过程进行了仿真验证。最后探讨了改变系统参数对系统稳定性的影响,提出了向系统中加入等效电阻和从控制算法的角度修正逆变器输入通道的振荡抑制策略,并进行了相应的仿真验证。