近年来我国铁路枢纽段内频繁出现低频振荡的问题,严重影响了列车与牵引供电系统正常运行,危害到相关电力设备的安全。针对以上问题,本文以CRH5型动车组为对象,从电气化铁路的稳定性方面深入分析,提出了一种改进禁区的稳定性判据,在此基础上采用自抗扰控制器优化STATCOM装置,从网侧抑制牵引供电系统低频振荡,并通过粒子群算法与改进禁区判据优化了装置的控制参数。首先,研究了车网耦合系统的拓扑结构与功能。利用阻抗法计算了牵引供电系统的总阻抗,依据结果建立牵引网侧小信号阻抗模型;在dq坐标系下对CRH5型号动车组进行数学建模分析,建立了机车侧小信号导纳模型,为车网耦合系统的稳定性理论分析提供了基础。同时基于Matlab/Simulink搭建了车网耦合系统时域仿真模型,复现了铁路低频振荡现象,作为本文理论研究的验证手段。其次,为了重点解决车网耦合系统稳定性分析的保守性难题,根据Nyquist判据缩小了判据的禁区范围,结合盖尔圆定理以及回比矩阵的变式提出了一种改进禁区稳定判据。该判据具有保守性小、快速判断系统稳定性的优点,能够依据端口测量阻抗矩阵进行稳定性判别。通过建立的小信号模型与不同判据的稳定性辨识结果比较,验证了提出判据的可靠性与先进性。然后,为了对铁路低频振荡现象进行抑制,设计了一种基于自抗扰控制器以及STATCOM装置的振荡抑制方案。针对STATCOM装置变流器控制中PID控制器抗扰性的不足,采用自抗扰控制器替代电压外环中的PI环节,提升了系统稳定性以及鲁棒性。通过改进禁区判据与仿真模型分析了该装置对车网耦合系统稳定性的改善效果。最后,采用粒子群算法与改进禁区稳定判据优化了STATCOM装置中的控制参数,提升了振荡抑制效果。以改进禁区判据作为粒子群算法的目标函数,结合基于STATCOM装置的车网耦合系统小信号模型,通过算法获得了两组优化控制参数;比较两组参数值的耦合系统改进禁区判据曲线,获得了最终的STATCOM优化控制参数。通过仿真验证了优化参数对STATCOM装置抑制作用的提升。