牵引网低频振荡是随着交直交电力机车投运而发生的一种新现象。与以往发生的低频振荡不同,2014年1月在徐州北铁路枢纽发生的低频振荡引起了牵引供电电压异常波动,影响了牵引供电系统的供电质量和机车的正常运行。因此,有必要对徐州北铁路枢纽低频振荡的诱发原因、形成机理进行深入分析,并提出切实可行的抑制措施。基于实测数据和仿真模型,针对上述问题进行了一系列研究。列举了以往发生的多个低频振荡案例的电压、电流实测波形,并进行了分析。这些案例中,在车数达到临界值时,牵引网电压、电流信号呈现持续稳定的低频振荡,振荡频率为4-7Hz,电压波动范围一般在±4kV内。然后针对徐州北铁路枢纽低频振荡进行现场测试,捕捉到了牵引网电压、电流低频振荡数据。为了更有效率地对测试数据进行分析,编写了用于数据处理的软件TDPS (Test Data Processing Software)。运用TDPS对测试数据进行分析,发现徐州北铁路枢纽低频振荡是牵引网电压、电流的不稳定振荡,牵引网电压出现了异常波动,波动范围较大,徐州北变电所母线电压最低8.94kV(有效值,下同),最高36.1kV；徐州北开闭所最低5.29kV,最高37.8kV。计算徐州北牵引变电所和开闭所两地母线之间的电压损失,并分别计算两母线的无功功率、有功功率,根据计算结果分析得出徐州北铁路枢纽低频振荡是由HXD2B型电力机车电流波动引发的。牵引网低频振荡现象属于车网匹配问题,在PSCAD/EMTDC仿真软件中建立牵引供电系统和HXD2B型电力机车网侧变流器组成的车网系统模型。牵引供电系统的模型简化为戴维南等效电路。采用单相dq解耦控制策略对机车6个并联的网侧变流器建模,并根据控制系统技术指标要求对各控制模块的参数进行整定。分别对机车数目不同的车网系统模型进行仿真,仿真结果再现了由HXD2B型电力机车引发的致使牵引网电压异常波动的低频振荡现象。运用FFT (Fast Fourier Transform)对实测数据进行拟合,建立单相dq解耦闭环控制数学模型研究低频振荡机理。拟合结果表明牵引网发生低频振荡时,电压、电流信号在50Hz基波的基础上叠加了基波频率附近的间谐波；闭环控制数学模型雅克比矩阵的特征值随控制器PI参数变化的规律表明PI参数对系统稳定性的影响程度不同：电流环比例系数KiP影响程度最大,电压环积分系数Kvl影响程度次之,电压环比例系数KvP稍弱,电流环积分系数Kil的影响程度最弱。从牵引网和机车两方面提出了抑制措施,并分别对减小机车与牵引变电所(或开闭所)的等效电气距离、修改网侧变流器PI参数的抑制效果进行了仿真验证。