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我国电气化铁路的飞速发展,给铁路牵引供电系统带来了诸如谐波、无功及负序电流等诸多电能质量问题,它们不但影响了铁路系统的稳定运行,还给上游的公共电网带来了巨大的负面影响。为更好地治理上述牵引供电系统中的电能质量问题,专家学者在传统的铁路功率调节器(Railway Static Power Conditioner,RPC)中运用模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converter,MMC)技术构成新型铁路功率调节器(MMC-RPC),因其耐压程度高、补偿容量大、动静态性能好且具有无需降压变压器便可与牵引网直接相连等优势在诸多电力电子的电能补偿装置中脱颖而出。本文针对采用V/v变压器的牵引供电系统相连MMC-RPC进行研究,作了以下工作与研究:本文首先对牵引供电系统中存在的电能质量问题进行了详细的分析,通过对牵引供电系统中的负序、谐波和无功等电能质量问题的分析,对以往广大学者所采用的各种治理方案进行了简单的介绍,发现均不能有效治理牵引网中的电能质量问题。通过研究发现将模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converter,MMC)运用在牵引网中的铁路功率调节器(Railway Static Power Conditioner,RPC)可以有效解决稳态时牵引供电系统中的电能质量问题。但电力机车的运行工况一般较为复杂,系统常处于负载、系统频率发生波动的不稳定状态,在这种复杂工况下,MMC-RPC的治理效果会受到一定影响。为了提高MMC-RPC对各种工况的适应能力及其治理效果,本文通过对MMC-RPC进行建模,了解MMC-RPC工作原理,分析了其常规的时域→αβ坐标→dq旋转坐标下的数学模型转换,并通过借助二阶广义积分构造出输出信号正交的虚拟分量β轴来完成其换过程。其次通过对牵引供电系统中的电流、功率补偿指令的提取和分析,发现在传统二阶广义积分器的基础上结合锁频环,MMC-RPC不仅可以有效治理牵引供电系统中的电能质量问题,还能提高MMC-RPC对牵引供电系统中频率变化的适应性,增强了MMC-RPC在牵引供电系统中的可靠性和可行性。最后在双闭环控制、比例积分谐振控制器中运用SOGI-FLL,通过Matlab/Sumilink进行仿真验证,验证了用SOGI-FLL代替MMC-RPC中的二阶广义积分器和锁相环,当系统工况发生变化时,其具有良好的频率的适应能力及其对牵引供电系统电能质量良好的抑制效果。