随着电气化铁路的快速发展,大量交直交型电力机车投入运行,在其发挥高效、高速运输优势的同时,电力机车变流器控制环路与牵引供电网络间亦产生复杂的电气交互关系,当二者参数不匹配时,极易引发牵引供电网-电力机车（以下简称车-网）系统低频振荡现象,造成机车牵引闭锁、列车晚点。因此,本文围绕电气化铁路车-网系统低频振荡问题,系统地开展了车-网系统“阻抗建模-稳定性判据-振荡机理-振荡抑制”的理论研究。论文的主要工作可归纳为:（1）电力机车中的单相变流器常采用正交信号发生器（Quadrature signal generator,QSG）产生虚拟β分量用以实现Park变换和同步锁相。本文基于谐波平衡原理,提出了一种将QSG传递函数由αβ坐标系下变换至dq坐标系下的统一映射方法,适用于任何已知传递函数的QSG模型;进一步考虑锁相环、直流电压环、电流环和调制模块,建立了电力机车中四象限变流器（Four-quadrant converter,4QC）完整的dq阻抗模型,解决了单相电力机车在dq坐标系下建模难的问题。（2）在dq坐标系下,基于车-网系统二阶阻抗比矩阵,利用矩阵特征值估计原理,提出了一种基于新型禁止区域的稳定性判据,相比同类判据,保守性更低,可更加简便、准确地估计多输入多输出（Multiple input and multiple output,MIMO）系统的稳定性;进一步基于禁止区域判据和无源理论,提出了两种车、网参数解耦的阻抗匹配判据,在车、网任意一方参数已知的情况下,可利用所提判据对另一方的阻抗幅值、阻抗实部等特性提出约束,解决了判定MIMO级联系统稳定性时,子模块间参数互相耦合的问题。（3）电力机车dq阻抗矩阵中的各个元素均为高阶多项式,形式复杂,难以直观揭示各个控制环路对变流器阻抗特性和系统稳定性的影响。因此,本文结合低频振荡发生的实际工况,推导了4QC处于整流模式时简化的dq阻抗解析模型,揭示了4QC中dd阻抗和qq阻抗中负电阻不同的产生原因;进一步基于等效的车-网单输入单输出（Single input and single output,SISO）模型,揭示了负电阻特性对低频发散振荡的作用机理,明确了低频发散振荡的关键影响因素。（4）针对小干扰稳定性理论在解释车-网系统低频等幅振荡发生机理时的局限性,本文考虑4QC中饱和限幅器对车-网系统低频振荡的影响,建立了线性环节与非线性环节分离的车-网闭环传递函数,并基于描述函数理论,揭示了低频等幅振荡是一类饱和限幅器作用下的自激振荡现象;进一步提出了低频等幅振荡频率和幅值的近似计算方法,对保护装置的阈值选取具有一定参考意义。（5）从减小4QC负电阻分布的频率范围和增加4QC阻抗模值的角度出发,提出了一种基于电流比例-微分（Proportional differential,PD）反馈的电力机车dq阻抗重塑控制方法;此外,为了增强所提方法在车-网系统参数动态变化时的适应性,还提出了一种基于直流电压振荡幅值检测的自适应动态增益控制策略,实时提供合适的动态PD增益,确保电压的振荡幅值处于可接受范围之内。所提方法可以简便、有效的抑制低频振荡。综上所述,本文建立了车-网系统详细的dq阻抗模型及其阻抗匹配判据,揭示了低频振荡的发生机理,实现了低频等幅振荡的幅值和频率估计,并从电力机车阻抗重塑的角度提出了简便易行的抑制方法,现场实测结果与时域仿真结果验证了理论分析的有效性和正确性。上述研究成果为解决现场车-网低频振荡问题提供了理论参考。