近年来,我国高速铁路牵引供电网耦合系统(下文简称:车网系统)时常出现低频振荡现象,即牵引供电网电压、电流与网侧整流器直流电压出现同步振荡,严重影响车网系统的稳定运行和铁路系统的运输秩序。为了分析与抑制低频振荡现象,本文以CRH5型动车组为例,以车网系统为研究对象,以提高车网系统稳定性为研究目标,采用多输入多输出级联系统阻抗分析法,开展了车网系统低频振荡机理与抑制的研究。首先,研究了车网系统的结构和原理,搭建了车网耦合系统模型,为稳定性分析奠定了理论基础。针对牵引网,根据变压器和线路阻抗,建立了牵引供电系统等效阻抗模型;针对动车组,结合dq坐标系下电压电流双闭环解耦控制方法,对网侧单相脉冲整流器进行小信号建模,获得了CRH5型车的等效阻抗模型;并基于MATLAB/Simulink搭建了车网系统时域仿真模型,验证了系统建模方法的正确性。其次,为了分析低频振荡机理,提出了一种改进型基于禁区的稳定性判据。结合时域仿真对比分析了车网系统稳定性,验证了所提判据有更高的准确性;研究了系统电气参数和整流器控制参数对系统稳定性的影响,揭示了低频振荡机理,为低频振荡的抑制奠定了理论基础;并通过车网系统联合仿真和硬件在环测试,进一步验证了所提判据有更小的保守性。然后,为了研究低频振荡的抑制,设计了三种控制器。针对网侧整流器的非线性特点,结合传统PI控制器和非线性函数,设计了一种非线性PI(Nonlinear PI,NPI)控制器,实现了控制参数的自适应调节;为了避免系统启动时由大误差带来的过流问题,引入跟踪微分器,构成了自适应自抗扰误差(Auto Disturbance Rejection Error,ADRE)PI控制器作为电压外环控制器,但结构复杂;为了简化系统控制结构,分别针对电压外环和电流内环设计了线性自抗扰控制器(Linear Active Disturbance Rejection Control,LADRC),并通过Nyquist判据对控制器参数进行了整定。最后,为了分析上述控制器的动静态性能,分别对其进行了负载和电压突变的仿真测试。仿真结果表明:三种控制器均能实现系统的稳定控制,但NPI调节时间长,ADRE抗干扰性较差,LADRC在抗干扰性和动态响应上综合性能最优。此外,分别搭建了采用上述三种控制器的车网系统时域仿真模型,对上述控制器的静态性能进行了对比分析。仿真结果表明:上述三种控制器都能显著提高车网系统稳定性,验证了所设计方案对车网系统低频振荡抑制的有效性。