项目名称：电气化铁路车网谐振研究
委托方：中车青岛四方车辆研究所有限公司（甲方）
受托方：北京交通大学（乙方）
研究目标：
完成电气化铁路车网谐振的机理研究及车网谐振的抑制方法研究,完成牵引供电系统的半实物仿真模型，可与现有牵引传动系统半实物仿真模型有效耦合，具备针对车网耦合系统进行谐波谐振仿真研究的能力，仿真平台可指导机车地面试验、装车运行试验等。模型的设计采用模块化设计并可单独进行仿真调试，并为后续的系统扩展预留接口和能力。完成带有牵引供电网模型的半实物仿真系统开发，共同完成硬件在回路闭环仿真测试，协助进行现场应用验证测试方案的论证与实施。
研究内容：
首先介绍了项目背景及研究目的，阐述了电气化铁路谐振事故现象及其危害，讲明了进行谐振原理研究及抑制的必要性。
介绍车网耦合谐振机理及牵引网建模方法，针对牵引供电系统特有结构，对牵引供电系统各元件进行建模。当注入牵引网电流谐波频率与牵引网特征谐振阻抗频率相一致时，就可能会引发车网耦合谐振。进一步利用复数深度模型理论对牵引供电系统进行建模，并介绍牵引供电系统模型的分析方法。针对电气化铁路的带回流线的直接供电、AT供电、BT供电等不同的供电方式，分别介绍其仿真模型搭建的区别。最后进行谐波电压及牵引网阻抗匹配特性分析。
针对现有的谐振事故机理分析，提出基于SHE-PWM算法的车网耦合谐振抑制方法，详细介绍了求解SHE-PWM方程的算法，并进行仿真验证了谐振抑制算法的可行性。
根据Xsim实时仿真平台进行牵引网实时仿真模型的搭建，进行牵引供电系统实时仿真。进一步将Xsim牵引网模型与dSPACE牵引传动半实物实验台进行联调实验，完成整个牵引供电系统实时仿真，并介绍列车在线实时运行方法，分析了在不同供电制式、列车不同工况下网压及车载牵引变压器原边电流谐波特性，其网压谐波特性满足电气化铁路电能质量要求。