220kV直供式牵引供电系统具有供电可靠性高、系统短路容量大、电压稳定、接触网电分相数目少、安全性高等优点,是国家电气化铁路的重要发展方向。但是电力机车是波动性大的大功率单相整流负荷,由此产生的谐波污染、功率因数低、负序等问题,严重制约铁路的发展和电网普通用户的用电质量,不利于社会经济的发展。传统的一些改善牵引供电系统电能质量的措施,虽然对谐波治理、无功补偿起了一定的效果,但是各种改善措施也有其相应的弊端,因此需要不断的努力来探求更好地改善牵引供电系统电能质量的方案。本文正是基于此目的。首先,对牵引供电系统和电力机车进行了分析。本文大概介绍了牵引供电系统的原理和组成,在此基础上,详细介绍了220kV直供式牵引供电系统,并分析了其供电特点以及存在的不足之处。结合电力机车的运行原理,分析了牵引供电系统主要电能质量问题的产生原因、危害和预防治理措施。其次,在有源滤波器改善电能质量技术的基础上,提出新的方案以改善牵引供电系统电能质量。有源滤波理论提出时间较短,很多应用并不成熟,但是通过其基本工作原理和电路拓扑结构及控制方式可以看出,随着电力电子技术的不断进步,其应用前景十分光明。因此本文结合现有的有源滤波理论知识和应用手段,提出一种新型的电能质量改善技术方案,并对其电路设计和控制方法进行了详细的介绍。最后,通过MATLAB软件中电力系统仿真模块,建立系统模型,并进行仿真分析。仿真分析采用对比方式,将牵引供电系统模型中只含电力机车模型的参数同加装滤波、无功补偿装置时的动态补偿参数进行对比,从中可以看出电能质量明显得到改善,从而证明所提方案的可行性。牵引供电系统电能质量的改善,有利于牵引供电系统和电力系统的安全、稳定、经济运行,具有重要的意义。