本发明提供一种机车牵引变流器直流支撑电容器的容值估算方法及其应用系统，首先采集机车牵引变流器直流支撑电容器充/放电过程的网压和中间电压，再对引入阶跃函数的直流支撑电容器的电压容值微分方程进行分段求解，并通过预设算法确定直流支撑电容器各段电压计算值的误差之和小于等于阈值时的总误差；将该总误差对应的容值作为机车牵引变流器直流支撑电容器的电容估值；从而通过引入阶跃函数表征网压和机车牵引变流器的直流输入电压的关系，并通过数值解法进行分段求得，得到总误差小于等于阈值时所对应的电容值，实现了对交流供电情况下直流支撑电容器容值的直接估测，提高机车牵引变流器直流支撑电容器的安全性。