近年来,我国城市轨道交通建设和运营均快速发展,城市轨道交通车辆普遍应用了再生制动技术,提高车辆制动时的再生制动比例,减少机械制动,可达到节约能源的目的。当前,很多运营和在建地铁工程的车辆配置了车载制动电阻,车辆制动时,列车再生制动产生的电能除被线路上的其他车辆吸收外,大部分被车辆车载制动电阻转化为热能散失在城市轨道交通区间和车站中,这样不仅浪费了电能,也增加了通风空调系统的负担。因此,研究车辆再生制动电能的吸收技术,在车站牵引变电所配置再生电能吸收装置来吸收再生制动电能,并提供给其他用电负荷利用,这样做符合城市轨道交通发展的方向,对节能减排和可持续发展具有很重要的意义和实用价值。本文针对一种新型的牵引供电及再生电能吸收装置(以下简称再生能馈装置)在城市轨道交通供电系统中的配置方案进行了优化研究。论文首先论述了课题的研究背景及意义,分析对比了目前轨道交通车辆制动方式和再生制动电能吸收的主要技术方案及特点,再生能馈装置在目前城市轨道交通供电系统中应用具有一定的技术优势。为了实现再生能馈装置在城市轨道交通供电系统中的优化配置,本文研究牵引整流机组的工作原理及其输出特性,对比研究了再生能馈装置的设备构成及工作原理,利用其稳压特性和下垂特性可实现与传统二极管牵引整流机组系统协调运行,为城市轨道交通供电系统中优化配置再生能馈装置提供了理论依据。在以上研究的基础上,本文研究了城市轨道交通列车牵引计算和供电计算的方法,通过MATLAB软件编制计算程序来计算不同时刻列车位置和速度,利用计算程序实现列车运行截面图法来计算不同时刻车辆、牵引变电所的电压、功率、电能等电量。进一步分析了列车再生制动过程中电能的流动及供电网络拓扑的变化规律,针对一个供电区间内单列车运行及两列车运行两种情况,在不同区间长度及限速下进行了模拟仿真计算。结果表明,在典型线路条件和车辆参数情况下,可依据区间限速和运行方式等条件计算得到优化配置的再生能馈装置设备容量,进而提出了牵引整流机组设备容量优化配置计算方法。经优化计算后选择的二极管牵引整流机组和再生能馈装置可满足城市轨道交通牵引供电和再生制动电能的需求,同时降低了设备和工程投资。