目前,直流牵引供电系统两牵引变电所之间的距离一般为1-4km,受接触网电压降的影响,供电距离无法加长,导致牵引变电所必须密集建设,如此造成的影响就是巨额的投资费用和设备占地的大大增加。此外,当处于上下班高峰期等时段,地铁运营负荷将大大增加,此时牵引网电流将比其他时刻增大许多,接触网网压损耗严重,系统极有可能无法提供牵引负荷所需的功率。因此,本课题针对这些问题提出了一种基于直直变换器的新型直流牵引供电方式。针对新型直流牵引供电系统的研究设计,主要完成了以下研究工作：首先,以城市轨道交通直流DC1500V牵引供电系统为研究对象,在分析多脉波整流机组分段外特性的基础上,实例分析了多脉波整流机组工作在第一到第三区时的戴维宁等效电路理想电压源和等效内阻的详细计算过程,并绘制相应曲线。然后,根据24脉波整流机组的结构,在Matlab/Simulink中搭建了典型直流牵引供电系统的仿真模型,确定了系统的主要结构和技术参数,设置仿真参数并进行仿真。在特定运行条件下仿真分析了直流牵引供电系统的部分关键指标。接着,提出了一种基于直直变换装置的新型直流牵引供电系统。阐述了系统的工作原理和总体结构：在变电所内增设一组24脉波整流机组,原有机组保持DC1500V供电不变,新增机组的输出负极和原机组输出正极相连,可得串联机组输出DC3000V电压；在两变电所中点设置一组由PID控制系统控制的直直变换装置,将DC3000V变换成DC1500V实现并网供电。设计了系统所需的直直变换器——交错串并联多重Buck直流斩波电路及其控制系统,在Matlab/Simulink的仿真环境下搭建了相应仿真模型,并进行仿真分析。同时对典型直流牵引供电系统进行建模仿真。通过对比验证了本文提出的新型直流牵引供电系统方案在延长牵引供电臂,提高供电负荷等方面的有效性。最后,提出了基于直直变换装置的改进型新型直流牵引供电系统。分析了系统的工作原理和总体结构：提高原有24脉波整流机组输出电压至DC6000V,通过变电所内的直直变换器降变换成DC1500V电压,同时在两变电所中点增设一组由PID控制系统控制的直直变换装置,将DC6000V变换成DC1500V实现并网供电。设计了多重Buck直流斩波电路及其相应的控制系统,搭建了相应仿真模型。通过仿真对比验证了改进型新型直流牵引供电系统方案在特定条件下在延长牵引供电臂,提高供电负荷等方面的有效性。