在地铁系统中,当列车运行于制动工作状态时,牵引电机发电,会产生再生制动能量反馈至牵引网,将导致网压升高。为避免此情况出现,国内地铁主要采用吸收电阻消耗能量,虽然稳定了网压,但是导致能量浪费和隧道温升。由于地铁频繁启动、制动,会产生很可观的再生制动能量,因此,有必要对这部分能量进行吸收和利用。本文首先针对牵引供电系统进行分析和建模,得到供电牵引网等效模型。从动力学分析和再生制动特性曲线两个方面对比研究,通过仿真,确定列车再生制动过程中反馈至牵引网的各物理量参数值。其次,介绍超级电容器工作原理、特性、等效模型,通过仿真研究其充放电特性。根据需要存储的再生制动能量大小,确定超级电容器组的储能量,根据电压、功率约束条件确定储能阵列的串并联方式,最终得出等效模型的各参数值。再次,为了完成牵引网和超级电容器组之间能量的双向流动,用半桥型非隔离双向DC/DC变换器将两部分连接,并加入滤波环节构建等效数学模型。选用牵引网电压外环、储能电感电流内环的双闭环控制策略。利用bode图和阶跃响应对控制效果进行分析,并确定最佳校正环节。最后,利用仿真软件建立模型,完成对储能系统不同工作模式下控制策略的仿真,仿真结果验证了本储能系统对控制过程设计和分析的准确性。本系统对储能装置控制策略的设计,采用改进算法有效抑制超调,能够快速、有效的稳定牵引网电压,实现能量的重复利用。