城市轨道交通作为大容量、高效率的城市客运系统,因其方便快捷、对环境污染低的优势,成为解决大城市交通问题的理想方式,近年来在我国发展十分迅速。轨道车辆制动时会产生大量的再生制动能量,由于技术限制,目前大部分线路采用电阻耗能的方式将再生制动能量消耗掉,既不节能,又加重了散热系统的负担。本文对再生制动能量的利用方式进行研究,对提高能量利用率和节能减排具有重要的意义。本文对四种不同的能量吸收方式进行了介绍,包括电阻耗能方式、逆变回馈方式、超级电容储能方式和飞轮储能方式。通过对比分析,确定对超级电容储能和飞轮储能两种能量存储型再生制动能量利用方式进行研究。首先,以南京地铁一号线为研究对象,对地铁交通的牵引供电网和车辆牵引系统进行分析,并通过MATLAB/Simulink工具箱建模,对车辆再生制动的功率、能量以及牵引供电网的电压进行计算分析。其次,根据地铁车辆再生制动的功率和能量计算,对超级电容储能系统进行设计,包括变换器拓扑的选择、超级电容器组模块的设计以及控制策略的制定等。对储能系统进行了建模仿真,验证其能量存储和减小牵引网电压波动的效果。然后,对飞轮储能系统进行设计,主要包括储能电机的选择、三相PWM变流器调制策略以及飞轮储能控制策略等,也进行了仿真验证。最后,通过低电压、小功率的实物实验对超级电容和飞轮储能系统的储能和稳压效果进行了验证。