城市轨道交通系统的日益发达,带来了地铁系统能耗的增加。为了实现地铁系统的节能减排,将光伏电源接入地铁供电系统为后者在能源构成上提供了新的思路。考虑到地铁供电系统内负载所消耗的电能均由中压环网提供,因此通过合理方式将光伏电源接入地铁中压环网是对太阳能较为直接有效的利用方式。鉴于目前就光伏电源接入对地铁中压环网供电品质影响的研究较少,本文从如下几个方面开展了工作。首先,本文在分析光伏电池工作原理及数学模型的基础上,研究了光伏电池在工作环境温度和光照条件发生变化时的输出特性,在Matlab/Simulink中对光伏电池实际工作特性进行了仿真模拟,实现了光伏电池最大功率点跟踪控制,给出了一种将光伏电源接入地铁中压环网的光伏并网模式,并结合光伏电源接入呼和浩特地铁1号线项目,搭建了含光伏电源接入的地铁中压环网仿真模型。其次,理论分析了光伏电源接入对地铁中压环网在电压偏差及谐波方面的影响,给出了光伏电源接入容量及接入位置变化,对地铁中压环网供电品质影响的仿真结果,总结了电压偏差及谐波的分布规律,验证了理论分析结果的正确性。以电能质量相关限值为约束,给出了光伏电源接入中压环网的工程建议。最后,针对光照条件不佳时,光伏逆变器闲置导致设备利用率下降的问题,结合地铁供电系统存在日间整流机组和动力、照明负荷会产生谐波以及夜间功率因数偏低的现状,优化了光伏逆变器的工作模式,使其兼具有源滤波及无功补偿功能,并给出了相应的仿真结果,验证了上述控制方法的正确性和有效性,为工程应用提供了必要的依据。