电气化铁路是推动社会发展的重要动力,随着社会的不断发展,铁路能源消耗将继续增加。交流机车使用了再生制动技术,在电气化铁路领域中如何有效利用列车再生制动能量,提高再生能量利用率,对实现牵引供电系统的经济运行具有重大意义。本文的主要工作是在牵引负荷直接利用再生能量情况下,研究交流机车再生能量利用方案并进行验证。本文首先分析了现有的交流机车能量利用方法,然后研究了牵引网并联、列车运行组织优化、以及组合式同相供电三种交流机车再生能量优化利用方案；然后基于列车牵引计算建立了基于列车运行图的牵引负荷过程仿真模型,随后基于牵引网潮流计算和牵引负荷过程仿真模型建立了考虑再生制动的牵引负荷过程仿真模型；最后对建立的模型进行编程,验证分析三种能量利用方案对交流机车再生能量利用的影响。仿真分析过程中,利用某实际线路参数,仿真得到该线路上的牵引负荷情况,为实现考虑再生制动的牵引负荷过程仿真计算提供数据基础。对于牵引网并联优化方案,通过在机车位置固定和列车运行图情况下,对改变供电臂上下行接触网并联的密度时系统消耗能量计算,可以得到：系统消耗的能量随并联点次数增多而减小,且在并联点处有机车的情况下效果更好；对于列车运行组织优化能量利用方案,通过计算不同发车间隔下系统再生能量的利用率,可以得到：随着列车追踪间隔的减短,系统再生能量利用率增大；对于组合式同相供电系统方案,通过对异相供电系统时和实施同相供电后系统消耗的能量进行计算,可以得出该方案可提高再生能量利用率。