地铁具有其它交通工具不同时具备的准时性、安全性、便捷性与经济性,能够有效缓解城市交通拥挤现状,改善城市居民的出行结构,提高城市公共交通服务水平。但地铁牵引供电系统大量投入使用的电缆线路以及配备的一系列非线性电力电子装置,造成了系统谐波含量丰富、电缆容性电流大、无功倒送、电压波动及闪变、功率因数不足等一系列谐波和无功问题,使地铁供电系统的安全稳定运行遭到破坏。而常规的治理措施已然无法满足国家标准,因此就需要寻找一种适用于地铁领域的可靠、经济的谐波及无功治理方案,尽可能的减小地铁系统的接入对城市电网带来的不利影响。本文首先对城轨供电系统和牵引列车的结构及特点进行了详细分析,然后利用Matlab/Simulink仿真平台对地铁牵引供电系统和牵引列车进行建模,实现对一辆牵引列车的牵引、惰行、制动三个运行工况的仿真,并利用FFT模块分析由城轨供电系统注入电网的的谐波情况。然后,对无源滤波器和有源滤波器的结构和基本原理进行分析,结合地铁牵引供电系统工程实际,提出了适用于地铁供电系统的新型混合滤波器,然后基于Matlab/simulink仿真平台,将三者的滤波效果进行仿真对比,验证了新型混合滤波器在地铁牵引供电系统中滤波效果的优越性。最后,在Matlab/simulink仿真环境下建立STATCOM仿真模型,通过仿真进行STATCOM的性能测试。验证了STATCOM无功补偿装置的保持系统电压稳定的无功调节能力,和抑制地铁牵引机车频繁启停引起的电压波动及闪变的能力,以及相比于SVC,其无功补偿响应速度和补偿量的优越性。