目前,我国的城市轨道交通的牵引供电系统大多采用直流供电制,优点是不设电分相,没有无电区,缺点是会引起杂散电流,进而对钢轨附近的其它金属结构造成电化学腐蚀。此外,由于直流供电制电压等级相对较低,需要在供电区间设置大量牵引变电所以延长供电半径,从而导致供电结构复杂、供电设备和相关土建投资较大等问题。城市轨道交通交流牵引供电技术能够避免既有直流牵引供电系统带来的上述问题,并提高系统的供电能力。本文对城市轨道交通交流牵引供电技术做进一步的探讨和优化设计研究,为其应用于实际线路提供参考与支持。首先,本文给出了城市轨道交通交流牵引供电系统的具体结构,讨论了系统中各组成部分的要求,包括补偿装置容量的计算,接触网电压等级的确定。探讨了系统的备用方案,以提高系统供电的可靠性。其次,根据上述供电系统拓扑结构,研究了35k V电缆的参数矩阵,根据多导体传输线理论,构建了新型电缆牵引网的等效模型,给出了系统的单位阻抗矩阵与单位导纳矩阵,编写了通用的供电分析程序,解析了系统潮流分布特性,探讨了系统的供电能力。进而,在给定运输组织要求下,计及车-网交互影响,基于线路参数和列车运动方程构建了综合节能优化模型;以车-网耦合下系统总能耗最小为目标,研究列车准点运行优化,以充分利用再生制动能量,从而降低运营成本。最后,结合工程案例,提出一种混合遗传-粒子群算法,求解出城轨交流供电系统工程综合节能优化设计方案,包括优化的列车时刻表及运行轨迹,对比既有方案,该综合模型可进一步降低12.81%的系统总能耗,为城轨交流供电系统的节能运行提供重要支撑。