随着我国电气化铁路的飞速发展,传统牵引供电系统中的机车过分相问题和以负序为主的电能质量问题与铁路安全、高效运行的矛盾日益凸显。为解决这一问题,同相供电技术应运而生。在我国中西部地区铁路长大坡道区段大量的列车再生制动能量无法得到有效利用,且铁路穿越地区光照资源丰富但沿线光伏利用率低,将光伏发电系统以及混合储能系统接入同相供电潮流控制器直流环节来吸收再生制动能量并削减牵引负荷,可以进一步降低牵引供电系统运行成本,提高铁路运行效率。如何在满足同相供电负序补偿要求的约束下合理调配储能和潮流控制器,实现光伏就近消纳以及牵引供电系统最优运行,满足供需平衡,值得进一步研究。本文主要工作如下:（1）同相牵引供电系统日前经济性优化。针对同相牵引供电方式下变流器直流环节光伏和混合储能系统的接入,以系统日综合运行成本最低为目标,建立同相牵引供电系统日前经济运行优化模型。该优化模型考虑了所需要支付的两部制电价成本,通过将使用分段线性化方法将电池荷电状态分段并计算电池的循环退化成本,并计及了三相电压不平衡约束,将日运行周期内牵引供电系统综合成本最小化。（2）同相牵引供电系统日内运行校正优化。考虑到日内运行时光伏预测误差和牵引负荷的随机波动,通过光伏和牵引负荷的概率预测信息,建立包含随机变量的机会约束,以最小化系统供电功率偏差为目标,构建基于模型预测控制的日内滚动优化模型。通过对概率形式的机会约束条件进行确定形式转化,构造有限时域内的混合整数凸二次规划模型,实现牵引供电能力与负荷需求的平衡。（3）基于实际工程案例,建立了同相牵引供电系统“日前-日内”多时间尺度优化调度模型,并求解得出混合储能系统以及同相潮流控制器运行控制策略。通过对光伏和混合储能装置投入前后进行比较,对比结果验证了模型和方法的正确性。