城市轨道交通具有快捷准点、运载量大、安全舒适、绿色节能等优点,逐渐在城市公共交通中发挥重要的作用。然而,其站与站之间的距离短,车辆运行密度高,启、制动频繁的特点使得列车在牵引加速过程中需要较大的启动功率,在制动减速时产生巨大的再生能量。对于城轨大功率大能量的特点,如何有效抑制直流牵引网压波动、充分回收再生制动能量、提高能量利用率是目前城轨领域研究的热点问题。针对这一问题,论文采用一种混合储能装置,将高能量密度的蓄电池装置和高功率密度的超级电容装置组成混合储能系统,以满足城轨交通功率与能量的双重需求。因此,本文主要对城轨混合储能系统的充放电控制策略和能量管理策略等问题展开研究。首先,分析了城轨牵引传动系统原理,搭建了基于永磁同步电机矢量控制的城轨牵引供电和传动系统实验仿真平台,模拟城轨列车实际运行工况,对实验仿真平台的各个环节进行了详细的原理论述和模型建模。然后,对混合储能系统进行了研究,从蓄电池与超级电容的性能和电路等效模型到双向DC/DC变换器的工作原理均作了详细的介绍与建模分析,选择了合适的混合储能系统拓扑结构,并对基于双向DC/DC变换器的混合储能系统充放电控制策略进行了设计与仿真,仿真结果验证了混合储能系统及其充放电控制策略能明显的抑制牵引网电压波动并有效吸收再生制动能量。最后,分析了传统电压分层的城轨混合储能系统控制策略的不足,为充分发挥混合储能系统的优势,论文提出了基于模糊逻辑控制的城轨混合储能系统能量管理策略,从而实现混合储能系统的协调控制,提高再生制动能量利用率。利用Matlab/Simulink进行仿真实验,对比分析仿真结果,证明了基于模糊逻辑控制的城轨混合储能系统能量管理策略能够使得混合储能装置进行协调控制,从整体上提高城轨混合储能系统的节能稳压效果。