近年来,在国家政策大力支持下我国城市轨道交通发展迅速,路网规模不断扩大,且随着新技术的发展,建设更加节能高效的城市轨道交通系统成为未来的发展方向。在众多新技术中,制动能量回馈技术和超级电容储能技术是当前研究的热点。本文重点针对这两种节能技术及其在北京地铁的应用情况进行了研究,并通过对比分析,得出了一些有益的结论。本文主要工作如下:首先,对能量回馈装置主电路拓扑进行了分析,建立了其开关函数模型,介绍基于同步旋转坐标系下的双闭环控制方法,并通过仿真实验验证了其有效性;探讨了能馈装置的三种可能应用方案,对比了各自的优缺点,结合能馈装置在北京地铁10号线的典型应用案例,对其节能效果进行了分析。其次,介绍了超级电容单体及模组、有效储能量的概念及原理,研究了超级电容储能装置的主电路拓扑方案,完成了主电路参数设计;在经典双闭环控制策略的基础上,设计了基于静态阈值的双闭环控制策略,完成了超级电容储能系统基本功能的仿真验证及实验平台验证;结合超级电容储能装置在北京地铁的实际应用案例,对其现场运行情况及节能效果进行了分析。最后,从对外接口、安装空间、设备功能、节能效果、应用场景、设备成本以及使用寿命等方面对能量回馈方案和能量储存方案进行了对比。利用项目组开发的系统仿真软件,以北京19号线作为研究对象,对两种节能方案分别进行了仿真和对比分析。上述研究成果为最终节能方案的选择提供重要参考。图72幅,表23个,参考文献46篇。