摘要：在城市轨道交通中,再生制动能量能够被相邻列车吸收利用,若不能被完全吸收,那么剩余的再生制动能量会使线网电压迅速上升,为防止再生失效,通常利用制动电阻将剩余能量消耗掉,这造成极大地浪费并带来温升的问题。近年来,随着超级电容、飞轮等新型储能技术的发展,如何利用储能装置吸收利用再生制动能量是城轨交通当今研究的热点课题。因此本文提出利用车载超级电容储能系统吸收并利用再生制动能量,降低列车的牵引能耗。本文研究了超级电容的充放电特性和城轨交通列车的能量特点,并分析了二者之间的能量匹配关系和超级电容应用在城轨交通中的优势。搭建了车载超级电容系统列车仿真和实验平台,利用空间状态平均法对超级电容储能系统进行准确数学建模和性能分析,从理论上分析了超级电容电流闭环反馈控制方法,使超级电容电流的快速准确响应,在此分析的基础上提出一种基于线网电流补偿的间接能量控制策略,对正确控制超级电容充放电的控制算法进行了详细分析,重点介绍了控制算法应满足的电压和电流逻辑关系以及超级电容充电状态(SOC)对充放电电流的校正控制。为验证所提控制策略的正确性,本文运用effect-causes思想在Matlab搭建了车载超级电容储能系统列车运行能量流动仿真平台,能够体现城轨列车搭载超级电容储能系统后能量流动情况,仿真结果能够验证控制策略的正确性。在实验室1.25F超级电容储能系统实验平台上,仿真和实验结果表明,该控制策略能够正确控制超级电容吸收再利用再生制动能量,达到控制目的。