城市交通是城市经济与社会发展的大动脉,必须保持其高效的运转功能。但是,受城市化进程过快和私家车数量增多的影响,目前国内一些中心城市在交通资源供需关系方面已失去应有的平衡。以地铁为代表的现代城市轨道交通,不仅可减缓城市的交通压力,还可提升城市的整体形象。然而,地铁站间距离短和行车密度大的线路特性,决定了地铁车辆频繁在启动加速与制动减速之间切换,这样的特点使得地铁既消耗大量牵引电能又产生大量的再生制动能量。为了减缓再生电能对牵引供电系统的反向猛烈冲击,并切实解决再生电能的快速转移和综合利用问题,合理的设计再生制动能量吸收利用方案很有必要。首先对国内外现有的几种再生制动能量吸收应用方法,以及各方法优缺点进行分析和比较,确定了逆变回馈型再生制动能量利用的方案。根据石家庄地铁车辆的实际参数,建立基本阻力计算模型并分析车辆的制动特性,通过能量转换和平衡方程推导出再生能量计算方法,再利用实例解释再生制动能量的计算步骤,并验证计算结果的精确性,其中得到的相关参数,为论文后续设计逆变并网装置提供理论基础以及建模时参数设置的依据。然后对地铁牵引供电系统、地铁牵引传动系统的原理、结构、数学模型和基于SVPWM的矢量控制等进行了详细研究,在simulink中分别搭建了仿真模型,对同一供电区间内地铁单列车处于不同速度运行以及多列车同时运行的多种情况进行了仿真分析。然后根据前文的计算结果和仿真分析,设计了逆变回馈型再生制动能量吸收利用系统,对系统包含的DC/AC逆变器、LCL滤波器、PLL锁相环模块以及逆变器的SVPWM控制方法等进行了详细研究,并搭建了包括牵引供电系统、牵引传动系统以及逆变回馈系统的完整仿真模型,仿真分析了再生制动能量的产生以及吸收再利用的整个过程。最后利用中车永济电机厂生产的城轨交通实验平台进行多次试验,通过对采集到的大量实验数据进行分析,进一步验证设计的逆变回馈系统的合理性。