城市轨道交通迅速发展的同时也成为电网的耗能大户,为缓解城轨系统供电压力,促进节能减排,引入新能源成为了一项有效措施并得到了初步应用。随着我国太阳能发电技术的提高和国家政策支持,光伏优势突出将是未来轨道交通应用可再生能源的重要组成部分。由于机车负荷波动大且伴有大量再生制动能量,光伏接入城轨牵引供电系统需引入储能系统平衡能量分配、抑制网压剧变。目前针对光储接入城市轨道交通系统研究处于初步探索阶段,大规模系统化接入仍面临挑战,为此,本文做了如下方面的研究:首先,分析了光伏接入城市轨道交通供电系统的运行特性。搭建了城轨供电系统Matlab/Simulink仿真模型,并进行谐波及无功分析。介绍了光伏基本原理并建立仿真模型,为探究光伏对城轨系统电能质量方面的影响,将光伏分别接入主变交流35k V侧和降压所交流400V侧进行仿真分析。针对大容量光伏接入引起的并网点功率因数下降,通过改进控制策略,使逆变器输出一定无功从而提高功率因数。然后,对光储接入城轨直流牵引供电系统展开研究。基于单列列车牵引计算数据建立变电站负荷的数学模型,并结合所建再生回馈装置仿真模拟牵引网功率-电压变化。对比储能加入前后新能源系统电量节省及光伏利用情况,验证了储能接入的必要性,并提出采用QPSO算法优化储能充放电时间的能量管理策略,以此来提高对机车再生制动能量的回收效率。在原有储能功率控制策略基础上,引入基于模糊PID的电压控制策略,实现在能量分配控制下维持并网电压的稳定。最后,建立了光储接入牵引供电系统的全寿命周期经济性模型,探讨了不同利益主体运营模式下的收益模型,分析成本与补贴共同变化、储能充放电效率及借贷方式对经济效益的影响。为优化光储容量配置,提出了不同运营模式下的容量配置方法。计及单利益主体下,以总成本最低和总光储利用电量最高为目标进行优化,并利用模糊理论获取折中方案;计及不同利益主体下,通过方案比较及数据分析得到光储容量推荐方案,相关研究结果可供项目投资者参考。