随着我国城市人口的不断增长,为了解决城市人群出行不便的难题,城市轨道交通作为一种高效环保、快速安全且不占用城市地面空间的解决方案在我国被广泛的应用,大部分一二线城市相继建设了地铁、有轨电车或轻轨等公共交通。由于城市轨道交通的站间距短、车辆速度快及牵引制动频繁、制动能量大等特点,有很大的再生制动能量可以利用。对于再生制动能量利用装置,飞轮储能装置具有寿命长、能量密度大等特点,近几年成为国内外研究的热点。本文主要对牵引供电系统中飞轮储能装置进行建模,并设计软件实现含储能装置的城市轨道交通系统仿真。本文说明研究再生制动能量利用的意义,分析了三种再生制动能量利用装置的优劣及飞轮储能装置国内外研究现状。明确了储能式再生能量利用装置是未来的方向,但其在城市轨道交通仿真软件中的应用相对较少。通过分析城市轨道牵引供电系统中整流机组、列车及牵引网络模型及列车运行图法,为建立飞轮储能装置在直流牵引供电系统中的模型打下基础。针对飞轮储能装置在轨道交通的模型,根据传统飞轮外特性且考虑飞轮储能装置与整流机组间得配合,提出理想电压源和恒功率源并存的通用模型。同时,根据该模型的特点提出了新的状态控制策略。最后,在Visual 2010平台上设计储能模块并设计了相应的计算算法、输入及输出界面等。对含飞轮储能装置的牵引供电系统进行仿真,验证装置模型及软件的有效性。