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年來(lái)高速鐵路運(yùn)輸發(fā)展迅速，我國(guó)高鐵里程和班次也逐漸增多。高鐵機(jī)車(chē)的制動(dòng)方式有機(jī)械制動(dòng)、空氣制動(dòng)和再生制動(dòng)三種。當(dāng)機(jī)車(chē)處于再生制動(dòng)方式時(shí)，三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)換為發(fā)電機(jī)工作，將機(jī)車(chē)運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芊答伣o牽引網(wǎng)，并呈現(xiàn)出瞬時(shí)功率和能量均較大的特點(diǎn)。以CRH380BL型動(dòng)車(chē)組為例，該機(jī)車(chē)再生制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的******功率可達(dá)8MW，再生制動(dòng)能量約為列車(chē)牽引能量的10%~30%。電網(wǎng)公司對(duì)再生制動(dòng)能量回饋采用倒送不計(jì)的收費(fèi)方式，因此如何有效利用再生制動(dòng)能量是鐵路部門(mén)面臨的重大實(shí)際需求。

目前針對(duì)再生制動(dòng)能量回收利用方法按照再生制動(dòng)的功率大小和持續(xù)時(shí)間可分為小功率短時(shí)間、小功率長(zhǎng)時(shí)間、大功率短時(shí)間和大功率長(zhǎng)時(shí)間四種。例如電動(dòng)汽車(chē)的再生制動(dòng)功率為小功率短時(shí)間情況，地鐵的再生制動(dòng)功率主要有小功率短時(shí)間和大功率短時(shí)間兩種情況，而高鐵的再生制動(dòng)包含以上四種情況。

地鐵再生制動(dòng)能量回收的問(wèn)題研究較多，國(guó)內(nèi)有學(xué)者采用超級(jí)電容器來(lái)回收利用城市軌道交通中的再生制動(dòng)能量，并對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)的控制策略及健康狀態(tài)進(jìn)行了研究。然而與地鐵相比，高鐵的再生制動(dòng)能量特性在于其功率和能量都大很多，并且由于超級(jí)電容器能量密度小，價(jià)格昂貴，采用單一的超級(jí)電容器來(lái)回收高鐵再生制動(dòng)能量所需成本很高。合儲(chǔ)能系統(tǒng)在電氣化交通領(lǐng)域的應(yīng)用，目前也有廣泛的研究。但是，在有關(guān)學(xué)者的研究中都是給出固定容量的儲(chǔ)能系統(tǒng)來(lái)回收再生制動(dòng)能量，未根據(jù)再生制動(dòng)能量的負(fù)荷特性對(duì)所配置的儲(chǔ)能系統(tǒng)容量進(jìn)行優(yōu)化。當(dāng)前面臨的主要問(wèn)題是如何優(yōu)化配置混合儲(chǔ)能系統(tǒng)的容量使得用戶(hù)收益******。