船舶电力推进系统[1]的制动过程十分复杂，整个短暂制动过程中会产生巨大制动能量，如果不能及时对这股能量进行有效的控制和处理，将会导致直流母线侧电压发生骤增现象。一旦电压骤增至危险值以上，将会严重损坏电力推进系统内功率开关等相关电子器件进而导致整个系统的损害，严重威胁舰上操作人员的安全。因此，为了短时间能高效的控制利用这股制动能量，决定采用超级电容储能系统飞轮储能系统相结合的储能方案，对这部分高功率制动能量进行储能及控制，以期最终将直流母线侧电压稳定在安全范围内。
　　首先介绍了船舶电力推进系统高功率制动能量控制的原理。通过分析比较船舶电力推进系统的几种制动方式并择优选取，比较分析了几种储能方式对所选制动方式的匹配程度及优势劣势，最终确定超级电容储能和飞轮储能相结合的设计方案。分析了飞轮储能和超级电容储能的系统结构，并解释了相关的工作原理。
　　然后，对船舶电力推进系统制动过程进行了分析和研究，选用了三相异步电机来模拟实际的船舶电力推进系统。针对飞轮储能所选用的永磁无刷直流电机的转矩脉动抑制进行了相关研究工作，并对飞轮储能系统电网侧和电机侧在实际储能释能(充放电)过程进行分析研究。针对超级电容储能阵列及双向DC-DC变换器进行研究设计。通过研究超级电容串联均压电路的相关问题来进一步实现超级电容系统的控制策略，为超级电容储能系统在船舶电力推进系统中的有效应用的可行性作验证。
　　最后，通过选用设置了参数的三相异步电机在制动等工况下的运动模拟船舶电力推进系统推进电机的制动过程，计算得到船舶在制动过程中产生的能量大小，进而确定飞轮储能系统和超级电容储能系统的储能容量。在Matlab/Simulink平台上搭建船舶电力推进系统的仿真平台，并构建高功率制动能量控制系统，设计其中的飞轮储能子系统以及超级电容储能子系统。在模拟船舶运动状态过程中，通过给定电机加速、制动等控制信号后，仿真验证高功率制动能量控制系统对于制动能量的控制、储能效果及其控制策略的有效性。实验结果证明了方案的可行性及有效性。