针对动车组列车行驶在长大坡道上存在再生制动失效和供电质量下降的问题,设计了一种适用于长大坡道的动车组地面再生制动能量储能系统。对储能系统3种不同工作状态进行了分析,确定储能系统中DC/DC变换器的拓扑结构。利用MATLAB/Simulink搭建储能系统仿真模型,对储能系统的控制方法和可行性进行了仿真分析,验证了方案的可行性。为解决动车组列车行驶在长大坡道下坡上存在再生制动失效和供电质量下降的问题提供了参考依据。