一种基于新能源的混合双向互动式直流牵引供电系统，有两个牵引变电站，每个牵引变电站又包括变压器、整流器、双向交流-直流（AC-DC）变换器、直流母线、接触网、钢轨和分区所。在相邻的两个牵引变电站之间的直流母线上设置有由电动汽车充放电系统、分布式电源和1个以上的低压直流微电网构成的直流新能源系统，直流新能源系统通过高压直流母线与相邻的两个牵引变电站的直流母线相连，从而在一个供电分区内形成直流环形微电网，其中电动汽车充放电系统是由1个以上的用于连接电动汽车动力电池的双向直流-直流充放电机构成。本发明实现了分布式新能源的有效利用和电力机车制动能量的回收；减小了直流母线电压的波动，提高了直流牵引供电系统的供电可靠性。