随着全球化石能源的逐渐枯竭和世界对能源需求数量质量要求不断提高的矛盾不断加深，各国与各国际组织不断推动可再生能源发展。为提升可再生能源利用率，研究人员研究出了一套因地制宜充分利用当地可再生能源资源的新能源微电网系统，整个系统包括了新能源发电系统、储能系统、能量转换器、控制保护装置等，其中储能系统部分起到了稳定系统能量供给连续性、提升新能源利用率、提高系统中的电能质量的作用，是新能源微电网系统的重要组成部分。本文针对新能源发电系统不可控性、随机性的特点，选取拥有良好高低温特性、循环使用寿命长的超级电容作为系统的储能元件展开研究，针对其的工作结构特点，建立了超级电容的新型动态模型，对模型的参数在线估计算法进行了深入研究，并优化了储能系统的充放电控制策略，主要研究成果如下：
　　对超级电容的工作原理进行了详细的研究分析，比较了了几种典型的描述超级电容工作过程的物理模型和直观反映超级电容电气特性的等效电路模型，从其双电层结构的物理模型中反应的其工作过程中电荷不均匀运动的特点，建立了反应超级电容动态特性的新型动态模型，并完成了其数学模型的建立。
　　在超级电容恒流充放电实验的基础上对新型动态模型进行了数学推导，提出了该模型参数的离线估计方法，并提出了适合该模型的拓展卡尔曼滤波在线参数估计算法，以离线参数估计法辨识得出的参数作为初始参数输入超级电容器新型动态模型的仿真电路，并通过实验仿真验证了该模型的精度和有效性及扩展卡尔曼滤波算法在超级电容器新型动态模型参数辨识中的可行性。
　　分析了双向DC/DC变换器的工作原理，对比多个双向DC/DC变换器的拓扑后选取了双向Buck/Boost电路作为本系统的双向DC/DC变换拓扑，建立该拓扑的小信号模型并据此设计了电压外环电流内环的控制方式，并针对新能源发电的特点提出了一个考虑直流母线电压波动裕量的充放电控制策略，并在Simulink平台上建立了仿真模型，仿真结果验证了提出的充放电控制策略的有效性。
　　通过对比选取了在上位机软件上的仿真方案进行仿真实验，同时搭建了针对新能源微电网储能系统的综合测试平台，并在该平台上进行了在不同的负载波动情况下超级电容储能系统持续充放电实验，对比分析了上位机软件中的仿真值与实验得到的测量值，得到的误差结果证实了本文提出的超级电容模型及其参数辨识方法的可行性和准确度。