超级电容作为一种新型储能元件，因其独特的优势，不仅成功应用于电力系统领域，还广泛应用到轨道交通、电子通讯、军事等领域，而分散性及可靠度严重制约着超级电容储能的发展，为此，引入电压均衡技术来抑制分散性对整个储能系统的影响，引入冗余容错连接方式改变系统可靠度难以提升的现状。本文针对超级电容储能系统中单体间不同冗余连接方式的可靠度，不同冗余连接方式对储能系统的影响，超级电容储能系统建模，相关自重构充/放电控制策略等四个方面展开研究。论文所完成的主要工作和创新点如下:　　1、论文首先对储能技术进行概述，通过大量数据分析、对比，凸显超级电容独特的优势;然后分析了分散性对超级电容储能系统的影响，对超级电容电压国内外电压均衡技术发展现状进行综述，考虑到影响超级电容电压均衡速度的因素较多，在仿真前将各方案超级电容初始值、仿真环境都设为相同，最后在PSIM9.0仿真环境下得到部分典型方案仿真结果，在此基础之上，对现有均压方案进行分析、对比。　　2、建立了超级电容储能系统充/放电数学模型，引入一种适用于超级电容单体的冗余容错连接方式并给出简化等效电路模型，在此基础上结合自重构技术，提出超级电容自重构储能系统充/放电控制策略，并详细阐述该控制策略下如何利用自重构实现超级电容各单体充/放电过程电压均衡与冗余容错。　　3、以指数分布情况下，超级电容储能系统中模组冗余与单体冗余两种连接方式可靠度研究为基础，利用MATLAB针对指数分布情况下两种冗余连接方式可靠度进行仿真分析、对比;考虑到实际储能系统中故障状态又分为短路、断路两种情况，为更贴近实际，进而又以短路、断路、成功三状态进行分析，针对不同冗余连接方式下超级电容储能系统三状态分布可靠度展开研究，推导出三状态分布情况下串/并联单体数量与可靠度间的函数关系及最大值整定原则，并在MATLAB2010a仿真环境中对三状态分布情况下两种冗余连接方式可靠度进行仿真分析、对比;通过PSIM9.0与MATLAB2010a联合仿真验证了超级电容自重构储能系统的可行性，为下文实验平台的搭建提供了理论支撑。　　4、根据上述理论分析与设计需要，利用Altium designer6.9绘制出相关原理图及PCB，考虑到电压检测方案较多，各方案精度、成本各异，针对线性光耦法和运放差分法两种方案，分别从仿真和实验两个角度对数据进行分析、对比，通过Origin8.5绘制出相关图形;利用MPLAB软件针对各子模块及自重构充/放电算法进行软件编写，并自行购买元器件、焊接，制作完成了一台超级电容自重构储能系统实验样机;在此基础上通过Tek-TDS2012B示波器测出3支KAMCAP超级电容部分充/放电实验波形，并结合相关实验数据，验证了该方案的正确性。