超级电容是近几十年发展起来的储能装置,其具有充放电速率快、功率密度高以及对环境无污染等优势,逐渐吸引了人们的目光。但是由于超级电容储能控制技术难度大,在使用过程中容易带来能量利用率不高以及控制性能较差的缺陷。因此,本课题针对超级电容储能系统优化控制进行了研究。文章首先对超级电容储能系统总体进行设计,建立超级电容储能系统充放电数学模型,分析了在不同模式下双向DC/DC变换器的工作原理,随后设计了超级电容以及电路中主要元器件参数,最后建立了超级电容储能系统在不同工作模式下的传递函数。针对超级电容储能系统非线性特性,本课题采用了粒子群优化算法来对储能系统进行控制。首先在MATLAB/Simulink中编译粒子群优化算法,建立系统简化模型,得出各个环节的优化参数;随后搭建超级电容储能系统工作在不同模式下的仿真电路,研究传统PID控制参数和粒子群优化控制参数,进行对比仿真实验,验证优化控制策略;最后通过比较传统PID控制和粒子群优化控制两种实验结果,验证了本课题所提出优化方法相较于传统PID控制具有良好的稳态响应精度和动态响应速度。搭建了基于dSPACE的超级电容储能系统优化控制实验平台,进行了系统硬件辅助电路的设计,包括IGBT驱动电路和光耦隔离电路。随后选取超级电容作为储能装置,以双向DC/DC变换器为能量传输拓扑,在dSPACE中完成粒子群优化控制算法的编译及控制电路的搭建,将实际电路中采集的数据通过dSPACE中控制电路及优化算法进行处理,搭建超级电容储能系统优化控制实验平台,进行了超级电容在不同工作模式下的稳态实验和动态实验,并将优化控制下的结果与传统PID控制下的结果进行了比较分析。结果表明本课题所提出的优化方法可有效应用于储能控制,验证了所设计的超级电容储能系统具有良好的稳定性和动态性能。本文提出的超级电容储能系统优化控制实验平台为储能系统的研究提供了理论证明和实验方案,为超级电容储能系统的优化控制提出了新方法。