由于能源危机问题和矿井事故不断凸显,矿用负载储能系统研制已成为可有效解决我国煤炭行业节能减排的重要措施之一。早期矿用装置都是采用电阻耗能制动方式,直流母线波动严重,稳压效果差,且由于热能的耗散,也使井下巷道内温度上升,为安全生产埋下隐患。为此,实现矿用负载再生能量有效吸收并稳定直流电压已成为这一应用领域急待解决的重要议题。本文以矿用提升系统为研究对象,通过控制实现直流母线电压稳定,并合理安排运行方式,最大限度实现超级电容阵列优化设计。首先,就矿用领域的应用特点进行了相关说明,提出了超级电容应用于矿用提升机的整体框架结构,并就该系统中超级电容充放电方式、超级电容均压、容量约束条件等细节进行了讨论；分析了该系统需重点监测对象的特点；明确了监测对象下的故障报警及保护实现；其次,从储能系统自身特点出发引入了双向DC/DC变换器,对其关键器件的选型进行了分析计算；建立了单端稳压型buck和boost两种工作模式下的统一小信号模型,就双向功率流控制策略进行了分析；绘制了开、闭环传递函数bode图,并设计了PI调节器参数；第三,对矿用负载工况再生数据进行了提取；通过引入模糊S型隶属函数,解释了能量在超级电容、电网和斩波电阻间的分配关系；对单体式和共用式两种不同应用场合下储能系统运行状态进行了建模仿真；就多机不同运行状态进行了时间节点下的超级电容阵列容量最优化配置；最后,本文以双向DC/DC变换器为核心对储能实验平台软硬件关键技术进行了研究,以双向DC/DC变换电路、U盘存储、界面分析显示三个方面进行了说明；在完成关键部件的设计后,进行了相关验证性实验；就直流母线电压稳定性、充放电过程正确性以及数据存储和离线界面显示功能进行了观察和说明。