由于能源的匮乏和环境的恶化,光伏发电系统受到人类的重视。传统的电池储能存在功率密度小,循环使用寿命低等问题。超级电容器是一种新型的储能元件,与普通电容器和电池相比,具有快速充放电和大容量储能等优点。因此,本文将超级电容器运用于传统蓄电池储能的独立光伏系统,旨在提升系统的充放电速率和改善系统的电能质量。论文首先介绍了超级电容器的工作原理及特性,并对超级电容器的充放电特性进行实验研究。在实验研究的基础上提出了超级电容的动态等效电路模型,为掌握超级电容器的工作特性和系统的搭建奠定了理论基础。其次,设计了智能控制的混合储能系统充放电控制器,并设计了充放电外围硬件模块。设计了基于TL431基准电压源的均压电路,使超级电容器使用过程中电压不均衡的问题得以解决。提出了超级电容器阵列的串并联切换电路,使超级电容器储能装置的能量利用率大大提高。最后,利用搭建的系统进行太阳能电池阵列对蓄电池及超级电容器的充电实验和蓄电池、超级电容器对负载的放电实验。实验结果表明,在大功率冲击性负载对微电网产生供电电压暂降影响,以及电网不稳定状态下供电中断等情况下,超级电容器充分发挥了高功率密度和快速充放电的特性,在维持储能系统的电压平稳度和功率补偿方面发挥了极佳的效果,验证了超级电容器蓄电池混合储能对微电网电能质量的改善作用,同时通过负载的正常稳定的运行验证了本文所设计的光伏发电系统的可靠性和有效性。