超级电容器利用双电层原理直接存储电能，其容量可达数万法，是介于蓄电池和传统电容器之间的一种新型储能装置。其基本结构如图9.3所示，主要由储能用的超级电容器组、双向变换器、整流器、逆变器和控制单元构成。

图9.3 超级电容器储能

超级电容器储能系统的基本原理是三相交流电能经整流器变为直流电能，通过逆变器将直流逆变成可控的三相交流。正常工作时，超级电容器将整流器直接提供的直流能量存储起来。当系统出现故障或者负荷功率波动较大时，通过逆变器将电能释放出来，准确快速补偿系统所需的有功和无功功率，从而实现电能的平衡与稳定控制。如果所逆变的电压高于系统电压，那么逆变器就向系统提供功率。如果低于系统电压，它将吸收功率。双向DC-DC变换器实现直流低压侧超级电容器组与直流高压侧之间的能量转换。

超级电容器作为一种无源的电力储能器件，其在能源互联网中的巨大的优越性表现为：

1）功率密度高。超级电容器的内阻很小，而且在电极/溶液界面和电极材料本体内均能实现电荷的快速存储和释放。

2）充放电循环寿命长。超级电容器在充放电过程中没有发生电化学反应，其循环寿命可达万次以上。

3）充电时间短。完全充电只需数分钟。

4）实现高比功率和高比能量输出。(www.daowen.com)

5）存储寿命长。

6）可靠性高。超级电容器工作中没有运动部件，维护工作极少。

7）环境温度对正常使用影响不大。超级电容器正常工作温度范围为-35～75℃。

8）可以任意并联使用，增加电容量。若采取均压后，还可串联使用。

由于以上的优点，超级电容器储能在能源互联网中的用途十分广泛。其中，最为典型的有电车电源、电力系统应用等。

在电车电源中，由于超级电容器具有非常高的功率密度，因此可以很好地满足电车在起动、加速、爬坡时对功率的需求，可以作为混合型电动车的加速或起动电源。

超级电容在电力系统中的应用最为广泛。超级电容器替代电解电容器，应用在高压变电站及开关站的电容储能式硅整流分合闸装置中。作为储能装置，可以解决电解电容器由于储能低及漏电流大造成的分合闸装置可靠性差等缺点，防止产生严重事故。超级电容器代替电解电容器能保持原装置简单的结构，还能降低成本，减少维护量。超级电容器也可以用于分布式电网的储能。该系统利用多组超级电容器将能量以电场能的形式存储起来，当能量紧急缺乏或需要时，再将存储的能量通过控制单元释放出来，准确快速地补偿系统所需的能量，从而实现电能的平衡、稳定控制。