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城市轨道交通地面式超级电容储能装置作为一种新型轨道交通再生能量回收装置，得到了广泛关注。本文以城市轨道交通地面式超级电容储能装置为背景，对超级电容储能系统建模及控制器设计进行了探讨，本文首先介绍城市轨道交通地面式储能装置的工作原理和控制策略；接着，本文从超级电容模型和变流器模型两个方面，阐述了考虑超级电容电极动力学支路的超级电容储能系统的电路模型并利用状态空间平均法和小信号模型法对储能装置不同工作状态进行建模；最后本文利用储能装置模型对储能系统控制器设计进行了分析并给出了充放电实验结果。