1. 研究目的与意义
近年来，环境不断的恶化加上能源日益短缺，通过石油、煤炭传统生产电能的方法已经不能符合环保可持续的发展，为了注重环保效益并提高经济效益，利用一些可持续能源，丰富发电产业。于是，出现了越来越多的以光伏和风机发电的电网，合理地利用我国各地的特点。为了发展这种可持续的分布式电网，将大量分布式能源采集装置和分布式能源储存装置互联起来，实现能量和信息双向流动的能源对等交换和共享网络。
连接分布式电网的关键就是利用能量路由器，可以实现交直流电网混合进行分布。
对于可再生能源的有效利用方式是分布式的就地收集，就地存储，就地使用，然而基于可再生能源的分布式发电系统因其间歇性、波动性，并不能充分地保证自发自用，因此需要与其他分布式电网或公共电网互联，从而促使了传统电网向未来电网的转型升级与发展。
2. 课题关键问题和重难点
研究混合交直流电网能量路由器的难点在于能量路由器的结构拓扑及其中参数的计算。结构拓扑需要考虑到的是要适用于交直流的混合，通过整流、隔离变换和逆变的过程来升降压，从而满足电网的需求，能提供高压交流、低压交流、低压直流；其次，需要考虑到的是控制系统，对应着能量路由器中的整流、隔离升降压变换及逆变，控制环节可以提高输出的可靠性，控制正弦的电压波形，控制无功和有功。
由于能量路由器是一个复杂的电力电子系统，其中包含的基础元件很多，参数设计就关系到每个环节的可靠动作。主电路拓扑中变换器模块多，各级的参数会产生复杂的前后关联影响，系统需要为参数误差留有稳定裕度；控制系统底层顶层结合，策略繁多，需要控制系统与电路参数配合默契；能量路由器接口设计使其可能将大量具有随机性的电气设备接入，参数设计需要考虑系统稳定性。3. 国内外研究现状（文献综述）
文献【1】：能量路由器是能源互联网的关键技术之一，其电路拓扑和运行控制与可再生能源接纳、灵活电力变换息息相关。与传统基于固态变压器的能量路由器不同，文中提出一种交直流混合、工频隔离、交直流模块化的能量路由器电路，便于低压交直流配电网接入、负荷供电、可再生能源和储能等分布式电源消纳。在此基础上，基于虚拟电机理论，还提出该能量路由器的控制策略，交流侧接口采用虚拟同步电机控制，直流侧接口采用虚拟直流电机控制，以增强系统惯性和阻尼，提升系统稳定性。然后，建立了虚拟电机控制的数学模型，分析其小信号模型和功率分配特性。最后，针对一个典型的能量路由器系统，利用PSCAD/EMTDC 的仿真结果验证了所提电路拓扑和控制策略的正确性和有效性，为能量路由器和能源互联网的研究提供了一种新的模型和方法。
本文提出一种能量路由器电路，对于交流接口，采用单相组式逆变器的电路结构，降低交直流电压应力，并兼顾模块化和成组运行的能力；对于直流接口，采用双向Buck-Boost 电路模块，增强可再生能源、储能和负荷的接纳能力。此外，还提出了相应的控制策略，采用统一的虚拟电机控制技术，交直流接口分别采用虚拟同步电机和虚拟直流电机的控制策略，有效地提升能量路由器的惯性和阻尼，增强系统的稳定运行能力和功率分配能力。仿真结果验证了所提能量路由器电路及其虚拟电机控制策略的正确性和有效性，为能量路由器的研究提供了一条新的有效途径。
Boost变换器 升压式变换器，是一种输出电压高于输入电压的单管不隔离直流变换器。
4. 研究方案
选择三级式能量路由器，即AC/DC、DC/DC、DC/AC的拓扑结构。
AC/DC整流模块一般采用载波移相脉宽调制(SPWM)方法，同时加入高压直流母线电压和网侧电流的双环控制(无差拍控制)；
DC/DC隔离变换模块在双向全桥变换器(DAB)变换环节采用高频调制对两侧H桥进行控制，占空比为50%。可以通过两侧H 桥调制信号的相位差来控制流过功率的方向和大小；
5. 工作计划
1.先整合现有的论文，学习了解能量路由器的基础知识，主要解决能量路由器的定义与作用，以及更重要的解决能量路由器的结构与控制。
2.选择好研究的拓扑结构，其中两级式和三级式运用较为广泛。
3.对选择好的拓扑结构进行参数计算，各元件的选择，及控制系统的设计。
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