能源和环境问题的日益严峻,全球能源结构正快速调整,清洁低碳可再生能源发展迎来新机遇。多端口电能路由器（electricenergy router,EER）因具有与不同电压等级交直流端口,允许多种分布式新能源电源和负荷灵活接入,而成为能源互联网和微电网的核心节点和纽带。作为电能路由器中实现能量变换的核心装备,电力电子变压器（power electronics transformer,PET）在实现电气隔离和双向功率传输中扮演着关键角色。混合三电平 DAB（hybrid-three-level dual-active-bridge,HTL-DAB）变换器因兼有三电平拓扑承受电压等级高和两电平全桥电流出力大等优点,在PET直流-直流接口变换器应用中备受青睐。然而HTL-DAB变换器的数学模型、工作原理、运行特性不同于经典两电平DAB,尤其在系统稳态运行特性优化、动态响应性能优化等方面尚存在诸多不足,开展HTL-DAB理论建模和控制策略研究具有重要的研究价值和工程意义。本文的主要研究内容如下:首先,介绍了 HTL-DAB 变换器的拓扑结构与 PWMPS（Pulse Width Modulation Phase Shift,PWMPS）控制策略的工作原理,分析了变换器PWMPS控制的12种开关序列工作模式,建立了不同模式下的传输功率与电流应力模型,采用KKT（karush-kuhn-tucker,KKT）条件算法优化了系统工作电流应力,提出了基于混合三电平DAB变换器的全工况稳态优化控制策略,通过调整不同的开关序列,变换器同时实现了最小电流应力和软开关运行,有效减小系统通态与开关损耗,提升了变换器效率。其次,建立了适用于HTL-DAB变换器12种工作模式的全工况状态空间平均模型,设计了状态反馈精确线性化系统控制器,提出了一种基于开关序列重构的瞬态电流优化控制策略,在开关序列发生突变时通过插入半开关周期的过渡状态,从而降低直流偏置电流,减小瞬时状态电流应力,改善了系统动态响应性能。再次,针对电力电子变压器中直流母线存在固有二次电压纹波问题,分析了基于DAB变换器二次脉动功率传递的纹波抑制原理,提出了一种基于虚拟功率单元的HTL-DAB 变换器 IIOP（Input-Independent Output-Parallel,IIOP）结构的二次纹波电压抑制策略,利用脉动功率前馈控制有效抑制高压侧直流母线的电压纹波,基于叠加对消原理低压侧母线电压纹波明显减小,有利于滤波器体积和成本的降低。最后,搭建了 HTL-DAB变换器的实验验证平台。首先介绍了实验平台的硬件与软件设计,硬件设计部分主要包括主电路的开关器件选型,以及采样、信号调理与控制等辅助电路设计;软件部分主要设计了控制算法架构以及控制程序流程;在搭建实验平台上实验验证了本文所提算法的有效性。