能源互联网由于集成了信息技术和传统能源系统的优点,成为新一代能源系统转型的方向。电力能源路由器作为能源互联网中的重要设备,能够平抑可再生能源、电动汽车等不确定性可回馈式负载接入电网造成的不确定性波动,实现削峰填谷。双向AC/DC变换器是电能路由器与电网之间的接口,对电能路由器的安全稳定运行具有重要意义。本文以家庭为主要应用场合,对双向AC/DC变换器的硬件电路搭建、基于自适应锁频的多模态控制策略、有源功率解耦技术进行研究。首先,完成了双向AC/DC变换器的硬件电路设计。分析了电力能源路由器的分层控制方法和对双向AC/DC变换器的功能需求。选用单相全桥变换器作为主电路拓扑,分析了整流与逆变模式下的工作模态,对变换器的滤波电感和滤波电容进行了参数计算并选取开关器件设计驱动电路,搭建了1k W硬件平台。最后对变换器双向传输时的理论损耗分布进行了计算与分析,并进行了实验验证。其次,研究了基于自适应锁频的双向AC/DC变换器多模态控制策略。针对传统自适应锁频环锁频性能不佳的问题,引入考虑误差平方项的自适应频率估计律,提升锁频环的相位跃变抑制能力。针对引入误差平方项增加非线性程度的问题,建立了二阶线性化时不变函数模型分析系统的动态锁频性能并给出了系统的参数设计方法。随后,对变换器的电流内环建立等效模型。在此模型基础上,分析了控制器参数和频率扰动对抗扰和动态性能的影响。设计外环控制器实现在多模式下稳定运行,利用锁频环在线估计网侧频率,提升变换器的非工频条件下运行能力,实现模态平滑切换控制;最后,研究了单相AC/DC系统的有源功率解耦技术。首先分析了单相AC/DC系统的二倍频纹波来源,给出了双向Buck模块实现功率解耦时的工作模态、储能电容和滤波电感参数设计方法以及无源器件电压电流应力分析。提出了一种电压型的功率解耦控制策略,在不增加额外采样器件的条件下实现了整流与逆变双方向下的功率解耦,并通过实验验证了所提方法的有效性。