随着全球能源日益短缺和环境污染问题的日益严峻，分布式可再生能源已成为当今社会的发展重点。在分布式电源日益增长和智能电网的大前提下，智能家庭微电网能量管理系统作为大电网智慧分布在各个家庭的代理终端，势必会得到大力推广。
　　本文以可再生能源的发展与消纳作为研究背景，以家庭能量管理系统作为研究对象，设计了一种基于电能路由器的用户级微电网能源管理系统，包括系统拓扑结构与优化控制策略。其中电能路由器承担着十分重要的角色，它不仅接入了分布式可再生发电设备、储能设备、市电和各种家用负荷，而且可独立管理和控制这些设备，实现用户期望的优化目标，具有真正意义上的“自主运行”。在控制策略上，针对可再生能源发电功率以及家用负荷使用的强随机性，以及储能电池灵活的充放电带来的复杂的能量调度问题，采用模糊控制算法与改进的离散二进制粒子群算法对系统模型进行多目标优化，在不同特性的约束条件下，得到了各时段系统运行状态、可调度负荷的工作状态以及蓄电池和电动汽车的充放电功率，旨在实现家庭能量管理系统中源、储、荷的协调配合，达到科学用电、增强系统适应能力的目的。
　　综合考虑系统拓扑结构与设计目的，完成了电能路由器的软硬件结构设计并成功搭建了实验平台进行系统测试。实验结果表明，电能路由器可以实现电源与负荷间的无缝切换以及各运行模式的自由切换；能够成功实现系统微网互联功能且具有良好的暂态稳定性；可以通过系统优化的负荷调度达到节能和错峰的目标，并且使用户满意度维持在较高水平；在尽量减小光伏馈电上网对电网影响的同时，确保了光伏的本地消纳率，保证了用户用电的可靠性。最终所设计系统实现了家庭级的能源自治管理，提高了用户综合收益，具有极好的应用前景。