随着分布式能源的日益增长以及新型负荷的不断涌现,构建新型电力系统势在必行。能量路由器（Energy Router,ER）作为新型电力系统的核心装备,其功能性以及可靠性成为发展新型电力系统亟待解决的问题。但是,目前的研究主要倾向于能量路由器在配电网中的应用,很少关注能量路由器中电能的灵活分配和端口间的协调运行控制。为此,本文以基于三级变换器组合形成的楼宇供电能量路由器为对象,研究了多端口能量路由器的拓扑以及控制策略,包括各级变换器的拓扑选择以及相应控制方法的设计、T型DC/DC变换器的研究、直流母线电压稳定控制策略的实现、能量路由器协调运行控制方法的设计。为充分利用楼宇阳台、楼顶面积和可再生能源发电,并实现各种交直流负荷的灵活接入,研究了能量路由器中三级变换器的拓扑形式和固态模块功能。通过分析传统楼宇直流微电网存在的不足,提出了基于三级变换器的楼宇供电能量路由器,并设计了能量路由器的每级拓扑;研究了每级拓扑对应的控制方法,并采用频域法对控制器的性能进行分析,进而实现了固态模块中的每个控制器的功能设计。仿真和实验结果表明,所提出的的三级变换器控制方法动态性能好,模式切换时冲击电压、电流小。为减少双有源桥（Dual Active Bridge,DAB）在电能变换过程中的回流功率和开关管应力,研究了T型三电平DAB变换器的控制策略。分析了T型DAB的工作原理,依据电感电流斜率的不同,研究了T型DAB一个周期内的八种工作模态,并得到了传输功率与占空比和移相比之间的定量关系;通过分析T型DAB的传输功率特性,提出了移相控制和混合控制两种控制方法,并给出采用混合控制方法时回流功率最小的条件。仿真和实验结果表明,无论电压增益比是否等于1,T型DAB都能实现零回流功率传输;与传统两电平型DAB相比,T型桥臂中两个主开关管的应力减小了一半。为提高能量路由器的暂态性能和稳态性能,研究了能量路由器直流母线电压稳定控制方法。分析了能量路由器直流母线电压的暂态过程,并根据能量平衡,建立了三级变换器之间的能量传输关系,进而设计了400V、750V直流母线电压控制方法;根据能量路由器直流母线电压的稳态特性,研究了传统电压-功率下垂控制方法,并将其应用在多直流母线系统中;通过对两条直流母线进标幺化处理,得到了DAB实现能量路由器功率平衡的控制框图。仿真结果表明,采用能量平衡控制后,三级变换器模式切换时直流母线电压造的冲击显著降低,暂态过渡时间大幅缩短;当电网和储能设备不参与能量路由器功率平衡时,通过控制DAB迁移不平衡功率,实现直流母线电压的稳定控制。为减小楼宇光伏的弃光率,实现能量路由器各端口能量的灵活流动和自动管控,提出了楼宇供电能量路由器的分区控制方法。依据两条直流母线电压标幺值的大小,将能量路由器的运行模态划分为四个象限;根据电网和储能设备是否参与系统功率平衡,研究了能量路由器的19种工作模式,并分析了每种模式下变换器的工作模态。仿真结果表明,所采用的协调控制方法能实现能量路由器功率的稳态分布和各个端口能量的灵活流动,并保证系统的稳定运行。本文较为全面地研究了楼宇供电能量路由器的拓扑形式、控制方法以及协调运行策略,这对实现分布式光伏的充分消纳、保证楼宇各种交直流负荷的持续稳定供电,最终实现电能的高效分配管理和节能减排,具有重要意义。