为应对能源紧缺和环境污染等问题,人们提出能源互联网的概念。电能路由器作为能源互联网中的关键设备具有丰富的电气接口,它同时具备电压变换、孤网检测、孤网运行、并网运行和电气设备即插即用等功能。解决了普通电力设备存在的无法满足供电多样性及功率多向流动等问题。各种信息流的加入更使得电能路由器具有主动智能决策的能力,可以实现电力系统电能的“路由”。本文重点对电能路由器拓扑结构、控制策略及其能量管理等方面进行了研究,主要分为以下几方面:首先,针对家庭电力系统提出一种小容量户用级单相电能路由器架构。该拓扑结构采用交直流混合形式,设置了丰富的电气接口,方便各种交直流家用电器的连接使用及分布式电源的接入。由于在交直流两侧分别设置了交、直流母线,所以系统很容易实现设备的即插即用,同时易于后续系统的扩展升级。针对单相电能路由器各组成部分分别给出其数学模型及工作原理,同时给出系统参数的设计方法。然后,本文设计了一种适用于此单相电能路由器的控制策略——双层控制策略。上层指令层以各端口、重要节点的电气信息作为其运行决策的依据。同时,综合考虑整个系统的控制目标、运行状态和其他各种限制条件,上层指令层下发控制指令;以各变流器为主的下层执行层设备接收到指令层的控制指令后,结合本端口的电气信息去执行相应具体的控制策略。通过两层的紧密配合,电能路由器最终实现相应的控制目标。接着,为了使单相电能路由器更加灵活、智能,并进一步提升家庭电力系统的运行经济性,文章就孤网和并网两种情况,结合储能装置和分布式电源状态分别给出了孤网运行能量管理方案和并网运行能量管理方案。最后,本文给出了基于数字信号处理器(DSP)的单相电能路由器物理实验平台的总体设计方案,分别详细介绍了平台软、硬件系统设计。在实验室硬件平台上依次实现了单相电能路由器的启动、孤岛检测、并网运行转孤网运行、并网预同步、孤网运行转并网运行等功能,并对所提能量管理方案进行了验证。