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分布式能源运行受限于自然条件,发电具有间歇性,大量分布式能源的接入会使网络上产生双向功率流。传统的单一集中式发电正逐渐向集中式、分布式并存的发电方式转变,电能的单向流动正变为多向流动方式。传统的电力系统的配电运行方式很难胜任这样复杂的要求。以应用于交直流混合微网、作为公共连接点为目标设计电力电子变压器,研究其拓扑、控制和运行特性,充分发挥电力电子变压器的电气隔离、功率主动控制的功能,达到提供多电压等级的交直流接口和减小电网谐波等目的,有助于新能源事业的发展,对交直流混合微网乃至能源互联网的发展有着重要的意义。为确定以应用于交直流混合微网、实现能量路由器为目标设计的电力电子变压器的拓扑结构,依据现有对能源互联网、能量路由器、电力电子变压器的研究,选定了多模块级联拓扑结构,采用更为灵活的基于移相控制的双有源桥,进而确定输入级采用级联H桥结构,中间级采用独立的IBDC。确定拓扑结构后,在输入级采用混合调制策略,该调制方式综合了PWM和最近电平逼近的优点,降低了系统对各级联单元对同步的要求,同时有利于实现功率的均衡控制。中间级采用移相控制方式,可通过控制原副边电压电流达到能量双向控制的目的。同时,针对中间级DC-DC运行过程中出现的电压反转现象进行详尽的模态分析,提出了移相比、励磁电感和死区时间之间应满足的配合关系,并通过仿真和实验对理论进行了验证。在理论研究基础上,研制了一台单相380V/300V级联多电平电力电子变压器样机,给出了实验平台和控制电路的设计思路,并分别针对PET各个部分进行了可靠性验证,同时对所选用的参数设计方法和提出的控制方式进行了实验验证。最后针对样机,进行了抗扰动试验,结果表明,本文所设计的基于电力电子变压器的能量路由器可以满足电压隔离、能量主动双向调控和控制谐波的目标,能长时间稳定可靠运行,且能抵御网侧电压波动干扰。