基于现代电力电子技术的能量路由器是未来实现交直流混合网络大规模互联的关键设备,被视为是下一代智能变电设备的发展方向。因此,围绕能量路由器构建相关的稳态模型有利于混合网络的科学规划以及合理分析混合网络的运行状态。本文就能量路由器的稳态建模、混合系统潮流计算模型的建立求解以及系统相关的运行优化开展研究:(1)提取能量路由器的典型功能特征,基于一种易于扩展的拓扑结构对能量路由器的各个组成部分进行模块化建模处理,并充分考虑能量路由器内部与外部的控制策略建立具有一定通用性的稳态模型。利用仿真模型对所建稳态模型进行验证测试,证实该模型能充分保证稳态结果的正确性,并能有效地减少仿真建模的时间。(2)构建考虑能量路由器相关控制策略的混联系统联合潮流计算模型。提出一种基于牛顿法的改进求解策略以解决该模型的计算结果容易受到混联系统中直流的线路参数和电压初值的影响而导致发散的问题。即,首先用能量路由器的控制变量预期值取代实际变量值以简化迭代中的雅克比矩阵。然后结合交直流系统中待求变量在计算中的独立性引入步长修正系数分别对变量进行修正计算。最后,采用对比策略对修正步长进行择优筛选,以实现对迭代步长的优化控制。在此基础上,计及混联系统的运行约束提出了优先考虑能量路由器潮流调控能力的可行解搜索策略。算例分析表明,本文提出的改进联合潮流求解方法具有迭代次数少、抗扰动性强的优势,所搭建的计及能量路由器潮流调控能力的交直流混联系统能够适应多种运行场景的需要,并能打破传统网络潮流计算仅含有一个平衡节点的局限,具备规划和分析复杂网络的能力。(3)建立了基于多个能量路由器的混合系统运行优化模型。在不改变原始系统发电机出力的前提下,提出包含功率损耗、电压合格度、稳定裕度的混合系统综合性能指数,并基于此构建了混合系统中能量路由器的运行优化模型。在给定能量路由器端口控制策略的基础上,采用粒子群算法对能量路由器端口的相关控制变量值进行优化调整以改善网络运行状态。算例验证了本文提出的综合性能指数与单一性能指数相比在提高系统整体特性上有一定优势,且粒子群算法在解决含有能量路由器的系统运行优化问题中呈现良好的收敛特性以及稳定的优化结果。