当前,能源系统主要依靠化石能源支撑,是一种不可持续且利用率低下的能源体系。另一方面,人类对能源的依赖程度也越来越高。因此,当前能源体系亟需向着分布式可再生能源方向转变。互联网技术与能源技术的融合形成能源互联网是未来能源变革的趋势。信息处理与分析技术、能源的生产、传送、存储等技术的快速发展,将促使能源互联网向着智慧的网络结构演变。因此,能源互联网的构建必将为我们提供一个稳固的能源供给体系。与传统互联网类似,能源互联网中使用能源路由器作为各个能源子网、能源负荷、储能单元等的接入口。因此,构建以能源路由器为核心器件的能源互联网将是能源架构演变的重要过程。能源路由器具备能源分配、调节、调度、管理等功能,为能源网络的安全、稳定与可靠性提供保障。本文根据能源路由器在能源互联网中使用的具体位置,将其分为两大类:(1)大型能源路由器;(2)小型能源路由器。由于文章篇幅有限,本文仅对小型能源路由器进行分析与设计。本文将小型能源路由器分为三个部分:(1)固态变压器;(2)控制系统;(3)智能接口。在固态变压器部分,本文的研究重点主要集中在其结构设计与控制策略方面。固态变压器由级联输入级、隔离级、输出级三部分组成。本文采用小信号模型理论对固态变压器的输入级与隔离级进行建模,并采用闭环控器对其进行控制,使得固态变压器能够快速、无静差的追踪给定信号。在能量的协调与管理方面,本文提出了主目标优先的分级控制策略,该策略可以保证能源路由器在稳定运行的情况下,提高能量的利用率,使能源的分配更加合理。与传统互联网类似,能源网络中也存在传输“拥塞”与网络结点利用“不均衡”问题,因此,本文将能量与信息流结合在一起,利用传统互联网中解决上述网络问题的方法,研究与设计了能源网络中能量与信息流的拥塞控制策略与均衡路由控制策略。本文的第五章对上述设计模型与控制策略进行了仿真与物理实验验证及分析。