化石燃料发电排放的二氧化碳和二氧化硫等有害气体，加剧了全球温室效应。风力发电，因其具有可再生、清洁等优点，得到大力发展。然而，功率波动性和预测不确定性兼具的风电大规模并网，也给电网运行带来极大负担，需要占用大量系统备用、需要传统机组频繁调节。为此，本文基于分类思想，探讨将小波动、低不确定的高品质风电与大波动、高不确定的低品质风电，通过能量路由技术分离开来进行分类消纳，以降低电网运行备用和调节负担的问题。
　　首先，研究了风电功率与负荷功率的相对波动性。通过不一致波动功率指标，量化波动程度。指标越大，风电功率与负荷功率的相对波动越严重。在此基础上，提出了一种基于保障功率的风电品质分级方法。方法主要考虑风电不确定性对品质分级的影响。处于保障功率之上的功率成分，不确定性高，为低品质电能；处于保障功率之下的功率成分，不确定性得到显著降低，属于高品质电能。进一步地，研究了高品质风电与负荷的相对波动性，对基于保障功率的品质分级结果进行了细化，扩大了品质分级策略的应用范围。
　　其次，针对风电品质分级后的消纳问题，归纳了两种传统意义上的消纳之策。一是利用储能设备对风电出力“削峰填谷”，但其成本偏高，难以在短期内大规模应用；二是将全部风电出力先并网，再利用弹性负荷和常规负荷共同消纳，但其需要占用电网大量传输和调节容量，经济性不强。有鉴于此，本文提出了一种以能源路由技术配合高低品质风电进行分类消纳的策略：依据风电品质分级设计或整定要求，基于电力电子化的能源路由器，将风电品质高、低成分相分离，并将能源路由器不同端口输出的对应成分，分别并入高标准的主网供给远方负荷和低要求的本地网供给就地弹性负荷，在分类消纳的基础上实现分类销售赚取相应发电收益的目的。
　　基于上述技术，针对双馈型风电机组，设计了对高低品质风电成分进行能源路由的方案。双馈型风电机组采用最大风功率跟踪控制，能源路由器的输入级直接与风电机组交流输出端相连；在输入级采用三相整流，并设计恒压恒频控制策略，为风电机组功率输出提供一个稳定的电压源，自动吸收带不确定性和波动性的所有风电功率成分；能源路由器的输出级分两路，均采用直流并网方式，其中高品质成分并入主网，低品质成分并入本地网。
　　能源路由器的直流并网端是能源路由器的核心环节，它决定了并入主网的风电功率大小。本文在直流并网端引入双有源桥电路，对双有源桥电路的工作模态进行了分析，设计了双有源桥电路的无源器件参数，推导了双有源桥电路功率传递的表达式。因为直流并网端要将功率可控的高品质风电并入主网消纳，故基于双有源桥电路设计了直接功率控制方法，可满足能源路由器直流并网端功率控制要求。
　　针对负责消纳低品质风电的能源路由器另一直流输出端口，引入了移相全桥电路。首先分析了移相全桥电路的工作模态，建立了移相全桥电路的数学模型。能源路由器输入端、直流并网端、直流输出端共一条直流母线，其电压恒定是保障能源路由系统正常工作、各端口功率平衡的标志。因此，设计直流输出端采用定直流电压控制方式，以保证低品质风电消纳。
　　最后，在MATLAB/SIMULINK软件中，完成了能源路由系统模型的搭建和仿真，验证了各端口控制方法的正确性，以及保障系统整体正常运行的技术可行性。