1.一种自适应下垂和一致性相结合的孤岛微电网的分层控制方法，其特征在于：该方法内容包括如下步骤：

步骤1：基于带有虚拟领航者并考虑信息丢包问题的一致性理论，构建分层控制方案；

基于带有虚拟领航者并考虑信息丢包问题的一致性理论，对于每个分布式电源分为本地层和网络层进行控制；在本地层中，每个分布式电源可以利用本地的信息再结合下垂控制方法来输出电压和角频率信息；本地控制只需要自身的相关信息而不需要其它分布式电源的信息，下垂控制为有差调节，需要网络层和本地层共同来消除系统误差；在网络层中，每一个分布式电源都可视为一个智能体，都具有通信和计算两个功能；即每一个分布式电源不仅能利用本地信息还能与相连的分布式电源交换信息从而得到其他分布式电源的信息；分布式电源利用这些信息通过相应的控制方法来产生一个信号，使其反馈给本地层，从而实现了本地层和网络层协同合作；

步骤2：构建本地层及本地层中的改进控制方法，以改进下垂控制作为电压和角频率的一次控制；

1.构建本地层

本地层主要包括能量计算模块、下垂控制模块、电压合成模块和电压电流双闭环模块；

其中，能量计算模块为利用分布式电源输出的电压和电流计算出输出的有功功率和无功功率；下垂控制模块将计算出的有功功率和无功功率通过下垂算法分别得到下垂输出的角频率和电压；电压合成模块将下垂控制和二次控制输出的电压和角频率合称为一个电压相量，将其输出给电压电流双闭环模块使其作为电压电流双闭环模块的参考信号；在电压电流双闭环模块中，以电压环作为外环，以电流环作为内环；电压环将合成的电压相量作为参考信号，将电压环输出的信号作为电流环的参考信号；电压电流双闭环模块的输入信号分别为分布式电源输出的电压和电流；通过电压电流双闭环模块产生PWM波形信号来控制与分布式电源相连的逆变器，使分布式电源输出的电压和角频率跟随参考信号；

2.改进本地层的控制方法

本地层使用的控制方法为P‑ω/Q‑U下垂控制算法，下垂控制表达式如下：设计出结合离散时间一致性的自适应下垂控制方法，设计过程如下：通过改变下垂系数，将角频率恢复至ωA，有如下公式成立：

其中，ωA,ωB分别为系统正常工作点的角频率和负载变动之后工作点的角频率；m1,m3分别为负载变动之前正常的P‑ω下垂曲线的下垂系数和负载变动之后理想的P‑ω的下垂曲线下垂系数；PB为负载变动之后工作点的有功功率；

由(2)式可知，当Δm→0时，角频率恢复至ωA；根据上述分析，设计如下：P‑ω下垂控制的自适应系数为：mi[k+1]＝(ωref‑ωiB[k+1])/PB,k＝0,1,2...            (4)同理，对于Q‑U下垂，采用相同的形式，实现下垂系数自适应的变化，有如下公式成立：其中，UA,UB分别为系统正常工作点的电压和负载变动之后工作点的电压；n1,n3分别为负载变动之前正常的Q‑U下垂曲线的下垂系数和负载变动之后理想的Q‑U下垂曲线的下垂系数；QB为负载变动之后工作点的无功功率；

由(5)式可知，当Δn→0时，电压恢复至UA；根据上述分析，设计如下：Q‑U下垂控制的自适应系数为：ni[k+1]＝(Uref‑UiB[k+1])/QB,k＝0,1,2...           (7)上述(3)式和(6)式中的增益是与丢包率相关的，当选取适宜的增益后，各分布式电源对应的将要旋转的下垂系数的偏差将最终趋于0，即最终将完成下垂曲线的旋转，从而实现了改进下垂控制；

步骤3：构建网络层及设计带有领航者并考虑数据通信过程中自适应丢包问题的一致性算法来完成对电压和角频率的二次控制；

1.构建网络层

在网络层中，每一个分布式电源都相当于一个智能体，且由通信器和决策器两部分组成；通信器包括信号接收器和信号发送器；决策器包括传感器和决策控制器；物理层中的电源、储能设备、负荷及其他设备的信息经过传感器传送至信号接收器；信号接收器不仅能接收自己的信息也能接收与其相连分布式电源的信息；此时，信号接收器将自己的信息与其它分布式电源的信息发送给信号发送器；信号发送器一方面将自己的信息向外发送给邻居分布式电源，另一方面将接收器汇总的全部信息发送给决策控制器；由决策控制器产生的控制信号来控制相应的物理设备；

2.设计网络层的控制方法

2.1电压控制器的设计过程如下：在本地层，第i台分布式电源的一次控制方法为下垂控制，其数学表达式为：其中，ωref和Uref分别为角频率和电压参考值；mi和ni为下垂系数，且为常数；Pi和Qi为分布式电源输出的有功功率和无功功率；

由于分布式电源输出电压的幅值在dq坐标系中表示为：所以，一次控制的电压控制方法也可以写为：对式(8)取微分并取辅助变量uvi：利用图论知识，结合带有虚拟领航者并考虑丢包问题的一致性方法，设计电压一致性协议如下：

其中，Ui和Uj分别为微电网系统中第i，j个分布式电源的电压幅值；UL为虚拟领航者的电压，且UL＝Uref；

设计电压二次控制反馈值为：

2.2角频率控制器的设计过程如下：与电压二次控制的设计思路类似，对式(8)中的角频率进行求导并取辅助变量uωi，得到如下公式：

带有虚拟领导者并考虑丢包问题的一致性方法，则角频率一致性协议如下：其中，ωi和ωj分别为微电网系统中第i,j个分布式电源的输出角频率值；ωL为虚拟领航者的角频率，且ωL＝ωref；

设计角频率二次控制反馈值为：

由一次控制的输出和二次控制的输出共同决定分布式电源电压和角频率的输出，故：且有：

由式(18)可得出：

故通过设计的一致性协议可以完成对各分布式电源电压和角频率的二次控制；

步骤4：设计无功功率分配的控制方法以两个分布式电源并联的情况为例，这时用来按容量比例进行分配的公式预期如下：式中，Qi和Qj分别为第i台和第j台分布式电源输出的无功功率，Q0i和Q0j分别为第i台和第j台分布式电源的额定无功功率；

且有：

式中，Ii和Ij分别为第i台和第j台分布式电源的输出电流；Ui和Uj分别为第i台和第j台分布式电源的输出电压； 和 分别为第i台和第j台分布式电源对应的功率因数角；

若要求：

其中，

若分布式电源的输出电流满足公式(22)，则可实现公式(20)的预期目标；根据上述(22)式，无功功率分配的控制方法如下：第一步：当系统是稳定的，由前述分层控制中的电压控制，包括一次控制和二次控制，来实现电压值相等，并联要求电压相等，且环流被有效抑制，并且线路确定， 也是确定的；

第二步：设计电流一致性协议，先实现各分布式电源的电流值达到一致；

第三步：将每个分布式电源的电流按照式(22)，乘上相应的比例系数，实现对无功功率的分配；

结合实际，考虑随机丢包问题，电流控制器可设计如下：其中，kIi(θi,θj)为增益；aij为邻接矩阵的元素；I0i和I0j为分布式电源经过逆变器和LC滤波器的输出电流值；

通过一致性协议使电流达到一致，然后根据需要乘上相应的系数，使各分布式电源的输出电流成一定的比例，以此实现无功功率的分配；

步骤5：设置合理的实验场景验证所述分层控制方法的有效性。