通常采用下垂控制来稳定微电网的频率和电压,但仅在下垂控制下,由于各分布式发电单元之间线路阻抗不成比例,导致当微电网稳定运行时,电网的电压与频率会存在稳态误差,而且这种控制策略受线路阻抗与负载的影响使得微电网的动态特性很差。所以引入次级控制对微电网的频率、电压和功率进行二次调节,消除频率和电压的稳态误差并实现功率均分。本文采用分层分布式控制方法对微电网进行多级控制,以提高系统的稳定性和可靠性,主要工作包括以下几个方面。针对微电网传统下垂控制存在稳态误差和动态性能差的问题,设计基于连续通信的次级控制器,将微电网的频率和电压调节到额定值,并实现功率均分。将分布式电源当作智能体,基于多智能体一致性理论设计一种改进的下垂控制方法。为实现各智能体在有限时间内收敛,避免传统控制指数无限时间收敛的缺点,将多智能体理论与有限时间理论相结合,采用自适应虚拟阻抗的补偿方法设计了有限时间的次级控制器,实现在有限时间内的功率均分,加速了系统的收敛过程。针对微电网中各智能体之间连续通信,浪费通信资源的问题,设计基于事件触发一致性的次级控制策略,有效地降低了智能体之间的通信次数。分别考虑常数时延与时变时延的情况,将具有非线性有向图的多智能体理论用于调节控制微电网,并分别设计事件触发次级控制器的触发函数,在触发函数和时延条件下,分别构造系统的李雅普诺夫方程,证明系统的稳定性。计算结果表明所提出的控制方法有效的减小了智能体之间的通信次数并实现了功率均分的控制目标。针对微电网中多智能体之间发生通信故障的问题,利用改进的灰狼优化算法（IGWO）和极限学习机算法（ELM）设计了数据预测模块,有效的提高了微电网运行的可靠性。文中利用IGWO和ELM提出了IGWOELM算法,基于该算法对各分布式电源的历史的发功功率和电压进行学习拟合,当智能体之间出现通信故障时,触发基于IGWOELM的数据补偿模块,对丢失数据进行及时的预测和补偿,保障整个系统正常的稳定运行。针对微电网发电成本的问题,基于改进的灰狼优化算法设计微电网的三级控制器,实现微电网在线实时的经济优化。文中将微电网的总成本设置为优化算法的目标函数,在实际发功功率的约束下,计算出最优的发功方案,并将此最优的发功方案传递给次级控制器,最终在多智能体一致性的性质下实现了微电网的经济调度。本文所提出的控制策略有效的降低了微电网的运行成本,分布式电源的数量越多,优化的空间越大,效果越显著。本文针对微电网控制系统中的常见问题,给出了初级、次级和三级控制器的改进设计,实现了微电网最优成本的分布式功率分配的控制目标。