CN108599974A - 一种基于图论连通性的微电网分布式通讯拓扑设计方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于图论连通性的微电网分布式通讯拓扑设计方法，首先选取微电网中具有通讯连通性的候选拓扑结构；接着分别获得各个候选拓扑结构所对应的代数连通度、时延裕度、通讯成本；然后分别获取各个候选拓扑结构的性能指标，并选择最大性能指标所对应的最优分布式通讯拓扑结构；最后基于微电网的最优分布式通讯拓扑结构，建立微电网分布式二次电压控制，实现无功均分和平均电压恢复；该设计方法基于图论连通度，以二次电压控制的收敛性和延时鲁棒性作为分布式通讯拓扑的性能指标，为分布式二次控制策略的设计提供依据，实现微电网无功功率均分和平均电压恢复，从而提高微电网整体电能质量。

Description

一种基于图论连通性的微电网分布式通讯拓扑设计方法

技术领域

本发明涉及一种基于图论连通性的微电网分布式通讯拓扑设计方法，属于微电网运行控制技术领域。

背景技术

随着地球资源的日渐衰竭以及人们对环境问题的关注，可再生能源的接入越来越受到世界各国的重视。微电网是一种在能量供应系统中增加可再生能源和分布式能源渗透率的新兴能量传输模式，其组成部分包括不同种类的分布式能源(distributed energyresources，DER，包括微型燃气轮机、风力发电机、光伏、燃料电池、储能设备等)、各种电负荷和/或热负荷的用户终端以及相关的监控、保护装置。

微电网内部的电源主要由电力电子器件负责能量的转换，并提供必须的控制；微电网相对于外部大电网表现为单一的受控单元，并可同时满足用户对电能质量和供电安全等的要求。微电网与大电网之间通过公共连接点进行能量交换，双方互为备用，从而提供了供电的可靠性。由于微电网是规模较小的分散系统，与负荷的距离较近，可以增加本地供电的可靠性、降低网损，大大增加了能源利用效率，是一种符合未来智能电网发展要求的新型供电模式。

正常情况下，微电网与大电网连接，由大电网提供电压、频率支撑；当配网侧出现故障时，公共连接点断开，微电网进入孤岛模式。采用下垂控制策略的对等控制模式，由于不需要主导分布式电源及联络线间联系，因此获得了广泛的关注。当需要微电网由并网模式转向独立运行模式时，各分布式电源可以自动分担微网内负载功率。但由于下垂控制是比例有差控制，会引起各分布式电源输出电压与额定参考值的偏差，以及无功功率不能按照分布式电源的容量精确均分，因此需要二次电压控制。目前，微电网二次电压控制的实现形式包括集中式控制和分布式协同控制。集中式控制基于中央控制器，需要复杂的通讯网络和处理大量的数据，而且点对点通讯的失败、可再生能源的即插即用，可能导致通信拓扑变化，进一步加大了集中式控制的负担。相反，分布式协同控制基于本地分布式电源与相邻分布式电源直接通讯，进行高效的信息交互，最终在简单的通讯拓扑下实现更快的决策和操作。随着开放式通讯方式尤其是无线通讯的发展，分布式通讯拓扑设计成为分布式二次控制的主要内容，对系统控制性能产生重要影响，但目前已有的分布式控制策略并未对拓扑设计的内容进行深入研究。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于图论连通性的微电网分布式通讯拓扑设计方法，基于分布式通讯拓扑的代数连通度、延时裕度、通讯成本与图论连通性的关系，提出在一定通讯成本限制下，考虑二次控制收敛性能、延时鲁棒性的拓扑优化指标，从而为分布式通讯拓扑的设计提供指导，进而实现分布式电源无功功率均分和平均电压恢复，提高微电网的整体电能质量。

本发明为了解决上述技术问题采用以下技术方案：本发明设计了一种基于图论连通性的微电网分布式通讯拓扑设计方法，用于对孤岛微电网的下垂运行模式下的信息交互实现控制，包括如下步骤：

步骤A.基于微电网无功均分和平均电压恢复的二次电压控制目标，在微电网所有分布式通讯拓扑中，选取具有通讯连通性的分布式通讯拓扑结构，作为微电网的候选拓扑结构，然后进入步骤B；

步骤B.分别获得各个候选拓扑结构所对应的代数连通度、时延裕度、通讯成本，然后进入步骤C；

步骤C.基于步骤B所提出的代数连通度、延时裕度和通讯成本，分别获取各个候选拓扑结构的性能指标，并选择最大性能指标所对应的分布式通讯拓扑结构，作为微电网所对应的最优分布式通讯拓扑结构，然后进入步骤D；

步骤D.基于微电网的最优分布式通讯拓扑结构，建立微电网分布式二次电压控制，实现无功均分和平均电压恢复。

作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤A中，基于微电网无功均分和平均电压恢复的二次电压控制目标，在微电网所有分布式通讯拓扑中，按如下步骤A01至步骤A02，选取具有通讯连通性的分布式通讯拓扑结构，作为微电网的候选拓扑结构；

步骤A01.针对分布式通讯拓扑结构，引入所对应的连通度矩阵如下式所示：

其中，RC表示分布式通讯拓扑结构的连通度矩阵；表示分布式通讯拓扑结构的连接矩阵，由各分布式电源间的连接元素组成，+表示矩阵的布尔和，a_ij表示微电网中第i个分布式电源与第j个分布式电源的直接通讯连通性；

步骤A02.基于式(5)，获得RC＝[r_ij]，其中，r_ij表示微电网中第i个分布式电源与第j个分布式电源之间的通讯连通性，r_ij＝1表示微电网中第i个分布式电源与第j个分布式电源之间具有通讯连通性，r_ij＝0表示微电网中第i个分布式电源与第j个分布式电源之间不具有通讯连通性，若RC中所有的非对角元素r_ij均等于1，则该分布式通讯拓扑结构具有通讯连通性，若RC中存在非对角元素r_ij等于0，则该分布式通讯拓扑结构不具有通讯连通性。

作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤B中，分别针对各个候选拓扑结构，根据如下公式：

获得各个候选拓扑结构分别所对应的代数连通度λ₂(L)；其中，x表示候选拓扑结构中各分布式电源的状态变量；L表示候选拓扑结构的Laplacian矩阵。

作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤B中，分别针对各个候选拓扑结构，根据如下公式：

获得各个候选拓扑结构分别所对应的时延裕度τ^*；其中，L表示候选拓扑结构的Laplacian矩阵，λ_max(L)表示Laplacian矩阵L的最大特征根。

作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤B中，分别针对各个候选拓扑结构，根据如下公式：

获得各个候选拓扑结构分别所对应的通讯成本C；其中，i∈{1、…、n}，j∈{1、…、n}，n表示微电网中分布式电源的数量，sgn(.)表示符号函数，a_ij表示微电网中第i个分布式电源与第j个分布式电源的直接通讯连通性。

作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤C中，针对低于或等于预设通讯成本上限的各个候选拓扑结构，基于代数连通性和延时裕度的加权和进行性能指标计算，并选择最大性能指标所对应的候选拓扑结构，作为微电网的最优分布式通讯拓扑结构。

作为本发明的一种优选技术方案，针对低于或等于预设通讯成本上限C^*的各个候选拓扑结构，分别针对各个候选拓扑结构，按如下公式：

J(L)＝γ₁λ₂(L)+γ₂τ^*

获取各个候选拓扑结构分别所对应的性能指标J(L)，并选择最大性能指标所对应的候选拓扑结构，作为微电网的最优分布式通讯拓扑结构，其中，λ₂(L)表示候选拓扑结构所对应的代数连通度，τ^*表示候选拓扑结构所对应的时延裕度。

本发明所述一种基于图论连通性的微电网分布式通讯拓扑设计方法采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：本发明所设计基于图论连通性的微电网分布式通讯拓扑设计方法，由分布式通讯拓扑的代数连通度、延时裕度、通讯成本与图论连通性的对应关系，提出在一定通讯成本限制下，考虑二次控制动态收敛性能、延时鲁棒性的拓扑优化指标，作为分布式通讯拓扑设计的依据；本发明设计微电网分布式通讯拓扑构建控制方法中，首次提出的分布式通讯拓扑设计方法，兼顾系统动态性能、鲁棒性能以及成本限制，作为微电网分布式二次控制策略的重要部分，实现各分布式电源无功功率均分和平均电压恢复，优化了孤岛微电网的控制效果。

附图说明

图1是本发明所设计基于图论连通性的微电网分布式通讯拓扑设计方法的流程图；

图2是本发明实施例中采用的微电网仿真系统；

图3a是本发明实施例中微网采用的分布式星型通讯拓扑图；

图3b是本发明实施例中微网采用的分布式环型通讯拓扑图；

图3c是本发明实施例中微网采用的分布式全通型通讯拓扑图；

图3d是本发明实施例中微网采用的分布式星-环型通讯拓扑图；

图3e是本发明实施例中微网采用的分布式部分环型通讯拓扑图；

图3f是本发明实施例中微网采用的分布式部分全通型通讯拓扑图；

图4a是微电网采用分布式星型通讯拓扑的输出无功功率控制效果图；

图4b是微电网采用分布式星型通讯拓扑的输出电压控制效果图；

图5a是微电网采用分布式环型通讯拓扑的输出无功功率控制效果图；

图5b是微电网采用分布式环型通讯拓扑的输出电压控制效果图；

图6a是微电网采用分布式全通型通讯拓扑的输出无功功率控制效果图；

图6b是微电网采用分布式全通型通讯拓扑的输出电压控制效果图；

图7是微电网在延时时间0.88秒时采用分布式全通型通讯拓扑的输出无功功率控制效果图；

图8是微电网在延时时间0.88秒时采用分布式环型通讯拓扑的输出无功功率控制效果图。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

本发明设计了一种基于图论连通性的微电网分布式通讯拓扑设计方法，用于对孤岛微电网的下垂运行模式下的信息交互实现控制，实际应用当中，如图1所示，具体包括如下步骤：

步骤A.基于微电网无功均分和平均电压恢复的二次电压控制目标，在微电网所有分布式通讯拓扑中，选取具有通讯连通性的分布式通讯拓扑结构，作为微电网的候选拓扑结构，然后进入步骤B。

上述步骤A中，基于微电网无功均分和平均电压恢复的二次电压控制目标，在微电网所有分布式通讯拓扑中，按如下步骤A01至步骤A02，选取具有通讯连通性的分布式通讯拓扑结构，作为微电网的候选拓扑结构。

步骤A01.针对分布式通讯拓扑结构，引入所对应的连通度矩阵如下式所示：

其中，RC表示分布式通讯拓扑结构的连通度矩阵；表示分布式通讯拓扑结构的连接矩阵，由各分布式电源间的连接元素组成，+表示矩阵的布尔和，a_ij表示微电网中第i个分布式电源与第j个分布式电源的直接通讯连通性；

步骤A02.基于式(5)，获得RC＝[r_ij]，其中，r_ij表示微电网中第i个分布式电源与第j个分布式电源之间的通讯连通性，r_ij＝1表示微电网中第i个分布式电源与第j个分布式电源之间具有通讯连通性，r_ij＝0表示微电网中第i个分布式电源与第j个分布式电源之间不具有通讯连通性，若RC中所有的非对角元素r_ij均等于1，则该分布式通讯拓扑结构具有通讯连通性，若RC中存在非对角元素r_ij等于0，则该分布式通讯拓扑结构不具有通讯连通性。

步骤B.分别获得各个候选拓扑结构所对应的代数连通度、时延裕度、通讯成本，然后进入步骤C。

其中，上述步骤B中，各个候选拓扑结构所对应的代数连通度、时延裕度、通讯成本，按如下方式获得。

分别针对各个候选拓扑结构，根据如下公式：

获得各个候选拓扑结构分别所对应的代数连通度λ₂(L)；其中，x表示候选拓扑结构中各分布式电源的状态变量；L表示候选拓扑结构的Laplacian矩阵。

分别针对各个候选拓扑结构，根据如下公式：

获得各个候选拓扑结构分别所对应的时延裕度τ^*；其中，L表示候选拓扑结构的Laplacian矩阵，λ_max(L)表示Laplacian矩阵L的最大特征根。

分别针对各个候选拓扑结构，根据如下公式：

获得各个候选拓扑结构分别所对应的通讯成本C；其中，i∈{1、…、n}，j∈{1、…、n}，n表示微电网中分布式电源的数量，sgn(.)表示符号函数，a_ij表示微电网中第i个分布式电源与第j个分布式电源的直接通讯连通性。

步骤C.由式(6)、式(7)和式(8)可知，分布式通讯拓扑连通性越高，代数连通度越大，收敛性能越好，但时延裕度越小、通讯成本越高；分布式通讯拓扑连通性越低，时延裕度越大，通讯成本越低，但代数连通度越小，收敛性能越低。因此，基于步骤B所提出的代数连通度、延时裕度和通讯成本，针对低于或等于预设通讯成本上限C^*的各个候选拓扑结构，分别针对各个候选拓扑结构，按如下公式，通过代数连通性和延时裕度的加权和，进行性能指标计算。

J(L)＝γ₁λ₂(L)+γ₂τ^*

获取各个候选拓扑结构分别所对应的性能指标J(L)，并选择最大性能指标所对应的候选拓扑结构，作为微电网的最优分布式通讯拓扑结构，然后进入步骤D；其中，λ₂(L)表示候选拓扑结构所对应的代数连通度，τ^*表示候选拓扑结构所对应的时延裕度

步骤D.基于微电网的最优分布式通讯拓扑结构，建立微电网分布式二次电压控制，实现无功均分和平均电压恢复。

基于上述步骤所获最优分布式通讯拓扑结构，微电网中各分布式电源本地控制器采用下垂控制，并建立微电网分布式二次电压控制率，实现无功均分以及平均电压恢复：

各分布式电源通过本地控制器中的下垂控制环设置逆变器输出电压及频率参考指令，如式(1)所示：

式(1)中，ω_i表示第i个分布式电源本地角频率；ω_n表示分布式电源本地角频率参考值，单位：弧度/秒；m_Pi表示第i个分布式电源的频率下垂特性系数，单位：弧度/秒·瓦；P_i表示第i个分布式电源实际输出有功功率,单位：瓦；k_Vi表示第i个分布式电源的下垂控制增益；表示第i个分布式电源输出电压变化率，单位：伏/秒；V_n表示分布式电源输出电压参考值，单位：伏；V_o,magi表示第i个分布式电源输出电压，单位：伏；n_Qi表示第i个分布式电源的电压下垂特性系数，单位：伏/乏；Q_i表示第i个分布式电源输出无功功率，单位：乏；

基于下垂控制并根据无功功率均分和平均电压恢复的控制要求，建立微电网分布式二次电压控制。无功功率均分是指各分布式电源输出无功功率按功率容量进行分配，这里定义无功均分偏差量为：

式(2)中，u_Qi表示第i个分布式电源与其它分布式电源的无功均分偏差量，单位：伏；表示第i个分布式电源输出无功功率的变化率，单位：乏/秒；C_Q为无功功率均分耦合增益；N_i表示与第i个分布式电源直接相互信息的分布式电源；a_ij表示第i个分布式电源与第j个分布式电源的通讯连通性。

平均电压恢复是指微电网各分布式电源平均电压恢复至额定值。由于采用分布式二次控制，各分布式电源引入平均电压观测器估计微网平均电压：

式中，表示由第i个分布式电源观测到微网平均电压，单位：伏；表示由第j个分布式电源观测到微网平均电压，单位：伏；C_E为电压恢复耦合增益。

结合式(2)和式(3)，各分布式电源的二次电压控制如式(4)所示：

式(4)中，u_i表示分布式二次电压控制量，单位：伏；κ_i表示二次电压控制器积分系数；β_i表示无功功率均分和平均电压恢复的平衡因子；V^*表示微网电压参数值，单位：伏。

将上述所设计技术方案应用到实际当中，仿真系统如图2所示，微电网由5个分布式电源和2个负载组成。5个分布式电源的额定有功无功容量相等，与2个负载共同连接到同一条电压母线上，系统中负载采用阻抗型负载。根据本发明实施例的微电网分布式通讯拓扑设计方法对通讯拓扑进行设计选择，并基于MATLAB/Simulink平台搭建仿真微电网模型，对各通讯拓扑控制效果进行仿真，验证本发明方法的控制效果。

如图3a至图3f所示为本实施例中满足拓扑连通性的6种分布式通讯拓扑结构图，其中，图3a是本发明实施例中采用的分布式星型通讯拓扑图；图3b是本发明实施例中采用的分布式环型通讯拓扑图；图3c是本发明实施例中采用的分布式全通型通讯拓扑图；图3d是本发明实施例中采用的分布式星-环型通讯拓扑图；图3e是本发明实施例中采用的分布式部分环型通讯拓扑图；图3f是本发明实施例中采用的分布式部分全通型通讯拓扑图；根据本发明所提的分布式通讯拓扑优化性能指标，6种拓扑的代数连通度、延时裕度及通讯成本分别如下表1所示。由此可见，分布式全通型拓扑图3c对应最优的动态收敛性，但延时鲁棒性不理想；分布式环型拓扑图3b对应最优的延时鲁棒性，但收敛性不理想。

图号	代数连通度	延时裕度	通讯成本
				图3a	0.2	0.7236	4
图3b	0.2764	1	5
				图3c	1	0.7236	10
图3d	0.6	0.7236	8
				图3e	0.166	0.8072	5
图3f	0.4	0.7236	7

表1

如图4a至图4b所示为本实施例中微电网采用分布式星型通讯拓扑的仿真结果。开始运行时，各分布式电源运行于下垂控制模式，0.3秒时二次电压控制投入。仿真结果如图4a至图4b所示，其中，图4a为微电网中各分布式电源输出无功功率控制效果图，横坐标表示时间，单位：秒，纵坐标表示无功功率，单位：乏。如图4a所示，最初在下垂控制作用下，分布式电源无功功率均分效果并不理想，0.3秒后在二次控制作用下无功功率逐渐均分，约3秒系统达到稳定。图4b为微电网中各分布式电源输出电压控制效果图，横坐标表示时间，单位：秒，纵坐标表示输出电压，单位：伏。由图4b可知，最初在下垂作用下分布式电源输出电压与额定值有偏差，平均输出电压低于额定值，0.3秒后在二次控制作用下，输出电压提升从而微网平均输出电压至额定值，约3秒系统达到稳定。

如图5a至图5b所示为本实施例中微电网采用分布式环型通讯拓扑的仿真结果。开始运行时，各分布式电源运行于下垂控制模式，0.3秒时二次电压控制投入。仿真结果如图5a和图5b所示，其中，图5a为微电网中各分布式电源输出无功功率控制效果图，横坐标表示时间，单位：秒，纵坐标表示无功功率，单位：乏。如图5a所示，最初在下垂控制作用下，分布式电源无功功率均分效果并不理想，0.3秒后在二次控制作用下无功功率逐渐均分，约1.7秒系统达到稳定。图5b为微电网中各分布式电源输出电压控制效果图，横坐标表示时间，单位：秒，纵坐标表示输出电压，单位：伏。由图5b可知，最初在下垂作用下分布式电源输出电压与额定值有偏差，平均输出电压低于额定值，0.3秒后在二次控制作用下，输出电压提升从而微网平均输出电压至额定值，约1.7秒系统达到稳定。

如图6a至图6b所示为本实施例中微电网采用分布式全通型通讯拓扑的仿真结果。开始运行时，各分布式电源运行于下垂控制模式，0.3秒时二次电压控制投入。仿真结果如图6a至图6b所示，图6a为微电网中各分布式电源输出无功功率控制效果图，横坐标表示时间，单位：秒，纵坐标表示无功功率，单位：乏。如图6a所示，最初在下垂控制作用下，分布式电源无功功率均分效果并不理想，0.3秒后在二次控制作用下无功功率逐渐均分，约0.8秒系统达到稳定。图6b为微电网中各分布式电源输出电压控制效果图，横坐标表示时间，单位：秒，纵坐标表示输出电压，单位：伏。由图6b可知，最初在下垂作用下分布式电源输出电压与额定值有偏差，平均输出电压低于额定值，0.3秒后在二次控制作用下，输出电压提升从而微网平均输出电压至额定值，约0.8秒系统达到稳定。由图4a、图4b、图5a、图5b、图6a、图6b可知，分布式全通型通讯拓扑能达到最优的收敛性，分布式环型拓扑次之，分布式星型拓扑最次，与本发明提出的基于图论连通性的微电网分布式通讯拓扑设计方法的分析结果一致。

如图7所示为本实施例中微电网在延时时间0.88秒时采用分布式全通型通讯拓扑的输出无功功率控制效果图。开始运行时，各分布式电源运行于下垂控制模式，0.3秒时二次电压控制投入。仿真结果如图7所示，横坐标表示时间，单位：秒，纵坐标表示无功功率，单位：乏。如图7所示，最初在下垂控制作用下，分布式电源无功功率均分效果并不理想，0.3秒后在二次控制作用下无功功率响应曲线临界振荡。说明在目前的控制器参数下分布式全通型通讯拓扑的延时裕度是0.88秒。

如图8所示为本实施例中微电网在延时时间0.88秒时采用分布式环型通讯拓扑的输出无功功率控制效果图。开始运行时，各分布式电源运行于下垂控制模式，0.3秒时二次电压控制投入。仿真结果如图8所示，横坐标表示时间，单位：秒，纵坐标表示无功功率，单位：乏。如图8所示，最初在下垂控制作用下，分布式电源无功功率均分效果并不理想，0.3秒后在二次控制作用下无功功率响应曲线衰减振荡，约1.7秒系统稳定，微电网无功功率均分。说明在目前的控制器参数下分布式环型通讯拓扑的延时裕度大于0.88秒，它的通讯鲁棒性优于分布式全通型通讯拓扑，与本发明提出的基于图论连通性的微电网分布式通讯拓扑设计方法的分析结果一致。

本发明所提出的基于图论连通性的微电网分布式通讯拓扑设计方法，将分布式通讯拓扑的代数连通度、延时裕度、通讯成本与图论连通性分别对应起来，从而建立了在一定通讯成本限制下，考虑了二次控制动态收敛性能和延时鲁棒性的优化指标，作为分布式通讯拓扑设计的依据。本发明针对现有的分布式二次控制技术并未对通讯拓扑的设计进行研究所提出的分布式通讯拓扑设计方法作为二次控制策略的重要组成部分，优化了分布式电源无功功率均分和平均电压恢复的控制效果，有效提高了微电网的动态运行能力。

上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (7)

1.一种基于图论连通性的微电网分布式通讯拓扑设计方法，用于对孤岛微电网的下垂运行模式下的信息交互实现控制，其特征在于，包括如下步骤：

步骤A.基于微电网无功均分和平均电压恢复的二次电压控制目标，在微电网所有分布式通讯拓扑中，选取具有通讯连通性的分布式通讯拓扑结构，作为微电网的候选拓扑结构，然后进入步骤B；

步骤B.分别获得各个候选拓扑结构所对应的代数连通度、时延裕度、通讯成本，然后进入步骤C；

步骤C.基于步骤B所提出的代数连通度、延时裕度和通讯成本，分别获取各个候选拓扑结构的性能指标，并选择最大性能指标所对应的分布式通讯拓扑结构，作为微电网所对应的最优分布式通讯拓扑结构，然后进入步骤D；

步骤D.基于微电网的最优分布式通讯拓扑结构，建立微电网分布式二次电压控制，实现无功均分和平均电压恢复。

2.根据权利要求1所述一种基于图论连通性的微电网分布式通讯拓扑设计方法，其特征在于，所述步骤A中，基于微电网无功均分和平均电压恢复的二次电压控制目标，在微电网所有分布式通讯拓扑中，按如下步骤A01至步骤A02，选取具有通讯连通性的分布式通讯拓扑结构，作为微电网的候选拓扑结构；

步骤A01.针对分布式通讯拓扑结构，引入所对应的连通度矩阵如下式所示：

其中，RC表示分布式通讯拓扑结构的连通度矩阵；表示分布式通讯拓扑结构的连接矩阵，由各分布式电源间的连接元素组成，+表示矩阵的布尔和，a_ij表示微电网中第i个分布式电源与第j个分布式电源的直接通讯连通性；

步骤A02.基于式(5)，获得RC＝[r_ij]，其中，r_ij表示微电网中第i个分布式电源与第j个分布式电源之间的通讯连通性，r_ij＝1表示微电网中第i个分布式电源与第j个分布式电源之间具有通讯连通性，r_ij＝0表示微电网中第i个分布式电源与第j个分布式电源之间不具有通讯连通性，若RC中所有的非对角元素r_ij均等于1，则该分布式通讯拓扑结构具有通讯连通性，若RC中存在非对角元素r_ij等于0，则该分布式通讯拓扑结构不具有通讯连通性。

3.根据权利要求1所述一种基于图论连通性的微电网分布式通讯拓扑设计方法，其特征在于，所述步骤B中，分别针对各个候选拓扑结构，根据如下公式：

获得各个候选拓扑结构分别所对应的代数连通度λ₂(L)；其中，x表示候选拓扑结构中各分布式电源的状态变量；L表示候选拓扑结构的Laplacian矩阵。

4.根据权利要求1所述一种基于图论连通性的微电网分布式通讯拓扑设计方法，其特征在于，所述步骤B中，分别针对各个候选拓扑结构，根据如下公式：

获得各个候选拓扑结构分别所对应的时延裕度τ^*；其中，L表示候选拓扑结构的Laplacian矩阵，λ_max(L)表示Laplacian矩阵L的最大特征根。

5.根据权利要求1所述一种基于图论连通性的微电网分布式通讯拓扑设计方法，其特征在于，所述步骤B中，分别针对各个候选拓扑结构，根据如下公式：

获得各个候选拓扑结构分别所对应的通讯成本C；其中，i∈{1、…、n}，j∈{1、…、n}，n表示微电网中分布式电源的数量，sgn(.)表示符号函数，a_ij表示微电网中第i个分布式电源与第j个分布式电源的直接通讯连通性。

6.根据权利要求1所述一种基于图论连通性的微电网分布式通讯拓扑设计方法，其特征在于，所述步骤C中，针对低于或等于预设通讯成本上限的各个候选拓扑结构，基于代数连通性和延时裕度的加权和进行性能指标计算，并选择最大性能指标所对应的候选拓扑结构，作为微电网的最优分布式通讯拓扑结构。

7.根据权利要求6所述一种基于图论连通性的微电网分布式通讯拓扑设计方法，其特征在于，针对低于或等于预设通讯成本上限C^*的各个候选拓扑结构，分别针对各个候选拓扑结构，按如下公式：

J(L)＝γ₁λ₂(L)+γ₂τ^*

获取各个候选拓扑结构分别所对应的性能指标J(L)，并选择最大性能指标所对应的候选拓扑结构，作为微电网的最优分布式通讯拓扑结构，其中，λ₂(L)表示候选拓扑结构所对应的代数连通度，τ^*表示候选拓扑结构所对应的时延裕度。