传统的化石能源日趋枯竭,环境污染问题日渐突出,能源生产与消费的低碳化、清洁化呼声日益高涨。作为最为清洁、可靠的二次能源利用形式,电能的生产、传输与消费环节的清洁化、智能化变革势在必行。在此背景下,风电、光伏等分布式可再生能源并入电网,使得以单纯受电形式的配电网呈现为有源特性,与此同时,为提升电网运行质量、提升电网供电可靠性,无功补偿装置、配电网拓扑结构调整(重构)配置等具有一定主动行为的灵活控制技术的出现丰富了配电网的控制手段,由此其运行机制与控制策略复杂性加剧,必将需要有针对性地调整以更大程度地提高运行品质和运行效益。为此,本文围绕考虑源-网-荷特性的主动配电网运行协同优化方法进行研究,其目的是挖掘配电网的主动特性,以更大程度地提升配电网的运行经济性、改善电压水平以及促进可再生能源发电消纳。本文主要研究工作总结如下:(1)对配电网中电源的特性、电网的特性以及负荷的特性进行分析阐述,探讨在配电网优化运行中考虑源-网-荷特性的理由,即挖掘潜在的主动因素,扩大了配电网运行优化模型的可行域或寻优空间,这样不仅更尊重人造电力系统设计初衷,而且可在一定程度上提升电网运行质量,从而避免了传统配电网运行优化决策的保守性和局限性等不足,随之给出了考虑源-网-荷特性的主动配电网运行优化的实现思路。(2)提出了一种考虑源荷电压特性的主动配电网优化运行方法。以配电网购电成本最小为目标,以无功补偿容量、分布式电源有功功率和电压设定值、无功功率为决策量,构建考虑源荷电压特性的主动配电网运行优化模型,并基于GAMS优化平台选用CONOPT求解器对所提优化模型予以求解。实际41节点配电系统及PG&E 69节点配电系统算例分析表明了所提方法的有效性,考虑电压特性更能尊重电网运行实际,而且其扩大了运行优化可行域范围,对降低配电系统运行总成本、减少与上级输电网的交换功率具有积极作用,有利于提升配电系统运行效益。(3)提出了一种适应分布式电源功率不确定性的主动配电网运行随机优化方法。在上述研究的基础上,进一步考虑不确定性因素,以场景形式来刻画分布式电源输出功率的随机不确定性,以主动配电网运行成本最小为目标,考虑备用配置、备用响应参与消纳随机不确定性的机制,考虑随机不确定性场景下的配电网安全运行技术要求,构建适应分布式电源输出功率不确定性的主动配电网运行随机优化模型,并基于GAMS优化平台选用CONOPT求解器对所提优化模型予以求解。最后,通过修改的IEEE33节点配电系统和实际41节点配电系统算例验证了所提主动配电网运行随机优化方法的有效性,考虑负荷电压特性对配电系统降低运行成本、降低与上级输电网交换功率以及促进不确定性消纳具有积极影响,而且是负荷电压响应特性比例越大,其积极影响越为显著。(4)提出了一种考虑电网网架重构的主动配电网运行随机优化方法。在上述研究的基础上,考虑电网结构调整对系统电压水平、功率传输能力的影响,将其纳入决策,构建考虑电网网架重构的主动配电网运行随机优化模型,进一步挖掘配电网运行中的主动可调节因素。随之给出了求解该模型的混合萤火虫算法,在MATLAB中将网络重构过程编码求解,就每一萤火虫个体而言,其适应度表达为非线性优化问题,由此在MATLAB中调用GAMS优化平台的CONOPT非线性规划求解器优化求解。最后通过修改的IEEE33节点配电系统算例验证了网络重构参与消纳不确定性和提升配电网运行效益方法的有效性。