大量分布式电源和电气化交通的接入,以及城市电网电力电子化的不断推进,城市电网逐渐呈现出新的复杂形态,传统故障分析方法及供电恢复策略不断出现新的问题。一方面,故障发生时,分布式电源出力与电动汽车放电具有随机性,使传统基于某一运行点下的故障分析方法难以适应;另一方面,故障切除后,分布式电源与电动汽车的存在,也给供电恢复带来新的挑战。在此背景下,本论文以新形态城市电网为研究对象,计及分布式电源和电动汽车的控制策略与随机特性,提出故障分析方法,同时基于智能软开关,制定失电区域的供电恢复策略,保障城市电网的安全稳定运行,具有重要的理论意义与应用价值。主要研究内容如下:首先,建立含逆变型分布式电源的城市电网故障计算模型。分析逆变型分布式电源的控制策略及输出特性,根据输出电流与并网点电压之间的非线性关系,建立其故障等值模型;通过构建三相短路和两相短路的故障等值网络,基于节点电压方程建立城市电网故障计算模型;经仿真算例,验证所提模型的准确性。其次,考虑分布式电源出力和电动汽车放电的随机特性,提出含逆变型分布式电源的城市电网半不变量故障分析方法。该方法通过建立风力、光伏发电出力和电动汽车放电的概率模型反映其随机性;然后将城市电网故障计算模型通过泰勒展开进行线性化,其中包括修正方程、节点电压方程和支路电流方程,利用半不变量法计算故障电压电流的各阶半不变量,并通过Gram-Charlier级数得到故障电压电流的概率分布;基于改进的IEEE33节点系统对所提方法进行分析验证,证明该方法的准确性与有效性。最后,针对城市电网故障切除后的供电恢复问题,提出基于智能软开关的城市电网供电恢复策略。该策略通过分析智能软开关的控制特性,建立其数学模型;然后在考虑系统安全稳定以及分布式电源和电动汽车的支撑作用基础上,建立以负荷恢复供电量最大与网络有功损耗最小为目标函数的供电恢复模型,通过粒子群算法对智能软开关的控制参数进行优化求解;为验证该方法的有效性,在多种场景下与其他恢复方案进行对比分析。