在不久的将来,数十亿城市人口的生活质量依赖于城市在节约能源、降低污染、提高生活条件和保障公共安全等方面的作用。能源基础设施是城市最为重要的基础设施之一,若城市在持续的一段时间内失去能源供应,会导致城市功能的衰竭。随着社会经济的发展及城市化进程的不断推进,作为城市能源基础设施的主要组成部分,现代城市电网逐渐呈现出受端电网特性、供电恢复能力较弱、分布式能源渗透率和网络拓扑复杂性增加等特点。面对现代城市电网的特点及发展趋势,建立适用于现代城市电网的恢复技术值得进一步研究。本文围绕城市电网恢复,分别建立城市输电网络(主网)基本恢复机制、城市配网自治恢复策略和城市电网主配网协调恢复技术,并对城市电网恢复评估方法进行研究。本文的主要研究内容如下:(1)在城市主网层面,建立城市主网基本恢复机制。针对城市电网的受端电网特性,考虑具有快速切负荷能力的机组及大规模储能电站作为主网新的启动功率来源,完善城市主网启动电源建模。建立常规火电机组和线路恢复时间模型。城市主网基本恢复机制由双层优化模型组成,上层优化模型中,以机组启动模型为基础优化网络中机组启动次序。下层优化模型中,以最小恢复代价为目标优化恢复路径及确定恢复网络。优化模型确定的恢复方案需满足操作时限约束和网络潮流约束等恢复约束校验。按照城市主网基本恢复机制整体流程,通过上下层优化模型间的不断交互,得到完整的城市主网恢复方案。(2)在城市配电网络层面,建立城市配网自治恢复策略。城市电网大停电事故发生后,在联系的输电网络恢复之前,即恢复等待期内,考虑应用区域内燃气轮机组、风电、光伏和储能等不同类型的分布式电源,恢复部分网络并维持部分重要负荷供电,保持恢复网络内的功率平衡,实现配网区域自治。建立分布式电源模型,对风电、光伏等间歇型电源,考虑采用预测技术和储能系统等减少其不确定性和波动性对配网恢复的影响。对优化模型中包含的放射状拓扑约束和潮流约束等约束条件,选用适用的约束表达形式,实现配网自治恢复策略优化模型恢复时间段内多时间断面的优化求解。(3)在城市主网基本恢复机制和城市配网自治恢复策略的基础上建立城市电网主配网协调恢复技术。考虑主网恢复和配网恢复间的相互影响,主配网协调恢复机制的设计过程中重点考虑主网恢复内系统发电容量和配网恢复内维持负荷供电两个优化目标的协调优化,将主网恢复和配网恢复考虑成一个整体的优化问题进行求解。在主网和配网边界节点的基础上建立城市电网主配网整体网络模型。细化城市电网负荷分级,综合考虑主网恢复和配网恢复的优化目标,确定主配网协调恢复优化目标函数。除主网基本恢复机制和配网自治恢复策略考虑的约束条件外,进一步完善主配网协调恢复优化模型中考虑的约束条件,建立完整的城市电网主配网协调恢复技术优化模型。(4)对城市电网恢复评估方法进行研究,提出云-数据包络分析(Cloud-DEA)方案评估方法,并应用于城市电网恢复方案评估。介绍方案评估一般流程,基于云模型建立定性指标评价云系统实现评估指标中定性指标的定量转化。通过联合使用CCR-DEA模型和LJK-DEA模型,建立Joint-DEA模型。在定性指标评价云系统和Joint-DEA模型的基础上介绍Cloud-DEA评估方法的主要步骤。定性指标评价云系统更加有效地实现了定性指标的定量转化,Joint-DEA模型保证了Cloud-DEA评估方法的鲁棒性。