为应对气候变化和环境污染,大规模风、光等可再生能源电源不断以集中、分散、分布的方式接入输配电网,电力系统形态将发生重大变化。在可再生能源电源逐步替代传统化石能源电源的过程中,电力系统运行应对不确定性的压力逐渐加剧。传统的集中调控方式难以维系,分散自治、集中调控有机结合的运行方式转型势在必行。在量测、通信等配置完善的前提下,主动配电网可实现分布式能源（分布式发电、储能、柔性负荷等）功率的协调优化控制,进而实现与外部联络功率、内部潮流的灵活可控。在上述背景下,主动配电网的运行优化将成为构建新形态电力系统运行模式的关键问题之一,对于分摊主网电能平衡负担、实现分布式可再生能源的就地消纳均具有重要意义。从缓解主网调控压力的角度讲,主动配电网运行应将分布式可再生能源发电的波动性、随机性限制在配电网内部,即以主动的分布式能源调控应对被动电源功率的无序波动,最终消除主动配电网与上级电网联络功率的不确定性,并实现联络功率的有计划性。这一主动配电网自治运行方式的实现具体包含两个过程,即联络功率计划的超前制定和实时追踪。联络计划的优化制定是主动配电网分摊主网调峰压力、提升电力系统电源利用率和设备利用率的有效途径;而严格追踪联络计划则相当于降低了电力系统负荷侧功率的不确定性,从而缓解主网备用压力。在自治运行框架下,主动配电网的运行控制成为新型电力系统中一个相对独立的子问题,对于降低主网调控难度、提升输配运行经济性均大有裨益。当前关于主动配电网自治运行的研究已从日前计划、日内运行等多角度提出了相应的优化控制方案。然而,现有日前优化研究对实现联络功率校正的资源配置问题关注不足,难以保证所制定的联络计划在实时运行中的可执行性;当前对联络功率控制的研究则存在控制实时性和潮流最优性的矛盾,如何在追踪联络计划的同时兼顾运行经济性和电压安全性是主动配电网优化运行的关键。由此,本文以缓解电网集中调控压力为着眼点,以实现主动配电网的自治运行为目的,以分布式优化算法为辅助手段,针对主动配电网的运行优化展开了深入的理论研究。为保证运行优化问题求解的高效性,本文首先建立了数据驱动的主动配电网线性化潮流模型,以数据驱动潮流模型为基础还可实现不依赖电网物理模型的主动配电网运行分析和优化控制;挖掘主动配电网功率调控潜力的过程对运行状态获取的效率提出了新的要求,对此本文提出了主动配电网实时状态估计方法,与后文内容结合,可实现从量测量到最优控制量的快速映射;以上述内容为基础,本文提出了主动配电网的日前运行优化和时变运行优化方法,前者包括联络功率计划与备用策略的协同决策,是消除联络功率不确定性、实现联络功率削峰填谷的基础;后者则是联络功率计划的最终实现,在功率波动过程中始终以潮流最优的方式校正联络功率偏差。本文研究为主动配电网成型后的新型电力系统运行调控问题提供了一种解决思路和相应的理论支撑,对降低电力系统集中调控难度、实现分布式可再生能源就地消纳具有重要的意义。本文主要工作及创新性成果如下:1)提出了数据驱动的主动配电网线性化潮流模型及其回归分析方法。与已有研究相比,所提方法主要针对配电网的量测特点,在不依赖相角量测的前提下建立适用于主动配电网运行优化控制的线性化潮流模型。提出了分区格式模型与回归分析方法,进一步提升了所提方法在配电网中的实用性;提出了考虑量测误差的主成分回归方法,实现了对多重共线性历史数据的处理,并能以含量测误差的历史数据为输入,得到自变量、因变量真值确定的降维关系和回归关系;提出了考虑量测误差的决定系数计算方法和考虑量测误差的回归残差参数计算方法,由此可利用量测生数据对所建立线性化方程的精度进行分析。2)提出了主动配电网静态状态估计模型,动态状态估计模型,以及统一分布式求解方法。两种估计模型的统一计算框架可实现估计方式的灵活切换以适应不同的运行场景。所提静态状态估计模型改进了传统电流型状态估计的计算效率,在将电压量测方程引入加权最小二乘问题的过程中不会破坏增益矩阵的稀疏性;所提动态状态估计模型基于数据驱动的线性化量测方程和线性化状态转移方程,可实现不依赖系统物理模型的状态量实时计算。在统一分布式计算方面,各区域可并行进行本地的状态估计,区域间仅需传递有限信息即可完成各区估计结果的协调。对于静态状态估计,所提分布式算法较大程度地减少了区域间协调和通信的次数;动态状态估计则仅需一次前推回代式的区域间通信即可完成一次卡尔曼滤波过程,从而最大程度保证了状态估计的实时性。3)提出了主动配电网日前运行优化模型及其分布式求解方法。日前运行优化包括联络功率计划的优化制定,以及考虑联络偏差校正能力的备用配置决策。所提模型除了要求分布式能源运行基点对应的节点电压、线路电流等满足运行约束,还要求在决策范围内任意调用备用后仍不违反上述约束,从而保证了备用的可用性;采用数据驱动的线性化潮流等式约束以降低问题求解难度,以数据驱动方法将机会约束表达式转化为确定性表达式,从而将机会约束规划问题模型转化为等价的确定性优化模型;针对转化后的混合整数二次规划问题提出了相应的分布式求解方法,基于交替方向乘子法将原问题转化为区域间弱耦合的线性方程组的计算问题,以及各区解耦的小型混合整数二次规划问题,前者的分布式求解仅要求一次前推回代式的区域间通信,后者则可由各区并行计算,从而大大降低了原问题的求解难度和求解耗时。4)提出了主动配电网时变运行优化模型及其分布式求解方法。建立了考虑联络功率约束的主动配电网最优潮流问题模型,以实时的状态量信息作为最优潮流问题的输入,在获取状态量数值后立即完成优化求解与分布式能源的有功、无功功率控制,从而实现分布式能源功率对潮流波动的即时、最优响应,并始终以潮流最优状态实现对联络功率计划的追踪。提出了最优潮流问题的实时求解算法,将原优化问题转化为无约束优化问题再对问题进行二阶近似,在每个优化时刻仅需进行一次修正方程的计算即可完成优化问题的求解,无需迭代;提出了最优潮流问题的分布式求解算法,对于修正方程,各区域可对其系数进行并行计算、分布式存储,相邻区域间仅需进行一次前推回代式的信息交互即可完成修正方程的本地计算,进一步保证了优化的快速性。