随着配电网重要性的不断提升,人们对更高的电能质量水平和供电可靠性越发重视。本文同时考虑配电网的规划与运行进行了一系列研究。主动配电网为配电网中大规模分布式发电（Distributed Generation,DG）接入提供了有效的控制手段。该部分论文通过控制分布式发电机组数量、分配、容量和位置,提出一种配电网重构方法。此外,软开关（Soft Open Points,SOP）技术替换了普通的线路开关,软开关可连续控制有功无功潮流以改善配电系统的性能。本论文工作主要目标是在所有系统约束保持在允许的范围内,同时保证适当的DG渗透水平,在正常和故障情况下具有可靠性和灵活性的网络中,通过最小化电力系统损耗和改善系统电压曲线来提高能源利用效率。论文提出了一种改进的粒子群优化算法,以找到最优的电网结构、分布式发电容量和位置以及软开关的功率大小和分配情况,并分别在IEEE33、69节点系统中做了算例研究,并与相关文献研究结果比较,以证明所提出算法的有效性。最后,在适当的渗透水平下,求解最优的分布式发电机数量和容量,并为特定的网络重构方案配置最优的软开关位置。论文接下来研究了混合可再生能源系统（Hybrid Renewable Energy Resources,HRERs）的优化运行,包括光伏/风机/柴油机的组合形式。在提出的框架中,提出了一种协同模拟工具来找到HRERs参数的最优能量调度。它由基于C++的在线优化器管理的HOMER PRO?和NEPALN?软件包组成。综合考虑技术、经济和环境因素并使用HOMER PRO软件以实现不同形式的可再生能源混合模式。通过多目标人工电场算法（AEFA）获得了软开关的优化配置以及HRERs的优化调度。仿真结果提出了一种新的混合并网系统,以支撑Sohag-Egypt的实际案例研究。所提的HRERs系统展示了一种可行的温室气体排放和化石燃料消耗问题的经济解决方案。此外,含软开关的HRERs优化运行减小了系统网损,改善了电压质量,并提升了输电系统的载荷能力。采用NEPLAN软件完成了理论分析,结论表明了该方法在技术经济和环境方面的高度灵活性。此外,仿真研究证明,配电系统的规划和运行具有高度的灵活性,可以从技术,经济和环境方面取得显著改进。在全球范围内,自动化技术正在转变为智能电网的支柱之一。在配电网中使用自动化系统的重要作用是实现电网自愈并提高可靠性。分布式自动化（DA）可以通过在每个负载点使用智能二次变电所,并通过安装需要大量投资的自动分段开关来实现。因此,本文的这一部分提出一项基于成本/收益研究的配电网长期规划,以在受系统可靠性指标限制的情况下定义配电网络的最优自动化水平。DA规划被划分为具有多维的非线性混合整数优化问题。因此,难以将数值算法直接应用于需要搜索所有可能的自动化方案。为了解决这个问题,混合粒子群优化和引力搜索算法（HPSO-GSA）技术提供了二进制编码的程序来处理所有控制变量,以在允许的范围内提供最优解决方案。考虑到成本损失函数（CDF）,投资成本（IC）和失效率（FR）的不确定性,将其应用于RBTS-Bus 4标准可靠性测试系统,证明了该方法的有效性。此外,研究了折旧率（DR）,负荷增长（LG）速率和峰值负荷变化（LC）对电力系统的影响。最后,使用NEPLAN软件进行可靠性评估以获得最优决策和进行技术分析。此外,分布式发电（DG）的可靠性对配电网络的可靠性具有重大影响。与现有文献研究结果相比,仿真结果表明,在系统可靠性水平足够的情况下,系统的可靠性成本显著降低。电力行业正朝着放松管制和鼓励竞争的市场化迈进,以满足用户需求。因此,系统性能和供电可靠性评估越来越受到重视。文献中提出了几种可靠性的性能指标。在本研究工作的这一部分中,考虑到高级分布式自动化系统（ADAS）的影响,使用NEPLAN模拟器可靠性分析模块确定不同案例研究中的所有可靠性指标。分布式发电（DG）介入和软开关技术对提高供电可靠性和电能质量的影响也得到了研究。因此,本研究为配电网络提供了一种基于成本/收益研究的方法,以确定DG单元和SOP设备的最佳位置,从而获得更好的可靠性指标,并在RBTS-Bus 4系统中做了验证。NEPLAN使用一种工具来应用以可靠性为中心的维护（RCM）策略,从而大大降低了维护费用。仿真结果表明,系统可靠性成本显着降低,所有可靠性平均指标和每个负载点也显著提高。还值得一提的是,尽管分别使用DG装置或SOP装置均可产生良好的结果,但将它们很好地结合在一起可获得最佳的结果。最后,仿真和实验结果证明了所提研究的优势,但也存在一些薄弱点,将在后续工作中加以研究。