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当前,开发利用清洁可再生能源已成为全球共识,但清洁能源高效利用依然是世界性挑战,成为快速发展能源清洁替代的刚性制约因素。研究表明:在相同网络基础设施条件下,实施主动管理技术可集成的分布式能源(Distributed Generation,DG)比例是被动管理的3倍。因此,主动配电网(Active Distribution Network,ADN)技术已成为各国电力争先抢占的下一个制高点。ADN的显著特征是自愈,不仅能有效抵御多种故障、提高灾害恢复能力,还能在正常工况下提高运行技术经济水平、优化电能指标,而自愈的关键是ADN的全维度量测信息获取,需要在原有配电网自动化量测内容的基础上进一步扩展与融合。为此,本文针对ADN自愈的若干问题,包括量测配置、灾害恢复和运行优化等,展开一系列科学探索与理论分析,主要工作和研究成果如下:1)同步相量测量单元(phasor measurement unit,PMU)应用于配电网,能极大地提高量测水平,为ADN运行提供可靠的量测数据。为保证ADN可观性和PMU配置经济性,本文提出了一种考虑N-1故障的主动配电网PMU优化配置模型,考虑了零注入节点、测量精度、线路N-1故障和PMU设备N-1故障的影响,并与传统测量方式相互配合以进一步降低ADN量测配置经济成本。算例分析发现:所提模型具有良好的计算效率和可靠的全局收敛性能。2)以自然灾害为首的极端事件造成的电网故障显著区别于一般随机设备故障,其恢复过程受负荷压频特性和DG下垂特性影响大。为此,建立了一种主动配电网灾害恢复混合整数规划模型。该模型以恢复负荷最大为目标,通过合理安排各具有黑启动能力DG出力,操作一系列开关,形成以单DG为电源和就近负荷构成的微电网,并满足负荷压频特性、DG下垂特性、潮流约束、拓扑约束、DG出力和电压安全等条件。采用修改的IEEE37节点配电系统测试验证了所提模型。3)ADN比传统配电网具有更强的供电能力和更灵活的调节能力,其负荷裕度还具有显著的时空特征。为此,本文建立了一种考虑负荷裕度的ADN运行优化混合整数规划模型,该模型以负荷裕度最大为目标,计及了负荷裕度均衡分布约束、潮流约束、拓扑约束和电压约束,避免了强非凸非线性计算难以收敛的局限性。采用修改的IEEE33节点系统验证了所提模型。