随着全球极端自然灾害发生的次数不断增多,同时配电网也易受到灾害性事件的影响,则导致其发生面积广、时间长的停电事故。如何利用灵活性资源分散供应的特征,从韧性恢复的角度探索应对极端自然灾害的故障恢复决策方法和实施策略,是当前配电网故障恢复研究的紧迫任务。本文所作的主要工作如下:首先,介绍了以图论为基础知识的路径规划方法和求解最短路径的相关算法,用于优化供电恢复路径及调度应急电源车(Emergency Power Supply Vehicle,EPS)的研究。介绍了用于求解配电网故障恢复模型的混合整数线性规划(Mixed Integer Linear Program,MILP)方法,为了解决优化求解中难以处理的问题,提出了将所涉及的非线性约束进行线性化的方法,为后续配电网故障恢复的研究奠定了基础。然后,针对极端灾害后上级电网通常无法及时恢复对中断负荷供电的问题,引入微电网和EPS等灵活性资源支撑配电网的恢复。分布式电源(Distributed Generator,DG)、微电网和EPS的接入提高了对关键负荷持续供电的能力,但也使得配电网的故障恢复变得复杂。针对发电资源的时变性、稀缺性,建立了利用微电网优先恢复关键负荷的优化模型,并通过在关键负荷恢复问题中引入备用容量状态的约束,确保关键负荷在停电期间持续供电。又由于微电网内发电资源容量限制的问题,建立了考虑优化行驶路径,以及恢复成本的EPS优化调度的方法,从而减少负荷停电损失。通过big-M等技术对原数学模型进行非线性处理,采用MILP方法对配电网恢复模型进行求解。最后,为了最大化灾后配电网的韧性,提出了一种考虑韧性提升的配电网分级供电恢复方法。面向恢复阶段的系统韧性评价定义了考虑配电网经济效益的韧性指标。然后在关键负荷全部恢复的基础上,建立以最大化韧性指标为目标函数的三级恢复模型,指导各时段非关键负荷的恢复。又考虑到DG出力具有波动性,则将韧性指标视为随机变量,采用非参数核密度估计的方法全面评估恢复策略对系统韧性提升的贡献度。采用PG&E 69节点馈线系统进行算例验证,以证明分级供电恢复方法的有效性。