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配电系统是城市的基础设施,在未来智能电网中具有重要地位。本文研究了智能配电系统安全域(Distribution System Security Region,DSSR)的基本原理。DSSR是状态空间中所有安全工作点的集合。DSSR不但描述了系统安全运行的范围,还决定了系统的供电能力大小。DSSR的研究对于智能配电系统具有重要意义:1)确定系统的运行边界与最大供电能力(Total Supply Capability,TSC);2)提供新的视角观察和研究配电系统;3)发展新的高级运行监控与规划技术。本文工作是DSSR研究的基础性工作,主要贡献分为两个方面。一方面,针对具备信息化和自动化的无源配电网,研究了DSSR的定义、存在性、几何性质、作用机理与实际应用等问题,主要包括:1.对DSSR及TSC现有概念进行梳理,建立了严格的数学定义体系。2.证实了DSSR的存在性:首先提出DSSR的仿真观测方法,观察到DSSR的边界图像;然后从数学上证明对于任意给定配网DSSR一定存在;最后在实际城区配电网中验证了DSSR的存在性。3.观测归纳出DSSR具有内部稠密性、边界近似线性等几何性质,并对这些性质进行数学证明。4.提出加权联络均衡度描述馈线联络分布,分析了网络结构(馈线联络)对TSC的作用机理。5.提出了基于DSSR的新型网络重构方法,相对传统方法能更好地平衡安全与效率的关系;提出了基于TSC的联络规划方法,能充分挖掘供电能力。另一方面,将DSSR扩展到有源配电系统,主要贡献包括:1.完成了有源配网安全域存在性的数学证明。2.提出了全象限安全域的概念与模型,不仅适用于含分布式电源的有源配网,还为后续研究计及储能、微网与负荷响应等元件的完整智能配电网安全域奠定了基础。3.首次绘制了配电网安全域二维图谱,归纳了不同渗透率下所有可能的域形状、象限及安全性质特征。