随着以风力发电、太阳能光伏发电为代表的分布式电源(Distributed Generator,DG)接入水平和网、荷设备电力电子化水平的逐渐提高,智能配电网诸如谐波(谐振、不稳定、传播)、负序、电压暂降等电能质量问题日益复杂。作为智能配电网重要功能,在线预防控制、自愈恢复、故障定位等对于提高配电网运行可靠性、保证智能配电网安全稳定运行具有重要意义。在上述背景下,本文首先面向智能配电网防控的需要,一方面,面对智能配电网运行方式复杂多变、系统谐波节点导纳矩阵频繁改变、谐波谐振问题愈加复杂的情况,提出一种谐波谐振参数安全域的快速构建方法;另一方面,对于日益突出的由DG控制系统与电网元件耦合交互作用而产生的宽频带振荡问题,提出一种宽频带参数稳定域的快速构建方法。然后,面向智能配电网自愈恢复的需要,考虑到孤岛容量较小,其负序、谐波等电能质量问题相较于非孤岛运行时更为严重,可能导致源、荷等设备退出运行、造成孤岛运行失败,提出一种计及负序、谐波等电能质量因素影响的孤岛划分策略。最后,面向智能配电网故障定位的需要,对于暂降源精确定位问题,针对其可观性不足的现状,同时考虑到智能配电网作为多电源网络、其短路电流分布特性与传统的辐射状单电源配电网有较大差异,提出一种基于有限量测数据的电压暂降源精确定位策略。具体说明如下:(1)对于谐波谐振防控问题,提出了一种谐波谐振参数安全域的快速构建方法。首先,基于模态分析法,归纳了谐波谐振问题的数学实质。然后,从谐波节点导纳矩阵奇异性角度出发,基于扩展圆盘定理(即结合基本Gerschgorin圆盘定理和矩阵相似变换)分析推导了可避免谐波谐振发生的谐波节点导纳矩阵元素应该满足的显式充分条件。进一步地,基于矩阵相似变换不唯一的特性,建立了以相似变换矩阵元素为变量、约束均为线性的优化规划模型并求解,以获得最优相似变换矩阵、使所得安全域的保守性尽可能小。所提方法无需特征值计算、分析效率高、有效降低了保守性,对运行方式复杂多变的智能配电网的谐波谐振参数安全域在线快速构建表现出较强的适用性。基于4个不同规模算例的测试结果表明,待分析系统规模越大或待分析变量越多,所提方法相较于特征值计算逐点分析法,在分析效率上的优势愈发明显。(2)对于宽频带振荡防控问题,提出了一种宽频带振荡参数稳定域的快速构建方法。从系统状态矩阵所有特征值应在虚轴左侧出发,基于扩展圆盘定理推导了可保证系统稳定的状态矩阵元素应满足的显式充分条件。进一步地,基于相似变换矩阵不唯一的特性,建立了以相似变换矩阵元素为变量、约束均为线性的优化规划模型并求解,以获得最优相似变换矩阵、使所得稳定域的保守性尽可能小。所提方法无需特征值计算、有效降低了保守性。2个不同规模算例验证结果表明,相较于特征值计算逐点分析法,所提方法分析效率优势明显,对运行方式复杂多变的智能配电网的频带振荡参数稳定域在线快速构建表现出较强的适用性。(3)对于孤岛划分问题,提出一种计及电能质量影响的孤岛划分策略。对于各故障场景,针对基于网络连通性快速检验所确定的初始孤岛,建立切负荷-网络重构双层优化模型,以有效分解寻优空间维数、避免组合爆炸,较快获得可行解。在网络重构优化中,建立负序、谐波不确定性约束集,通过调整拓扑结构和无功补偿量优化负序、谐波不确定性传播特性,避免因负序、谐波指标越限导致源、荷退出运行、造成孤岛运行失败,提高孤岛运行可靠性。所提策略可更快获得更高可靠性的孤岛划分方案。基于94节点复杂配电网算例测试结果表明,所提策略相较于传统策略所制定孤岛划分方案电能质量指标较优、运行可靠性更高;且制定策略耗时较短、求解效率更高。(4)对于电压暂降源定位问题,提出一种基于有限量测数据的电压暂降源精确定位策略。首先,基于序功率增量方向原理判断暂降源相对于各观测点的上下游关系,以判断暂降源候选区域;进而,进行暂降成因辨识。对于由电气故障(即短路故障)引起的电压暂降,一方面,以故障位置、过渡电阻为优化变量,以有限电能质量观测点处电压、电流相量的实际观测值与短路计算理论值总误差最小为目标,建立定位距故障点最邻近节点和故障点的分步优化模型并求解;另一方面,在短路计算中充分计及逆变器接口分布式电源(Inverter Interfaced DG,IIDG)的影响;以有效保证所提策略对智能配电网的适用性,克服短路计算不准确、过渡电阻估计误差较大对定位的不利影响。基于改进IEEE33节点算例和改进IEEE69节点算例测试结果表明,分布式电源容量越大或过渡电阻值越大,所提策略相较于传统策略在定位精度上的优势愈发明显。