高密度多类型可再生电源(分布式光伏、小型风力发电装置)、冷热电三联供系统(CCHP)、电动汽车等环境友好型分布式发电与储能装置的并网运行将从根本上改变当前配电网的规划和运行体系,对电力配网的安全、稳定、可靠运行带来全新的技术挑战。特别是可再生分布式发电电源的间歇性以及负荷和电动汽车比例不断提高所带来的确定性对配网的规划带来巨大挑战。本论文开展考虑分布式电源和负荷需求不确定性的主动配电网规划方法研究,从而实现有源配电网中分布式电源、储能单元等最优配置。系统中分布式电源出力和负荷的不确定性由基于启发式矩匹配方法的场景矩阵来表征,该矩阵捕负荷和发电量历史数据的随机特征与相关性。所提出的规划方法可以通过使用少量的代表性场景来表征规划过程中存在的不确定性,针对不同优化目标(例如减少有功和无功损耗、电压偏差、投资和运行成本以及二氧化碳排放)来实现主动配电网的规划,大大提高了系统规划的计算效率。首先,本论文针对配电网中单个母线下分布式电源极限渗透率问题进行了研究,并提出了在满足电网运行约束条件下的最大渗透率的数学解析表达式和求解方法。在IEEE 33节点配电网系统中进行潮流分析,验证了由解析表达式实现的解。最后基于解析表达式确定分布式电源的选址。在69节点配电系统中对分布式电源的选址方法进行实验验证和评价,实验结果验证了所提出方法的有效性和应用价值。其次,针对主动配电网中的分布式发电电源选址问题,提出一种基于运行场景的随机分布式发电规划模型和方法,从而充分考虑分布式光伏、风能功率出力和电力需求不确定性的影响。所提出的多目标规划模型能够在满足系统约束条件下实现可再生分布式电源(如分布式风力发电和光伏发电)的最优容量和位置选择,同时考虑了配电网有功、无功损耗和电压偏差的最小化问题。首先,利用启发式矩匹配方法实现场景矩阵的生成,充分考虑风能、光伏发电和电力负荷需求的历史随机特征(例如期望值、标准方差和峰度)。场景生成方法可以有效地将大量历史场景转换为少量的代表性运行场景。随后,基于所生成的场景矩阵来进行随机规划建模,通过在53节点配电网络和IEEE 123节点配电网络中对所提出的分布式发电电源选址方法结合确定性网络规划方法进行了比较性实验验证,实验结果表明所提出的场景化规划方法可以有效的实现网络中分布式电源资源的优化配置,同时降低了网络中有功、无功损耗和电压偏差。同时,在此基础上提出了基于场景的随机分布式发电投资规划模型,在充分考虑风能和光伏发电以及负荷需求和电价的不确定性条件下,在成本-效益分析的基础上实现配电网运营商净现值最大化。所提出的经济模型。首先在53节点配电网络中中验证了规划模型的性能,并在138节点配电网络中验证了模型的可扩展性。实验结果表明所提出规划方案可以在充分考虑网络中分布式电源出力和负荷不确定性的情况下,在不同分布式电源渗透率下均可实现投资净现值最大化。在多类型能源集成供能系统中,对基于运行场景的随机分布式发电和储能单元投资规划模型进行了拓展,通过确定风力机、光伏电池和蓄电池的最佳组合配置方式、选址和容量来实现电网运营商投资收益最大化。通过结合53节点和IEEE 123节点配电系统的案例开展研究,对所提出的规划方法的有效性和可扩展性进行了实验验证。此外,将所提出的规划方法与确定性的规划方法进行了对比性实验研究,实验结果表明所提出的规划方法在提高电网收益和减少母线电压波动方面更佳。同时,本文针对所提出的规划方法的灵敏度进行分析,从而可以依据商业上可获得的储能单元容量规格、额定功率以及负载规模和分布式发电渗透水平来评估所提出的分布式电源和储能单元规划方案的性能。在前述工作基础上,提出了一种基于运行场景的配电系统和电动汽车充电站多阶段联合扩容规划模型和求解方法。通过采用基于马尔可夫链建模方法对电动汽车的驾驶运行规律和充电需求构建模型,然后利用场景矩阵来具体描述风能和光伏发电、传统负载和电动汽车需求之间的随机特征和相关性。所提出的基于场景的扩容规划方法可以确定变电站、电路和充电站的最优规划策略,实现投资和运行成本最小化的分布式发电电源和储能装置的的最优定制定容方案。通过利用18节点网络和IEEE 123节点配电系统对所提出规划方法在考虑电源出力和负荷不确定性情况下的的有效性进行了实验验证。与确定性规划方法相比,所提出的配电系统和电动汽车充电站的多阶段联合扩容规划方法具有明显的优势。最后,考虑主动配电网中存在的多类型能源发电形式和储存单元,本论文提出了一种基于运行场景的多能源微电网投资规划模型和求解方法,旨在满足微网运行约束和冷热电负荷的前提下最小化投资和运营成本以及二氧化碳排放量。微网中所考虑的分布式能源组合包括风力涡轮机、光伏、电池储能单元、燃气锅炉、储热罐、热电联产单元、电制冷机和吸收式制冷机。该规划模型采用潮流方程和热传导方程来模拟电力、加热和冷却能源与负载之间的能量流。通过采用场景矩阵来处理风能和光伏发电以及电力和冷、热、电负荷相关的不确定性问题。所提出的规划方法可以确定自治微网中分布式电源和储能单元的最优配置(选址和容量)。针对所提出的规划方法,在19节点网络测试系统中进行了实验验证,结果表明投资和运行成本以及二氧化碳的排放显著降低,并且通过与确定性的规划方案进行比较,验证了所提出的方法的优势。