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可再生能源(Renewable Energy Sources，RES)发电渗透率的日益升高大大增加了电网不确定性，传统采用增加备用以应对不确定性的方法在技术上和经济上均难以为继，灵活性技术应运而生。电力系统灵活性是指通过调控源、网、荷侧灵活响应资源，对不确定扰动迅速作出反应，保障系统安全高效运行的能力。然而目前灵活性提升研究仍大多围绕源、荷侧节点注入型灵活性资源的供需平衡，关注其爬坡、功率、能量三方面的调节效应，忽视了网络侧灵活性的挖掘。电网结构为节点灵活性提供转移路径，薄弱的网络拓扑会限制节点灵活性的充分消纳。特别地，对于主动配电网(Active Distribution Networks，ADN)，由于众多分布式设备的安装，节点灵活性供需分布在空间上可能相差甚远，应有效提升结构灵活性，通过灵活可变的拓扑结构来实现节点灵活性的协同调节和供需匹配。本文以主动配电网结构灵活性资源优化配置为主题，围绕所提结构灵活性测度展开研究，旨在将主动配电网结构灵活性纳入电力系统灵活性研究的重要范畴，主要工作归纳如下:
1)主动配电网社团结构挖掘。主动配电网空间结构复杂，挖掘网络本质结构特征是达成配网空间解耦的关键步骤，以避免大量离散结构组合带来的维数灾。依据复杂网络理论设计一种主动配电网社团结构挖掘技术，准确得到配网社团划分结果。首先，确定主动配电网图论模型，通过合理假设简化系统拓扑结构;然后，依据谱图转化，把社团挖掘转化为求取对应标准化拉普拉斯矩阵特征向量的多项式时间问题，显著约减了社团挖掘的空间维数;最后，针对经过谱分解降维生成的新样本点，采用近邻传播方法实现进一步聚类，聚类结果对应配网挖掘得到的社团结构。选取电网规模从小到大的6个算例系统进行了仿真，结果表明提出的基于近邻传播的改进谱聚类算法适用性强、社团挖掘质量高，同时验证主动配电网中社团结构的天然存在。
2)提出主动配电网结构灵活性测度。可再生能源发电并网增加了主动配电网运行时的不确定性，应充分挖掘主动配电网的结构灵活性，通过改变网络拓扑来灵活应对随机运行扰动。准确的主动配电网结构灵活性量化评估方法是结构灵活性提升研究的必要前提，然而目前研究中缺乏对结构灵活性的统一定量分析框架。在利用社团挖掘进行空间解耦的前提下，提出一种评价主动配电网结构灵活性的重要量化方法，准确反映配网离散结构特征。首先，研究主动配电网结构灵活性内涵，给出其可达性、适配性、敏捷性三维属性分析，并阐明三者的内在联系;然后，根据分段开关、联络开关在社团内、社团间不同的路径导引作用，从规划尺度定义了可达性测度，衡量配网提供有效结构变换的能力;接着，计及运行场景的变化，从运行尺度定义了适配性测度和敏捷性测度，其中适配性衡量配网通过结构变换对潮流波动的适应能力，敏捷性衡量配网结构变换的动作效率;最后，通过算例仿真分析各测度的影响因素与内在规律，证明了所提出量化方法的有效性，为利用配网中结构灵活性资源提供全新研究视角。
3)主动配电网结构灵活性设备优化配置。面对大量在空间上呈差异化分布的节点灵活性资源，主动配电网需要通过结构设备的优化配置改变其固有拓扑属性，在根本上提供响应不确定变化的灵活结构变换本领。基于主动配电网结构灵活性量化分析框架，进行了结构灵活性设备增量式优化配置。首先，提出光伏发电及负荷的概率性序列模型，设置配网运行场景，进一步得到社团内功率聚合;然后确立主动配电网结构灵活性设备的双层配置模型，依据最大化可达性增量确定外层模型，提供满足配网可达性水平的初始配置方案，依据最大化适配性和最优敏捷性确定内层模型，基于运行场景的反馈修正初始配置方案;接着，提出一种混合优化算法分别对内外层模型进行求解，针对外层具有次模性质的可达性采用基于贪婪策略的改进遗传算法，针对内层中最大化最大流的重构过程采用粒子群算法，最终获得主动配电网结构灵活性设备的最优配置，以及此时配网的结构灵活性水平;最后，对于测试算例进行结构灵活性设备的增量式配置，验证所提出优化配置方法的优越性，显著提升了主动配电网的结构灵活性。
1)主动配电网社团结构挖掘。主动配电网空间结构复杂，挖掘网络本质结构特征是达成配网空间解耦的关键步骤，以避免大量离散结构组合带来的维数灾。依据复杂网络理论设计一种主动配电网社团结构挖掘技术，准确得到配网社团划分结果。首先，确定主动配电网图论模型，通过合理假设简化系统拓扑结构;然后，依据谱图转化，把社团挖掘转化为求取对应标准化拉普拉斯矩阵特征向量的多项式时间问题，显著约减了社团挖掘的空间维数;最后，针对经过谱分解降维生成的新样本点，采用近邻传播方法实现进一步聚类，聚类结果对应配网挖掘得到的社团结构。选取电网规模从小到大的6个算例系统进行了仿真，结果表明提出的基于近邻传播的改进谱聚类算法适用性强、社团挖掘质量高，同时验证主动配电网中社团结构的天然存在。
2)提出主动配电网结构灵活性测度。可再生能源发电并网增加了主动配电网运行时的不确定性，应充分挖掘主动配电网的结构灵活性，通过改变网络拓扑来灵活应对随机运行扰动。准确的主动配电网结构灵活性量化评估方法是结构灵活性提升研究的必要前提，然而目前研究中缺乏对结构灵活性的统一定量分析框架。在利用社团挖掘进行空间解耦的前提下，提出一种评价主动配电网结构灵活性的重要量化方法，准确反映配网离散结构特征。首先，研究主动配电网结构灵活性内涵，给出其可达性、适配性、敏捷性三维属性分析，并阐明三者的内在联系;然后，根据分段开关、联络开关在社团内、社团间不同的路径导引作用，从规划尺度定义了可达性测度，衡量配网提供有效结构变换的能力;接着，计及运行场景的变化，从运行尺度定义了适配性测度和敏捷性测度，其中适配性衡量配网通过结构变换对潮流波动的适应能力，敏捷性衡量配网结构变换的动作效率;最后，通过算例仿真分析各测度的影响因素与内在规律，证明了所提出量化方法的有效性，为利用配网中结构灵活性资源提供全新研究视角。
3)主动配电网结构灵活性设备优化配置。面对大量在空间上呈差异化分布的节点灵活性资源，主动配电网需要通过结构设备的优化配置改变其固有拓扑属性，在根本上提供响应不确定变化的灵活结构变换本领。基于主动配电网结构灵活性量化分析框架，进行了结构灵活性设备增量式优化配置。首先，提出光伏发电及负荷的概率性序列模型，设置配网运行场景，进一步得到社团内功率聚合;然后确立主动配电网结构灵活性设备的双层配置模型，依据最大化可达性增量确定外层模型，提供满足配网可达性水平的初始配置方案，依据最大化适配性和最优敏捷性确定内层模型，基于运行场景的反馈修正初始配置方案;接着，提出一种混合优化算法分别对内外层模型进行求解，针对外层具有次模性质的可达性采用基于贪婪策略的改进遗传算法，针对内层中最大化最大流的重构过程采用粒子群算法，最终获得主动配电网结构灵活性设备的最优配置，以及此时配网的结构灵活性水平;最后，对于测试算例进行结构灵活性设备的增量式配置，验证所提出优化配置方法的优越性，显著提升了主动配电网的结构灵活性。