近年来极端天气事件频发,给电力系统的安全稳定运行带来了挑战。且随着大容量新能源发电技术的发展以及交直流混联电网的逐步形成,现代电力系统的网络形态和动态特性愈加复杂。如果电网发生局部故障,可能出现连锁反应,最终导致大面积停电事故的发生。作为一种高风险-小概率事件,大停电事故一旦发生,将严重影响到社会的稳定和经济的发展。因此,需要针对可能发生的大面积停电事故,制定完备的应急处理方案和科学的恢复计划。当前电网新形势下,分布式电源的大量接入和需求侧管理的广泛应用,使得传统的被动配电网逐步向具备更多灵活资源的主动配电网转变。因此为了提高大面积停电后电力系统的恢复效率,有必要展开对输电网和配电网之间的协调恢复问题的研究。本文基于现代电力系统的发展方向,在广泛参考和学习现有科学成果的基础上,针对输配电网的恢复资源配置问题以及大停电后的负荷恢复阶段,对计及主动配电网的输配协同恢复资源优化、输配协同恢复的分散优化以及多时步恢复动态决策进行了较为深入的研究。本文的研究包括恢复资源配置优化、多主体动态博弈方法、耦合输配电网解耦机制、分散优化框架及方法、多时步动态决策算法等多个方面的内容。论文的主要研究工作如下:(1)提出了一种输配协同恢复资源配置策略,通过将自然灾害视作理性的虚拟博弈者,与电网规划方以及黑启动电源规划方一起,建立了一种基于多主体Defender-Attacker-Defender(D-A-D)动态博弈的输配协同自然灾害防御框架,实现了电力系统对自然灾害的有效防御。算例给出了具体的多主体D-A-D动态博弈过程以及该方法的优势。将提出的方法应用于实际算例中,证明了多主体D-A-D动态博弈比传统资源配置方法效果更好。(2)提出了一种输配电网协同恢复优化方法,通过采用目标级联分析法将耦合输配电网解耦,得到输配协同恢复的分散优化模型,并对该模型中的0-1二元变量进行了松弛处理,在保证求解效率的同时,收窄了计算的优化间隙。算例表明,基于目标级联分析的分散优化方法显著提高了计算效率,并且能够加速负荷恢复进程。(3)提出了一种耦合输配电网恢复动态决策方法,考虑输配电网恢复的动态决策问题,建立了一种多时步负荷恢复优化模型,将未来时步的恢复状态考虑在内,并充分利用实时更新的电网拓扑数据,实现了更长时域下的恢复最优。算例给出了具体的多时步负荷恢复优化过程以及该方法的优势,并且将提出的方法应用于实际算例中,证明了多时步负荷恢复优化比传统的单时步负荷恢复优化方法效率更高。