数字配电网DDPS(Digital Distribution Power Systems)是一种计算机信息网络系统,其目的是建立实际运行的配电生产网的物理结构、物理特性、技术性能、经济管理、环保指标、人员状况、科教活动等的数字化系统,并形象、实时地描述与再现,以此解决配电生产网的运行管理和实时监控等问题,有利于提高配电生产网的安全、稳定、经济性能等。DDPS的内容主要由配电生产网决定,随着配电生产网的改变而改变。中国经济的飞速发展,造成了中国配电生产网的迅猛变化。特别是近10年,中国配电生产网产生了组网复杂化、三相不平衡化、运行管理精确化等许多新的特点,使得现有的基于二维的DDPS存在着因大量简化和丢失三维数据而不能正确再现配电生产网的物理结构和物理特性、因处理模型过于简化而不能满足生产需要等难以克服的缺点。因此,需要建立新型的DDPS。克服现有DDPS不足的关键在于：(1)增补海量三维数据、采用适当的空间模型以描述配电生产网的物理结构；(2)获得完整的几何拓扑关系集和几何拓扑分析模型,替代过度简化的拓扑关系集和几何拓扑分析模型,用于描述和分析配电生产网的物理结构之间的拓扑关系；(3)采用适当的网络分析模型,替代过度简化或不正确的网络分析模型,描述配电生产网的物理特性。‘随着计算机信息处理技术的发展,建立基于3S-VR(3S:GIS、RS、GPS;VR: Virtual Reality)的DDPS是可行的,有望从根本上解决现有DDPS存在的缺点。本文以此为背景,采用计算机软件工程和计算机信息处理等技术,重点研究了新一代DDPS建设的基础性工作,即DDPS空间数据模型、DDPS空间拓扑分析模型和DDPS网络分析模型。论文的主要研究内容及创新点为：(1)针对DDPS空间目标的特点,提出了OO-PF-CSG的DDPS空间数据模型,即,DDPS的整体数据模型采用面向对象的方式(OO),空间目标的几何数据采用参数函数(PF)和结构实体几何数据模型(CSG)。应用该模型,本文设计了DDPS总体数据模型,重点研究了DDPS空间目标的几何数据结构,设计了导体的空间数据模型。该模型能够有效描述DDPS空间目标的几何特性,增补了数据采集和保证了数据的高效处理,克服了现有DDPS大量丢失和简化采集数据甚至错误处理数据的缺点,解决了正确描述DDPS的物理结构的问题。(2)针对配电生产网的特点,通过25组(53个)简化条件,将DDPS空间拓扑关系集由7×512=3584个简化为109个,获得了完整的具有实用价值的DDPS空间拓扑关系集,可以有效描述和分析配电生产网的物理结构之间的拓扑关系,克服了现有DDPS将拓扑关系过度简化的缺点。(3)提出了基于几何拓扑分析的TRAP算法和CAP算法。在构建优化后的拓扑关系决策树后,采用TRAP算法可判断任意两个配电元件的几何拓扑关系。采用CAP算法可获得电气相邻几何网络,并通过算例验证了CAP算法的正确性。(4)提出了电路元件的多逻辑网络特性及相应的处理方法。该特性是DDPS网络区别于其它网络的关键特点。电路元件的多逻辑网络特性是指：一个电路元件,在实现不同的网络分析功能时,在逻辑网络中都要采用不同的元素及元素间的关系来表示该电路元件,从而形成多个逻辑网络。应用该特性,能明确区分DDPS的物理结构和物理特性,提高计算机处理效率,能够更有效地描述配电生产网的物理特性。(5)针对配电网网络分析特点,建立了配电网网络分析模型,并详细阐述了配电网网络分析模型中的主要概念。在配电网网络分析模型中,采用不同的逻辑网络、不同的网络追踪方式、不同的后演化计算、不同图的逆向复原等,可以实现不同DDPS的高级功能,因此,该模型是实现DDPS高级应用的基石。该模型能够更有效地描述配电生产网的物理特性,克服了现有DDPS将配电网网络分析过度简化甚至错误描述配电生产网的特理特性的缺点。(6)提出了基于DDPS网络分析模型的TGSCCCP算法。TGSCCCP算法用于在给定两相接地短路点的情况下,计算配电生产网中的短路电流。算例验证了TGSCCCP算法能够正确有效获得两相接地短路电流数据。