分布式配电网故障行波定位方法见解

分布式配电网故障行波定位方法见解
摘要：本文主要针对分布式配电网故障行波定位方法展开探讨，总结了分布式
配电网故障行波定位方法的基本原理和要点，提出了个人的一些见解和建议，可
供参考。

关键词：分布式配电网；故障；行波定位方法
前言
随着分布式配电网故障行波定位方法的不断科学化，对于如何更好的使用分
布式配电网故障行波定位方法成为了我们的研究热点，为此，我们更加有必要总
结分布式配电网故障行波定位方法问题。

1 配电网故障定位方法概述
配电网故障类型较多，同时导致故障发生的影响因素较多，针对不同故障类
型有不同的故障定位方法。

限于文章篇幅，本文将重点详细分析研究工程实际应
用中常用的短路故障定位技术和小电流接地故障定位技术。

1.1 短路故障定位技术方法
配电网系统中短路故障是指由于某种原因，引起系统中电流急剧增大、电压
大幅下降等不利运行工况，同时该故障发生后会进一步引发配电网系统中变配电
电气设备损坏的相与相、相对地间的大电流短接故障。

按照短路发生部位，可以
分为三相短路、两相短路、两相对地短路、以及单相对地短路故障。

由于配电网
发生短路故障后，其电流、电压等特征故障参量较为明显，故障定位技术方法的
实现相对较为简单，工程中最常用的是“过电流法”。

当配电网系统发生短路故障后，其短路故障电流幅值非常大，易于监测，因此，工程中常选用电流作为短路故障监测对象，即采用“过电流法”来实现对配电
网系统短路故障区段的定位判断，其定位判断原理与过流保护相同。

配电网系统“过电流法”故障定位手段，需要充分借助安装于线路中的馈线终端装置（FTU）来实现短路故障区段的正确定位。

1.2 接地故障定位技术方法
为了提高配电网系统供电可靠性，绝大多数采用中性点非有效接地方式。

此
种运行方式下，当配电网系统发生接地故障时，不会形成明显的故障回路，也就
是此种运行方式下故障信号不太明显，进而大大影响了故障定位装置选线过程中
的准确可靠性。

加上配电网系统逐步向多分支复杂结构方向发展，其单相接地故
障电流也较小，给故障定位带来了非常大的困难。

目前，对于非有效接地配电网
故系统而言，其故障选线定位较为实用的方法是“C型行波法”。

在故障定位中，“C型行波法”不受故障时刻行波信号的强弱的影响，其可以通过多次信号采集进
行综合分析判断，也就是说当一次系统接收到的信号不清楚或信息不完整时，可
以重新发射一次脉冲信号对系统故障进行重新准确定位。

2 含分布式电源的配电网故障快速定位方法研究
2.1 基于改进GA的含DG的配电网故障定位技术研究
配电网的故障总体上可以分为永久性故障和瞬时性故障两种。

对于永久性故障，相应的继电保护装置会发出信号使相应的断路器动作，从而切除故障线路：
根据配电网自动化的程度采取不同故障隔离方案，自动化程度较低的配电网一般
需要跳开该故障线路首端的断路器，而自动化程度较高的配电网满足多分段条件，只需跳开距离故障点最近的一个或者多个断路器。

瞬时性故障一般发生在架空线
路上，瞬时故障可通过机电保护重合闸装置来消除，也提高了配电网的供电可靠
性；当线路发生永久性故障时，发生单相接地故障占总故障的70%～80%，由于
我国的配电网中心点接地方式多采用小电流接地方式，因此不会形成短路，只是
经线路对地容性的电流通道，故障电流小，可允许配电系统继续运行1～2小时，但最终必须经过合理的故障处理，故障隔离势必以切除线路部分负荷为代价来保
证配电系统的稳定性，对于故障隔离区段的线路，其电力供应只能是在线路的故
障位置修复后才能恢复的，对于故障隔离区段以外的线路刻通过联络开关来实现
负荷转供，因此精确、快速的故障定位技术有利于实现故障区段供电的快速恢复。

当线路发生瞬时性故障时，虽不会造成故障线路的长时间停电事故，但是在发生
瞬时故障的位置其绝缘性等会受到影响会成为该线路的薄弱点，随着时间的积累
有可能在将来发展成为永久性故障点，这样以来，故障定位技术也有助于线路维
护计划的制定和实施。

因此，对于上述两种故障故障定位有着不同的目的和意义。

本项目首先在研究GA在不含DG的配电网的故障定位应用的基础上，进一步研
究基于改进GA在含DG的多电源情况下的永久性故障的定位技术。

2.2 故障电流正方向及网络编号
通过前面的分析，DG的接入增加了配电系统网络拓扑结构的复杂度，故障时也会对故障点产生故障电流，这使得配电系统中的故障电流的方向不一致，因此，必须定义一个正方向，这样便于开关函数和适应度函数的建立。

对于配电网络正方向的定义都是假设网络在只有单个电源（一般选取DG之
外的上级主电源）供电时的功率方向作为网络的正方向，这样使得整个配电网络
就只有一个正方向。

结合前面对开关上下级电源的说明，本项目定义开关的正方
向为从上级电源指向下级电源，这样对某个具体的开关而言，假定整个配电网络
只有该开关的上级电源供电时的潮流方向为该开关的正方向，这样的定义使得该
网络中每一个开关只有一个确定的正方向，该正方向对网络整体而言意义不大。

由于定义了开关的正方向，因此在多电源的情况下开关的过流状态会有三种情况
出现：当与开关对应的FTU或DTU监测点检测到故障过流方向且与其定义的正方向相同时，开关的状态为1；没有检测到故障过电流时，则为0。

3 基于人工智能方法的含分布式配电网故障恢复
含分布式发电配电网故障解决过程中，最为有效的途径就是人工智能，在对
于含分布式发电配电网建故障恢复方法内，主要包含三种算法，分别是多智能体
算法、粒子群算法与遗传算法。

3.1 基于多智能体算法的含分布式发电配电网故障恢复
智能体自身在实际应用过程中具有良好的自主性，在信息沟通及适应能力等
方面优势十分显著，所以多智能体算法在实际应用过程中，经常应用到对于配电
网通信故障恢复过程中。

科研人员在对于多智能体算法研究过程中，已经获得了
十分显著的研究成果，例如我国科研人员就以母线代理完全分布式代理系统作为
基础，对于通讯机制进行分析研究，该研究主要目的就是希望能够将配电网所具
有的连锁故障在极端情况下的问题进行解决。

相比较原有配电网内所应用的控制
系统相比较，多智能体技术在应用上面更加灵活。

但是每一个智能体之间应该怎
样灵活操作，对于智能体所恢复任务进行确定，这些内容还需要进一步分析研究。

3.2 基于粒子算法的含分布式配电网故障恢复
粒子群算法是基于鸟群觅食的行为举止，所构成成为的一种随机搜索算法，
在实际应用过程中具有记忆力特征。

基于粒子算法的含分布式配电网故障恢复所
应用的编码形式，正常情况下都是通过使用0与1进行表示，粒子算法特别应用
到含分布式发电的配电网故障恢复问题。

处于含分布式的配电网结构与运行特征，
粒子算法在应用过程中，还无法有效解决拓扑结构所存在的问题，搜索速度较低，这样在研究过程中就会陷入僵局。

3.3 基于遗传算法的含分布式配电网故障恢复
遗传算法属于一种进化算法，在实际应用过程中拥有广泛的应用用途。

遗传
算法主要是模拟生物基因进行背景，通过多个途径，能够找到种群内的最佳个体。

遗传算法在计算过程中还存在一定缺陷，与粒子群算法计算相同，计算过程中容
易出现局部最佳情况。

4 结语
综上所述，针对分布式配电网故障行波定位方法，本文进行了进一步的总结，分析了分布式配电网故障行波定位方法的要求和基本的要点，可供今后参考和借鉴。

参考文献：
[1]李志铿，汪隆君，王钢，杨掌林，张尧.计及故障重构的含分布式发电配电网可靠性评估[J].电力系统自动化，2017（04）：35-40.。