（国网朔州供电公司 山西省朔州市 037200）
摘要：配电网作为电力网的末端，直接面对用户在电能安全、优质、经济等方面所提出的要求，然而配电网故障的不可避免性要求一旦发生配电系统故障，必须尽量准确迅速判断故障地点位置、缩短非故障停电区域的供电恢复时间。本文对配电网的故障主要类型、故障诊断方法进行研究，认为未来的发展方向是智能配电网，并提出其在故障应对机制上与传统配电网的优胜之处。
关键词：配电网；故障；发展方向
配电网是完成向用户供电的最后一个环节，它的运行可靠性直接决定着用户是否能够得到持续的电力供应，也反映了供电局的供电能力，因此保证配电网的安全运行是非常重要的。由于配电网设备自动化水平低，运维难度大，相对于输电系统，配电网的故障率远远高于输电系统。
一、电力系统与配电网
电力系统是由发电、输电、变电、配电和用电等环节组成的电能生产与消费系统。它的功能是将自然界的一次能源通过发电动力装置转化成电能，再经输电、变电和配电将电能供应到各用户。为实现这一功能，电力系统在各个环节和不同层次还具有相应的信息与控制系统，对电能的生产过程进行测量、调节、控制、保护、通信和调度，以保证用户获得安全、经济、优质的电能，它是现代社会中最重要、最庞杂的工程系统之一。
配电网是由架空线路、电缆、杆塔、配电变压器、隔离开关、无功补偿电容以及一些附属设施等组成的，在电力网中起重要分配电能作用的网络。
配电网按电压等级分类，可分为高压配电网（35～110KV），中压配电网（6～10KV，苏州有20KV的），低压配电网（220/380V）；在负载率较大的特大型城市，220KV电网也有配电功能。
配电网按供电区的功能来分类，可分为城市配电网，农村配电网和工厂配电网等。在城市电网系统中，主网是指110KV及其以上电压等级的电网，主要起连接区域高压（220KV及以上）电网的作用。
二、配电网故障研究
现代电力的迅猛发展，电力需求的不断扩大，配电网规模的不断增大，使得其一旦发生故障，对配电网本身、工农业生产和日常生活产生的影响也会随之增大。配电网作为电力网的末端，直接反映着用户在电能安全、优质、经济等方面所提出的要求，然而配电网故障具有不可避免性。因此，一旦发生配电系统故障，准确迅速判断故障地点位置、缩短非故障停电区域的供电恢复时间，将对减少经济损失、提高安全性具有重要意义。
2.1配电网的故障主要类型
小电流接地故障、负荷线路单相接地、母线单相接地等多发故障可能引起单相接地、两相短路或三相短路、缺相等故障，可能使电气设备损坏，发生停电事故。在线路故障中单相接地是出现机率最多的电气故障，有可能引发非故障相绝缘的破坏；两相短路使通过导线的电流比正常时增大许多倍，形成强烈电弧以致烧坏导线，中断供电；而三相短路发生率低严重度高。
目前很多采用利用接地故障特征分量的选线方法、利用故障相暂态特征分量的方法、不利用接地故障特征分量的选线方法等进行故障选线选线及定位。同时，小电流接地系统故障测距问题的研究相对较少，现有故障测距方法有一定的局限性，真正用于现场实际的测距装置更是少见，这与配电网自动化水平不适应，因此还需要对此进行深入研究。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
2.2配电网的故障诊断方法研究
随着人工智能技术的快速发展，电力自动化在全世界的推行，很多学者从不同的方面对配电网进行研究，包括各种故障的诊断，并提出了不同的模型和方法，为我国的配电网研究做出了贡献。目前主要的研究方法可以分为以下几种：粗糙集理论、随机优化算法、模糊理论算法、专家系统法等。下面简单介绍几种方法。
2.2.1基于粗糙集理论的故障诊断
粗糙集的理论方法，是把配电网的故障分类，在假设条件下，通过气理论来进行诊断，从而得出了5大诊断规则。周永康对此问题进行了研究，其是将故障诊断问题通过决策表约简进行描述，通过提出决策表属性约简算法和值约简算法，将问题进行简化计算。
也有学者将粗糙集理论与人工神经网络进行结合分析，通过训练好的神经网络进行配电网的故障诊断，利用MATLAB工具建立诊断系统，这样就减少了整个故障诊断的过程时间。
2.2.2信息模型
配电网故障其一般具有庞大的故障信息数据和信息数据的不确定特征，针对这些问题，有些学者运用公共信息模型（CIM）及一定的标准，对故障的诊断模型进行研究，实现统一的信息模型。统一的信息模型可以通过基于拓扑搜索的配电网故障诊断算法进行验证。
三、智能配电网是配电网的发展方向
智能电网的提出，最早是在2003年6月的美国“为了能源联盟智能电网工作组”中报告中提出的。智能配电网是智能电网中的重要部分，包括配的数据通信网络、传感测量技术、先进的基于计算机的保护控制、高级配电体系、DER并网技术、故障电流限制技术等。
智能配电网（SmartDistributionGrid，SDG）其与传统的配电网有着很大的区别，在发生故障时，其反应机制有了很大的改进，具体表现在以下几个方面：
①自愈能力良好。自愈是指智能配电网其能够智能化的检测已经发生了的或者正在发生的配电网故障，并通过系统设置好的反应措施进行纠正性的操作，这样就可以保证在故障发生后用户受到的影响降到最小。自愈能力是智能配电网的一个非常重要的属性，与供电可靠性不同，其意义要更加的深远。比如对于一些较珍贵的高科技设备，或是不可断电的电子设备，其自愈能力保证了设备的安全。
②SDG具有更高的安全性。智能配电网在安全方面进行了更进一步的升级，其能够在电网遭到破坏时避免大面积的停电，对外部的破坏进行控制，保证用户的供电安全。
③可视化管理。智能配电网的设备可以保证整个系统的运行数据、电能质量扰动、停电数据的实时采集，使得工作人员能够全面掌握运行状态，在有问题出现时，迅速的进行管理与决策。其可视化管理方便了整个系统的操作，问题的检测与处理。
④实现管理信息化。管理信息化这里主要是指配电与用电的管理信息化，智能配电网系统能够将其实时运行与离线管理数据进行融合集成，真正实现管理的信息化。
结语
综上可知智能配电网的发展对于有效减少配电网故障、减少故障时间、提高故障恢复效率具有重大意义，是现在和未来的发展方向。
参考文献
[1]帅军庆.瞄准世界前沿，建设智能电网[J].国家电网，2008（2）.
[2]朱晓明.浅谈配电网自动化中的故障处理模式[J].中国新技术新产品.2016(02)
[3]王海斌，邱家驹.基于模糊集理论的配电网故障定位的研究[J].浙江电力，2009.
论文作者:赵文兵
论文发表刊物:《电力设备》2015年第12期供稿
论文发表时间:2016/4/28
标签：配电网论文; 故障论文; 电能论文; 智能论文; 电网论文; 方法论文; 系统论文; 《电力设备》2015年第12期供稿论文;