王苗 董梦雅 何宇鑫 张振洋
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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。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆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.
论文作者:王苗,董梦雅,何宇鑫,张振洋
论文发表刊物:《防护工程》2018年第10期
论文发表时间:2018/9/26
标签：故障论文; 配电网论文; 分布式论文; 算法论文; 电流论文; 方法论文; 方向论文; 《防护工程》2018年第10期论文;