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摘要：配电网发生故障后如何快速准确地实现故障定位是配电网自愈的基础，而自愈功能是智能配电网的显著特征，因此，研究配电网故障定位具有重要意义。现在流行的基于馈线自动化的故障定位方法，在馈线终端单元(FTU)出现误报或漏报故障信息时，将出现故障定位失败。为此，相关文献利用多相故障信息冗余在一定程度上起到故障定位的容错，但是，并小能容错所有错报或漏报信息。智能配电网中含有大量的分布式电源，在存在分布式电源的情况下，上述容错算法失效。因此，本文充分利用FTU检测的故障信息，提出了含分布式电源的配电网故障定位容错方法。
关键词：配电网；故障定位；容错方法
1引言
我国配电网中性点大多采取非有效接地方式，单相接地准确检测的难度较大，尤其在经过较大过渡电阻接地的情况下更是容易造成单相接地信息漏报、误报甚至错报的现象。另外，单相接地检测方法比较多，多种单相接地检测方法得到的结果往往也不一致。因此，有必要研究综合利用各种单相接地检测信息并具有一定容错能力的方法。
2配电网故障类型分析
2.1因外力破坏造成而引起的故障
外力破坏是故障发生的一个主要因素。主要的一些因素有：一是现在很多城市都在搞旧城改造或者创城活动，施工地点比较多，而且基本上都是同时在施工的，基面开挖伤及地下敷设电缆或者是施工时物品碰触带电部位或破坏杆塔的事情经常发生；二是在配电网线路上悬挂条幅或者是广告，还有一些可以漂浮的垃圾被风吹起缠在线路上都对配电网的安全运行产生了威胁；三是城区道路旁边的线路经常会被违规驾驶的机动车撞到，从而引起倒杆、断杆等事故发生；四是有一些针对电力设备的盗窃犯罪分子贪图自己的利益，盗窃破坏电力设施，造成恶劣事故的发生。
2.2自然灾害（多为雷击）造成的事故
配电网中架空线路的路径较长，每年的雷雨季节中常遭雷击。一是绝缘子质量不过关或存在隐患运行。二是线路防雷措施不足，线路所处区域空旷易招雷击。三是避雷器性能下降或失效。一些用户对不重视避雷器的防雷作用，对供电部门进行的防雷测试不愿意配合，有问题的避雷器得不到维修和替换。四是地极不合格。
2.3配电设备方面的因素，配电变压器故障
配电系统的主要元件如配电变压器、断路器、架空线路等都属于可修复元件。对一个正在使用中的可修复元件来说主要有可用状态和不可用状态。对配电元件来说，除了计划停运外，其处在可用状态或不可用状态是随机的。
3配电网故障定位容错方法概述
配电网故障定位是配电自动化的重要功能，涉及中压配电网相间短路故障定位、单相接地故障定位以及基于故障投诉信息的低压配电网故障研判。尽管健全信息条件下中压配电网相间短路故障定位方法已经非常成熟，但是实际当中经常出现故障信息漏报、误报以及错报现象，在大量采用故障指示器的系统中，这种现象更容易发生。由于单相接地信息检测的复杂性，也容易造成单相接地信息漏报、误报甚至错报的现象。由于故障报修人员并非专业人士，投诉信息中一般也存在大量差错。这些都是配电网故障定位所面临的客观困难。但是，对于配电网故障定位问题，也有许多有利条件可以用来进行容错。例如，对于中压配电网相间短路故障定位问题：受拓扑约束，故障信息间存在相互关联，三相故障信息间存在相互关联，保护动作引起开关跳闸构成故障信息冗余，永久性故障在重合闸过程中产生信息冗余……。例如，对于单相接地故障定位问题：受拓扑约束，故障信息间存在相互关联，多种故障检测原理构成故障信息冗余……。例如，对于低压配电网故障研判问题：有经验的客服人员会从多个角度询问投诉人员形成信息冗余、不同位置的多个的投诉人员本身即构成信息冗余、电量采集系统提供的信息进一步加大了信息冗余……。合理利用上述有利条件可实现容错故障定位。
4容错机制处理
4.1时间延时机制
故障函数f(i)，是通过安装在线路上的故障指示器终端检测到相应故障，然后上报故障信息。但是在实际生产情况中，存在通信延时问题，不能一瞬间收集齐所有的f(i)信息，导致影响故障定位的准确性。为了解决这个问题，必须设置一个合理的时间延时定值Ta，即当故障事件发生时，需要一个时间延时，以便收集齐所有的故障信息，保证故障函数f(i)的完整性。
基于某电力试验研究院(集团)有限公司的“配电线路故障在线监测系统”，针对随机收集的147条故障事件进行时间统计，其时间延时的统计结果如图1所示。从图1可以看出，在147条故障事件时间延时统计中，时间延时间隔的最大值是185s，由此，我们选取时间延时定值为Ta=190s，即当故障事件发生时，留足190s的延时时间来收集故障函数f(i)。
4.2漏报机制
当线路发生了故障，应该上报故障的故障指示器终端却没有上报故障信息，判据该节点漏报。这时在建立拓扑网络时，就可以删除此节点，把该节点的子节点直接连接到父节点上，修改相应的树枝信息表，以及合并区域即可。
4.3误报机制
当线路发生了故障，不应该上报故障的故障指示器终端却上报了故障信息，判据该节点误报。可以通过修正机制把误报的信息进行处理。假设误报发生的节点为v，该节点处于树枝T中，树枝T对应的节点集为［T1，…，Ts］，v∈［T1，…，Ts］，该树枝没有发生故障，故f(Tj)=0，j=1，…，s且Tj≠v，但是f(v)=1．这时可以通过修正机制把f(v)修正为0，其修正依据为：
当f(T1)=f(Ts)=0时，存在v∈［T1，…，Ts］有f(v)=1，则对f(v)进行修正f(v)=0。即当树枝的首末节点故障函数信息相同且为0，如果存在树枝中的节点故障函数为1，则把该节点的
故障信息修正为0。
5含分布式电源配电网故障定位容错方法
为了实现含分布式电源的配电网故障定位，采用文献[刘提出的基于极性值比较的配电网故障定位方法。其基本原理:FTU计算本地节点的故障电流极性值，并计算与相邻节点的故障电流极性值差D。若满足如下公式，则本节点i与相邻节点x之间为故障区段。
式中，Fix为节点i与相邻节点x间的故障状态，Fix=1，表示节点i与相邻节点x间为故障区段；Fix=0，表示节点i与相邻节点x间为非故障区段；Th为阈值；KreL为可靠系数；Dix为节点i与相邻节点x间的极性值差；x=g、h、j、k、L，g、h、j、k、L分别为节点i的子节点、兄弟节点、父节点、祖父节点和曾祖父节点。为了实现故障定位容错方法，定义节点i的故障值FLi加下：
式中，FLi为节点i的任一下游节点d的故障值。如果节点i满足FLi=1，则故障点位于节点i与其父节点j之间的区段；否则，节点i与其父节点j之间的区段为非故障区段。
6结束语
综上所述，文章针对传统配电网故障定位在FTU上报信息出现错误时难以实现准确定位的问题，本文提出了适用于配电网的故障定位容错方法，为实现智能配电网自愈提供了有力支撑，促进了智能电网的发展。
参考文献
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论文作者:牛志新, 闫磊
论文发表刊物:《当代电力文化》2019年第03期
论文发表时间:2019/6/17
标签：故障论文; 节点论文; 信息论文; 配电网论文; 单相论文; 区段论文; 冗余论文; 《当代电力文化》2019年第03期论文;