配電網故障定位監測分析 國內外研究水平的現狀和發展趨勢
1.與項目研究內容緊密相關（guān）的技術發展曆史的簡要回顧；
在整個配電網中，配電線路是最主要（yào）的組成部分，同時也是（shì）整個配電（diàn）網的核心部分，對整個配電網運行的穩定性和可靠性具有較為重要的影響。但在對配電網（wǎng）中配電線路運行情況進行檢查（chá）的過程（chéng）中發現，配電線（xiàn）路在運行時，由於受到（dào）雷電、雨雪和（hé）暴風（fēng）等外在因素和環境（jìng）變化的影響，經常會出現單相接地和（hé）係統間歇（xiē）性故障等問題，在一定（dìng）程（chéng）度上（shàng）對整個配電網的正常運行造成（chéng）了影響。
對於配電線路故障的巡查和定位，經（jīng）曆（lì）了幾個曆史階段。第一階段（duàn）是采用人工經驗法，靠視（shì）覺及經驗來判斷故障位置（zhì）；後來（lái），應用了阻抗法，當故障發生時，可以（yǐ）通過（guò）測量故障線路的電流、電壓，來計算故障回路（lù）的阻抗，再假設架空線路為均勻性，其長度與阻（zǔ）抗則成正比，根據這一關係，就能（néng）大致計算得出故障線路的位（wèi）置；另外也有應用交流（liú）注入（rù）法，該方法（fǎ）依靠重（chóng）合器將發生故障的線路隔離出來，再輸入高壓信號，再利（lì）用檢測器順著架空線（xiàn）路來逐級檢查，自隔離部位的初始位置開始到末尾慢慢檢查，一旦發（fā）現被檢測區段的前後存在兩（liǎng）倍以上的信號差，就能初步斷定故障點大概在這一位置；再有則是行波（bō）定位法，就（jiù）是通過依（yī）靠故（gù）障（zhàng）發生（shēng）時出現的行波來具（jù）體分析單端故（gù）障所（suǒ）在的位置。
各種定位方法各有特點，各有優（yōu）勢同時也（yě）都具有局限性。
2.國內外研究水平的現狀和發展趨勢；
配電線路故障定位目前一般采取故障（zhàng）指示器，即俗稱翻牌（pái）器的方（fāng）式，此方式可（kě）以采用無線方式，將報（bào）警數據向後台傳輸。
一般的SSD配電網狀態傳感（gǎn）單元突破傳統模擬式故障指示器的技術，實現數字化，並且融合（hé）標（biāo）準FTU的實用（yòng）功能，采用量化的短路故障檢測方法，監測線（xiàn）路各點的負荷電流、短路故障電流和線路對地絕緣並實時上報到主站（zhàn）係統，大大提高短（duǎn）路和接地故障檢測的準確性。監測器和數據傳控單元安裝簡（jiǎn）單，安裝或拆卸不需（xū）停電，也無需PT和CT，在線路上的任意點均可安裝，有柱上開關配合（hé）的安裝點可實現二遙或三遙功能，無柱上開關配合的安裝（zhuāng）點可實（shí）現（xiàn）二遙功能。
本地采用ZigBee數字無線自動組網（wǎng）技術，采用GPRS/CDMA/3G網（wǎng）絡或光纖（xiān）通信，對無公網信號的盲區采用低功耗數字化中繼單（dān）元，有電（diàn）力光纖覆蓋的區域可直接對接或經數（shù）字小無線（xiàn）中繼（jì）後接入。
隨著光纖普（pǔ）及，終端實時采集的時間間隔（gé）密度增加，要求（qiú）該（gāi）係統容易升級至全功能的配網自動化，滿（mǎn）足三遙功能。
策略如下：
（1）SSD配（pèi）電網狀態傳感單元具有負（fù）荷監測、短路報警、接（jiē）地故（gù）障（zhàng）信息近距離傳輸至中繼站等優勢（shì），不需升級，隻需壽命期輪換。
（2）數據傳控單元與主站配合，由於采用GPRS傳輸，考慮通信費用，采（cǎi）用打包定時傳輸和越限即時傳輸的 模式，為初（chū）級的二遙功能。今後隨著光纖等專（zhuān）用網（wǎng）的鋪設到位可以改接為實時傳輸，對SSD配（pèi）電網狀態傳感單元的負荷（hé）和變位信息實施標準的遙測、遙信功能，預留的（de）接口和端子還可以對開關實現遙信、遙測、遙控功能。升（shēng）級不需要改造現有裝置的（de）主設備，僅需要（yào）局部改接即能升（shēng）級。
（3）係統嵌入配（pèi）電GPMS，共享同一接（jiē）線圖形支撐平台，既（jì）可單獨運行，也可（kě）以與SCADA係統集成。
（4）主站係統（tǒng）增加自檢功能，通過檢測判別係統是否正常（cháng）工作，異常能自動告警。
總的來說，故障指示器方式，在線路周邊環境比較複雜的地帶安裝時，設（shè）備容易受環境影響；設備暴露在自然環境中，老化較快，損耗比較嚴重。另外，由於成本原因，隻能在某條線路的關鍵點上或間隔較（jiào）遠安裝，隻（zhī）能確定大概故障區（qū）段和故障（zhàng）現象，無（wú）法精確定位故障地點。通訊方式也是該方式的短板，一旦通訊中斷，則需要人工巡檢，靠視力識（shí）別故（gù）障指示器信（xìn）息，並且需要在兩組故障指示器之間依靠視力（lì）尋找故障點，費時長，而且無法精確定位。
目（mù）前比較常用的故障監測及分析定位方式還有如下幾（jǐ）種：
人工經驗法，靠視覺及（jí）經驗來判斷故障位置。
阻抗法，當故（gù）障發生時，可（kě）以通過測量故障線路的電（diàn）流、電（diàn）壓，來計算故（gù）障回路的阻抗，再假設架空線路為均勻性，其長度與阻抗則成正比，根據這一關係，就能大致計算得出故障線路的位置；
交流注入法，該方法依靠重合器將發生故障的線路隔離出（chū）來，再輸入高壓信號，再利用檢測器順著架空線路來逐級檢查，自隔離部位（wèi）的初始位置開始到末尾慢慢（màn）檢查，一旦（dàn）發（fā）現被檢測（cè）區（qū）段的前後存在兩倍（bèi）以上的信號差（chà），就能初步斷定故障點大概在這一位置。
行波定位法，就是通過依靠（kào）故障發生時出現的行波來具體分析單端故（gù）障所在的位置。
3.國內外研究機構對本項目（mù）的研究情況；
配電網（wǎng）受其（qí）特殊的網絡結構等因素影響，使得其在輸電網中較為成熟，故障（zhàng）定位技術不能直（zhí）接引入到配電係統的故障定位當中，這樣配（pèi）電網故障定位技術的發展就成為製約電力係統可（kě）靠性提高及電能質（zhì）量（liàng）改（gǎi）善的重要因素。為此（cǐ），國內外學（xué）者圍繞配（pèi）電網故障（zhàng）定位（wèi）技術展開了深（shēn）入研究，提出了（le）多種定位方法。
國內外學者針對配電網故障（zhàng）定位問題已做了大（dà）量的研究工作，歸納起來大致（zhì）有如下四類方法（fǎ）：
圖論分（fèn）析（xī）法：圖論分（fèn）析法是以配（pèi）電網的（de）結構及FTU監測到的饋線開關信（xìn）息為基礎發展起來（lái）的一類故障定位方法，分矩陣法和過（guò）熱弧（hú）搜尋法兩類。
過熱弧搜尋法：該方法將配電網的故障定位問題轉換為過熱弧的搜尋問題。將配（pèi）電（diàn）饋線按線路潮流方向定義（yì）成有向弧，饋線開關看作弧的頂點，弧的負荷即為饋線的供出負（fù）荷，頂點的（de）負荷則為流過開關的電流，由此建立（lì）與（yǔ）實際係統相對應的變結構耗散網絡。通過歸一化（huà）負荷C弧負荷與其額定負荷之比乘以100，是否大於100來判斷過熱區域，大於100的區域為過熱區域，即故障區域。在過熱弧搜尋索法中增加了最小（xiǎo）配電區域分離的（de）過程，可以在故障信息不完備（bèi）的（de）情況下對多電源並列供電係（xì）統進行故障定位：過熱區域搜（sōu）索法則從（cóng）區域的耗散電流（liú）入來定位故障。過熱弧搜尋法具有原理簡單、可判斷故障程度等優點，但其可靠性依賴於區域額定負荷或額定電流的計算，應用相對複雜。
暫態分析方法（fǎ），暫態（tài）分析法主要通過（guò）挖掘係統參數與暫態頻率或由網絡結構改變（包括（kuò）配電網能量分配的（de）變化）而產生的行波速度之間的關係來定位故障。
人（rén）工智能法，人工智能法不需要對係統建模，隻利（lì）用係統的數據庫作支撐，將係統看作是未知的“黑匣子”，應用一定的規則，用來輸出係統故障（zhàng）時的特定數據。
專家係統由知識庫、用戶界麵、推（tuī）理機等（děng）多個模塊組成。該方法主要將新獲得的故障信（xìn）息與知識庫中的曆史記（jì）錄信息進（jìn）行對比分析，通過推理機推（tuī）斷出故障的位置。
配電網的特殊性決定了其故障定位比較複雜，為了提高定位精度，國內（nèi）外的專家學者提出了多種不同（tóng）的解決方法（fǎ）。但單（dān）一類（lèi）型的算法由於其局限所在，不能很好（hǎo）地滿足（zú）定位要求。為此，應該從各類方法的原（yuán）理及其實現條件著手，從配電網的（de）實際結構及自動化發展程度考慮，將各類算法有效地結合起來（lái），形成（chéng）複合型的故障定位方案，以有效地解決配電網故障定位這個難題。複合（hé）型的配電網故障定（dìng）位方案可以綜合（hé）利用（yòng）各類算法的優勢，取長補短，更好（hǎo）地提高定位算（suàn）法的性能，降低成本，提高經濟（jì）效益。
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