直流配电网故障恢复方法分析
配网自动化开关故障原因及处理措施
配网自动化开关故障原因及处理措施摘要：文章首先介绍配网自动化故障处理技术的意义，通过10kV龙庆线跳闸故障案例分析故障原因及存在的问题，最后提出了配电网自动化开关故障处理措施。
关键词：配网；自动化开关；故障分析；处理措施引言配网自动化开关不仅包括各种动作开关、传感器等，还涉及配网运行中的保护装置和通信设备，是配电调度和智能管理的重中之重。
受环境因素、技术因素等影响，自动化开关运行过程中很容易出现装置老化、零件损坏等造成的误动、拒动等，造成配网安全系数大打折扣。
必须结合具体问题开展配网自动化开关的科学保护和有效运维，以延长配网自动化开关的使用寿命，提升其安全效益和经济效益。
1 配网自动化故障处理技术的意义配网自动化主要是应用电子技术、通信技术、计算机技术自动控制技术以及新型的高性能配电设备对配电网进行监管，保证配电网能够处在安全、高效率的运行状态。
配网自动化故障处理技术作为当前智能信息化时代的产物，能够使用自动化技术检测出配电网中的故障，并对故障进行分析和研究，除此之外，还会在故障严重时发出警报信号，自行对故障进行初步限制，能够避免故障继续扩散。
这种技术能够为用户提供可靠性较高的供电服务，从而降低处理事故的时间，进一步提高企业的经济效益。
不仅如此，还可以对配电网的稳定进行充分保障，如果配电网产生故障，配网自动化故障处理技术也能够缩小故障范围，对配电系统的工作效率进行提高。
2配网自动化开关故障分析2. 1 故障概况配网自动化开关使用过程中非常容易出现由开关老化、人为操作失误、恶劣环境影响等造成的电力故障，严重时甚至造成大面积断电。
2021年03月15日***局35kV***站10kV龙庆线跳闸。
2.2基本信息2.2.1故障基本信息：2.2.2故障涉及自动化开关基本信息：2.3接线方式接线方式如图1所示。
图1 接线方式3.自动化终端定位情况3.1沿线开关保护配置情况10kV龙庆线主线第一分段开关#25塔25T1开关投入电压时间型逻辑功能；办表支线在主干线#28塔处T接，办表支线#45塔45T1开关、#83杆83T1开关投入电压时间型逻辑功能。
基于电压降的配电网故障恢复重构
（） １ 配电系统连续性约束
连续性约束是指每一个 负荷至少有一个 电源供
电。
ｋ 断开后整个网络的网损必将增加。由文献 ［ ］ ６ 可知 ， 支路 ｋ 断开后整个网络的网损增加量为 ：
Ａ ｋ Ｒ ［Ｂ （ ， ） ］ Ｒ 。 Ｂ Ｉ Ｐ ＝ ｅ２ ｋ 一 ’ ＋ ｋ Ｉ
网损增 量依 次增大 。
络开关到电源点沿线上各支路） 的容量裕度 。用公式 可表 示为 ：
Ｓ≤Ｉ ｉ ｓ ｉ
．
由上述分析可知， 为了使解开环 网后网损增量最 小， 关键是找到环网中的电压最低点 ， 然后断开与该点
ｍ ｉ Ｕｉ Ｕｉ ≤ ≤
，
。
（） ２
相邻（ 左侧或者右侧） 的一个分段开关 ， 具体断开哪个
开关运行方案 以达到尽量减少停电面积， 尽快恢复对
停 电用 户供 电 的 目的… 。
综合模型进行恢复重构 。在实际运行中， 故障恢复重
构要求快速有效 ， 现有的算法 中， 数学优化算法可以得 到不依赖于初始结构的最优解 ， 但存在严重 的“ 维数
当配电网中馈线发生永久性故障引起停 电时， 在
开关能使得 网络最优 ， 文献 ［ ］ 出了一个 近似的计 ７给
算公式 ：
式 中， 、
．
一
分别表示支路 ｉ 的视在功率计算值
及其最大容许值 ； ； Ｕ 为支路 ｉ 的计算 电压 ， ｉ Ｕ。 Ｕ ｉ 分别为支路 ｉ 的电压下限和上限值。
Ａ ｋ＝∑Ｒ（ Ｂ — ｋ 一 Ｂｌ） Ｐ ｉ ｉ Ｂ ｌ ｉ ＋ Ｉ ｌ
Ｇ ＡＮ — ｏ ｇ， ＡＮＧ Ｙ ｎ ｑ ａ ＤＥＮＧ ａ —，ｌ， Ｉ Ｌ ｎ Ｌｉｙ ｎ ＨＵ ａ — ｕ ｎ， Ｘｉ ｏ Ｘ ￣ Ｌ Ｕ ｉ Ｕ
面向5G通信技术的配电网故障自愈技术
面向5G通信技术的配电网故障自愈技术摘要：随着现代化技术水平的不断提高，越来越多智能化的用电设备出现在人们的生活中，给人们的工作和生活带来了更多的便利。
但是用电器数量与种类的增加给电网的建设提出了更高的要求，尤其是对电网故障的处理，要求速度更快，精准度更高。
5G通信网络的推广与应用，正好能够满足故障自愈的要求，减少大面积停电问题发生的概率，快速消除电网安全隐患。
本文主要介绍了5G通信技术中配电网故障自愈技术的特点、实现方式以及技术支持，希望给相关的工作人员提供一些参考意见。
关键词：5G通信技术；配电网；故障自愈配电网故障自愈是指电力系统在运行过程中，通过对配电网自动化信息分析，可以精准地发现和隔离故障设备，对于已经发生的故障问题能够立即报警，并自动采取对应的解决措施，恢复非故障区域的电力供应，缩小停电范围，避免出现大规模停电。
我国在智能电网建设方面，对于故障自愈功能的研究已经取得了一定的成绩，再加上5G通信技术的应用，使故障诊断的精准度更高，速度也更快，不断突破极限，给人们带来更加安全稳定的电能。
1.配电网故障自愈技术的特点和种类1.1配电网故障自愈技术的特点配电网故障自愈技术在智能电网中已经有所实现，是将各种配电技术进行集成和交融，充分发挥出自身的作用。
自愈技术的特点主要有以下几个方面：（1）自动化程度更高，故障自愈是对整个电网体系运行状态的在线监测，同时还能精准的对其进行评价，确诊故障的所在，并自动消除故障风险，使电网恢复正常的运行。
整个过程都是系统自动进行控制，完全不需要人工进行干涉，因此节约了大量的人力和物力，减少电网的运行成本。
（2）信息化程度更强，故障自愈技术能够将电网运行的状态信息进行实时采集上送，帮助技术人员更迅速和直观地了解到电网的状况，然后根据实际情况进行调度。
（3）安全性更高，故障自愈技术可以将电网运行中出现的危险因素进行隔离，自动阻隔问题，避免风险扩大化，降低安全事故发生的概率。
配电自动化终端的常见故障分析及运维管理
配电自动化终端的常见故障分析及运维管理摘要：配电自动化的控制终端不仅具备数据收集及数据传递功能，而且能够满足配电网故障实时检测与自动监控需求。
总地来说，控制终端的运行状况和系统流畅度直接影响到整个配电系统。
文章主要分析了配电自动化控制终端的基本职能及其常见的故障问题，希望以此来强化控制终端的稳定性和安全性。
此外，文章还汇总了部分重要故障问题的成因，并据此提出了部分可行性较强的实践办法。
关键词：配电自动化；终端；常见故障；运维管理1配电自动化终端的常见故障分析（1）主站与子站的配合。
一般情况下，配电网络的自动化体系是分层结构。
因此，在这一系统当中，配电自动化终端的主要功能是检测并上报配电系统的故障。
期间，主站以及子站都能准确定位系统故障，并实现自动隔离及非故障区域的功能恢复任务。
不过，现实中故障点的定位隔离与功能恢复是要分开执行的两个任务。
况且，由于主站独立处理、子站处理主站作后备以及子站独立处理以及子站隔离主站恢复，再加上快速处理故障的迫切需求，子站必须收集到所有终端中与故障有关的隔离信息以及恢复供电的区域信息。
（2）配电自动化终端漏报故障。
事实上，如果中间段出现漏报情况，系统会针对漏报问题进行自主判断，同时做到快速补充；如果故障段的供电开关产生故障，容易出现定位点出错现象，当面对这一问题时，一般先记录下发生故障的电流，同时判断该电流是否达标，再判断是否产生漏报情况，最后显示该问题的继续处理或报警信息。
实践过程中，一般将终端故障或事故跳闸作为故障处理启动前提，将终端误报故障作为故障处理启动程序。
（3）通信中断。
当出现远程控制终端与厂站之间的中断问题时，必须先上报远程控制终端，并将其作为漏报处理，才能展开故障定位等一系列活动，否则不对故障部分进行定位。
当产生联络开关信号中断问题时，一般不执行该开关的恢复供电方案的提示信息。
（4）环网运行。
其实，一般的配电网都是开环运行，当产生短期合环运行故障时，故障定位系统是不能够通过故障信号确定故障点的，再加上此时合环的时间较短，首选的故障处理方式是给出相关的报警信息。
配电网故障处理的实施和研究现状浅析
１ ． 故 障定位 、故 障隔 离和恢 复重 构分 别是 什 么 配电网中 由于各种各样的原因 ， 会发生 故久性故 障。 配 电网的 故 障智 能定 位 指的是 在故 障
发生后 ，主站根据装设在配电网中的智 能化 采集 、 通信和控制单元收集到 的数据 ，结合 配电网的实际运 行情况 ，利用网络信息和故 障信息来 自动地 判别故 障发生 的位置 ， 并且 在网络结 构的拓扑图上反 映出故 障点 。 配 电网的 故障 自动 隔离 指的是 在判 别 了故障的位置之后 ，根 据网络 的拓扑连接 ， 自动查找 到和故 障点直 接相连 的所有开关 ， 利用通讯 线路遥 控断开这些开关 ， 把故 障点 和正常的网络隔离开来 ，为下一 步的恢 复重 构作好 准备。 配电网的恢 复重构指 的是故 障发生后 ， 主站利 用 已有 自动化功能 定位 了故 障并且 自动隔离 了故 障之后 ，寻找到需要恢复供 电 的区域 ，重 新调整配电网中的联 络开关 和分 段 开关 的状态 ，在 所有可 能的开关运行状态 中快 速地找 出一套 既能满 足 网络运行 条件 又能使 目 标 函数最小 的开关运行方案 ， 并且 通 过遥 控开关 尽快地 恢复 对停 电用户 的供 电。
２配 电网的 故障处 理模 式
２ ． １ 早期 的故障模式 在自 动化水平较低 的早期 ， 故 障恢复 主 要依靠装设在配 电线路上 的故障指示器 。 故 障发生后 ，工作人员依靠故 障指示器找 到故 障位置 ，利用 柱上 开关设 备手动 隔离 故 障 区，人工恢复非故障区的供 电。这种早期模 式自 动化水平较低 ，故障处 理时问较长 ， 但 是 由于投资不高 ，目前在我 国城 乡配 电网中 仍然广泛采用【 １ ］ 。 ２ ． ２ 配电 自动化的故障恢复模式 这种模式（ 简称 Ｄ Ａ ） 主要设备是 盯 ｕ结 合 断路器 或负 荷开关 构成 的具有 重合 功能 的分段器 。 它是指现场 的 Ｆ Ｔ ｒ ｕ具备 自动故障 判断隔离及供电恢复的能力 ， 不需要通信与 主站系统参与。 主要有 电压时间型（ 根据变 电 站 出线保 护重合 闸到 再次 出现失 压的 时间 确定 故障区域） 和电流计数型（ 根据重合器 开 断故障电流动作次数确定故障区域） 两种。 此 类方法的显著优点是成本低 ， 不需要通信与 主站参与 ， 但 是受原 理的局 限，这种方法适 合于 网架结构 比较简单 、 主要是双 电源供 电 的 “ 手拉手”线路 ，比如农村或城市郊 区的 配电网 ， 以及不具备通信手段或通信条件不 完善 、可靠性要求不高的场合。 ２ ． ３配电管理系统的故障恢复模 式 这种模式（ 简称为 Ｄ ＭＳ ） 的主要设备是有 遥控功能的负荷开关 、 故障指示器 、有通信
配电网电压暂降问题及其治理措施
配电网电压暂降问题及其治理措施摘要：电压暂降是一种典型的配电网电能质量问题，随着配电网用户高新技术的快速发展，电压暂降问题愈发凸显，电压暂降造成电机停机、计算机存储数据丢失等事故也越来越多，给配电网用电客户带来巨大的经济损失。
这一问题正逐渐引起电力部门和行业用户的高度重视。
本文研究了电压暂降问题起因、特征，以及现有的众多解决方案，并着重介绍了固态切换开关（SSTS）抑制配电网电压暂降方案。
关键词：电压暂降；配电网；固态切换开关；1.引言：电压暂降问题长期存在于配电网线路中，由于以往大多数用电设备因容量、精密度的限制，对电压的短时突然变化不敏感，配电网电压暂降问题并未严重影响到正常生产，因而该问题并未引起人们重视。
但随着用电设备的技术发展和不断更新，数字式自动化技术设备在工业生产中的广泛应用，如可编程控制器、变频调速设备、计算机系统设备及各种自动化生产线等敏感性用电设备的大规模使用，配电网电压暂降问题所造成的影响和危害日益突出，因此对配电网电压质量提出了更高的要求。
2.配电网电压暂降的基本概念配电网电压暂降即“短时间电压下降”，是一个动态电能质量问题，是指供电电压有效值在短时间内突然下降又回升恢复的现象[1]。
下面对配电网电压暂降的三个特征量分别进行分析。
1）暂降电压的幅值在电压暂降的分析中，通常将暂降时的电压有效值与额定电压有效值的比值定义为暂降的幅值。
国际电工委员会（IEC）将其定义为下降到额定值的90%至1%，国际电气与电子工程师协会（IEEE）将其定义为下降到额定值的90%至10%，其典型持续时间为0.5～30周波。
2）持续时间将暂降从发生到结束之间的时间定义为持续时间，电压暂降的持续时间主要是由熔断器、断路器和保护装置的动作时间决定。
线路的短路故障持续时间较短，约60~150ms;配电故障的清除时间较长，约0.5~2s, IEEE对暂降时间的定义为：持续10ms-1min。
3）相位跳变电压暂降发生时产生的电压相位的改变称为相位跳变。
主动配电网故障恢复重构研究的开题报告
主动配电网故障恢复重构研究的开题报告一、研究背景随着电力系统的不断发展和用电负荷的增加，传统的被动式配电系统已经越来越难以满足人们的需求，而主动配电网则成为了未来的发展趋势。
主动配电网能够实现电力系统的智能化、自适应和自愈能力，有效提高了电力系统的可靠性和实用性。
然而，由于主动配电网涉及到大量的复杂的电力设备和系统，因此在运行中可能会出现各种各样的故障，这些故障常常会导致电力系统的停运和能源损失，严重影响电力供应的可靠性和稳定性。
解决主动配电网故障恢复问题成为了当前电力系统中急需研究的问题。
二、研究目的本研究旨在探究主动配电网故障恢复重构技术的应用，通过对最新的技术发展情况和研究现状的综合分析，探讨主动配电网故障恢复重构的概念、特点、关键技术以及实现方法，提出适合我国现实情况的解决方案，为提高电力系统的可靠性和安全性做出贡献。
三、研究内容（1）对主动配电网故障恢复重构技术的概念和发展历程进行阐述，明确故障恢复重构技术的实现方式和优越性。
（2）分析主动配电网中常见的故障类型和故障机理，归纳故障恢复重构的基本流程，并提出具体的应对措施。
（3）研究主动配电网中参与故障恢复重构的关键设备，包括智能电表、电能质量监测仪、集中式和分布式控制器等，研究其工作原理和应用场景。
（4）采用Matlab和Simulink等软件工具，建立主动配电网故障恢复重构的模型，验证其可行性和有效性。
（5）结合国内主动配电网建设及其实际应用情况，提出适合我国主动配电网故障恢复重构技术的完善方案，为实现电力系统的可靠性和安全性贡献力量。
四、研究方法（1）文献综述法：通过查阅学术期刊、国内外专业论文和相关专业图书等文献，分析主动配电网故障恢复重构技术的发展历程、应用现状和存在的问题。
（2）实验模拟法：采用Matlab和Simulink等软件工具，建立主动配电网故障恢复重构的实验模型，验证故障恢复重构技术的可行性和有效性。
（3）案例研究法：结合国内主动配电网建设及其实际应用情况，分析故障恢复重构技术在实践中的应用过程和效果，提出完善的技术方案。
配电网故障恢复研究现状与展望
．
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１
的要求 。在此情 况下 出现 了 Ｄ Ｍｓ模 式 。该模式 自 动化水平 高 ， 能在较 短的时 间内帮助调度 员准确确
定故 障位 置 ，隔离故障 区域 ，恢 复非故 障区域 的供 电，很适 用于复杂 结构的配 电网 。
０ 引言
随着 中 国电力市 场 化发 展 和整 个社 会 的电气 化 程度不 断提 高，电网建设逐 步加强 ，尤其 在配 网 处 ，网络结构 愈加庞大 复杂 ，一旦 发生故 障，导致 用 户停 电的几 率越来越大 。 究正确 、快速 的配 电 研 网故障恢 复算法 ， 能够帮助 调度 员在 发生事故 后采 取 正确有效 的措 施 ，尽可能减 少停 电范 围 ， 短停 缩
电时 间， 小停 电损 失等 。这对于提 高整个 电 网的 减
和故障指 示信息 ， 应用 智能软件对配 电网馈线 中发 生的故障进行 实 时分析 和判断 ， 提出正确有效 的 并
停 电恢复对策 。
以图 １所 示 的典 型配 电网馈 线部分 结构 图为 例。 假设在Ｓ 间 的馈线段 上发生永久 性故障 。 ： 之 与Ｓ 故 障 发生 后 ， 馈 线 出 口断 路器 跳 开 ，重合 闸动 作 ，重合不成 功，断路器 再次跳开 ，之 后启动故障 定位程 序 ， 由 Ｆ Ｕ 上报 的故障 电流信 息判断 出故 Ｔ 障位 置 ，并使 分段开关Ｓ ： 断开 ，隔离故 障 。 与Ｓ
降低停电损 失等方面具有重要意义 。 本文介 绍了配 电管理系统故障恢复模式的工作原理和故障恢复的数 学模型 ，
较 全 面 地 综述 了 国 内外 配 电 网故 障 恢 复 算 法 的研 究 现 状 。分 析 表 明 ： 单 个 恢 复 算法 均 有 各 自的优 缺 点 ，如 何根 据 实 际情 况 将 各 种 方 法 相 结合 ， 以及 采 用 新 的恢 复 算 法 是 近 年 来 的 发 展 趋 势 。 最后 结合 配 电 网 的最 新 发 展 状况 分 析 了配 电 网故 障恢 复 有 待 深 入 研 究 的 问题 。 关 键 词 ：配 电 网 ；故 障 恢 复 ； 优 化 算 法 中 图 分 类号 ：Ｔ １ Ｍ７ １ 文献 标 识 码 ：Ａ
配电网一次设计中存在的问题及解决策略
配电网一次设计中存在的问题及解决策略1.线路过载：当负载超过线路容量时，会导致线路过热、短路等问题，甚至可能引发火灾。
这可能是由于负载增加、线路设计不合理或者负载不均衡等问题造成的。
解决策略：需要合理评估负荷需求，确保线路容量与负载需求匹配。
可以通过增设变压器、分配负荷、调整线路拓扑结构等措施，以提高线路的供电能力。
及时对线路设备进行维护和检修，确保其正常运行。
2.线路电压不稳定：电压不稳定可能导致电器设备损坏或运行异常，影响供电质量。
这可能是由于线路长度过长、线路损耗过大、负载变化较大等问题引起的。
解决策略：可以采取以下措施来解决电压不稳定的问题。
合理规划线路布局，减少线路长度，降低线路损耗。
增设变电站、变压器等设备，以提供稳定的供电。
可采用自动电压调节器（AVR）等设备来稳定电压波动。
3.灵敏度差：配电网中可能存在临时故障，如短路、电气击穿等。
如果保护装置的灵敏度不够高，将无法及时检测到故障并采取保护措施，可能会导致设备损坏，影响供电可靠性。
解决策略：可以通过提高保护装置的灵敏度来解决这个问题，确保能及时检测到故障并采取保护措施。
定期对保护装置进行检测和调试，确保其正常运行。
4.故障恢复时间长：配电网一旦出现故障，需要快速定位，并及时采取措施进行修复。
如果定位时间过长或修复时间长，将导致供电中断时间增加，影响用户的供电质量。
解决策略：可以通过引入自动化装置、智能传感器等技术来加速故障定位和修复过程。
建立完善的维修机制和应急预案，提前做好故障处理准备，可以有效地缩短故障恢复时间。
5.变电站安全风险：配电网中的变电站存在较高的安全风险，如外部人员闯入、设备运行异常等。
这可能导致人身伤害和设备损坏。
解决策略：可以采取以下措施来解决变电站安全风险。
加强变电站的安保工作，如安装监控摄像头、门禁系统等，限制非授权人员进入。
定期对设备进行巡检和维护，确保其正常运行。
在设计中考虑到设备的应急防护措施，如设置防雷装置、防火措施等。
配电网故障的识别与定位方法
配电网故障的识别与定位方法摘要：在配电网运行过程中，确保线路故障的快速检测与定位，既是规避大面积停电事故的关键基础，又是保障配电网供电可靠性与稳定性的重要前提。
对此，从国内外配电网选线、定位技术研究与发展现状出发，对现有配电网故障识别及定位方法进行分析，研究其存在的问题和不足，提出一种基于交流定位法和直流定位法优势互补的综合故障识别理论，并借助仿真试验验证其可行性，最终有效提升配电网故障处理效率，保障我国配电网的持续稳定运行。
关键词：配电网；故障识别；故障定位；交直流综合法引言：近年来，伴随着人们生活水平的显著提高，对于供电可靠性、稳定性的要求越来越高，如何保障电能质量以及配电网的持续稳定运行，始终是配电网运维管理人员面临的核心问题。
其中，在配电网系统中，以单相接地故障发生频率最高，当此类故障发生时，虽不会对系统正常工作产生较大影响，但长时间的带故障运行往往会影响配电网系统的安全性，增大系统的事故风险。
因此，需在配电网故障发生后快速进行故障识别与定位，进而一方面降低因配电网故障所致的电力企业损失，另一方面帮助管理人员制定科学的故障解决方案。
1 国内外配电网故障识别与定位研究发展现状1.1配电网故障识别研究发展现状伴随着现代科学技术的不断发展，对于配电网故障诊断技术的研究也逐渐深入，形成了多种配电网故障识别与定位理论。
其中，由于不同国家配电网存在差异，其所采用的配电网故障识别方法也不尽相同。
例如，日本配电网中性点接地以高电阻或不接地两种方式为主，因此其多采用零序过电流法来切除故障线路；法国配电网系统中性点经消弧线圈接地，故采用零序导纳法来解决故障选线问题。
而对于我国，包括零序电流功率法、谐波法、注入信号法在内的故障识别手段均较为常见，但其实际应用效果却不够明显。
同时，针对不同配电网故障类型，我国一些专家设计研制了相应的自动选线装置，但误判错判问题仍较为严重。
因此，由监控人员现场检查以确定故障线路，仍是当前配电网故障识别的主要方法。
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直流配电网故障恢复方法分析
作者：韩玘桓 陈羽 孙永健 史建海
来源：《山东工业技术》2018年第12期
摘 要：随着柔性直流输电技术的发展，直流配电技术在配电网中的应用越来越广泛，直
流配电线路接入交流配电网以及直流配电线路中接入分布式电源和直流负荷，会提高配电网的
供电效率，交直流混合配电网将是未来配电网研究和发展的趋势。因此，本文对交直流混合配
电网的故障恢复方法进行研究，通过仿真验证方法的可行性。
关键词：交直流配电网；直流配电线路；仿真
DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.12.139
0 引言
配电网中的故障恢复问题，是指配电网故障发生以后，经过故障定位和隔离，将故障排
除，然后采用一系列的故障恢复策略，对配电网的联络开关及分段开关进行操作，将失电负荷
转移到其他馈线或其他供电区域进行供电，快速有效的寻找到非故障区断的最佳恢复供电路
径，完成配电网故障恢复的任务。配电网故障恢复是一个多目标、多维数、多约束、多时段非
线性的组态优化问题，是配电网故障自愈中的重要一环[1]。
传统的交流配电网故障恢复问题是在系统允许的操作条件及电气约束下，利用网络重构将
停电区域的失电负荷转供到正常供电线路上，恢复非故障区段的供电。实际上，配电网调度员
不仅需要快速有效的恢复供电，而且需要考虑开关操作寿命及有限的人力资源，要求开关操作
次数尽量少。
目前国内外对故障恢复策略的研究主要针对交流配电网以及含有分布式电源的交流配电
网，对含有直流配电线路的故障恢复研究还很少。因此，本文提出含有直流配电线路的配电网
故障恢复方法。
1 交流配电网故障恢复
图1是交流配电网的部分线路结构图，图中母线节点处连接4个变电站，图中cs1、cs2、
cs3为联络开关，正常运行时处于常开状态；s1-s10为该段线路的分段开关，运行时处于闭合
状态。由于配电网具有闭环结构开环运行的特点，所以，开关的运行状态满足配电网运行要
求。
根据图1线路结构图，对交流配电网的故障恢复方法进行分析，假设s5-s6区段线路发生
永久性故障，需要以下四步进行故障恢复处理：
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（1）当线路发生永久性故障后，出线断路器立刻跳闸，系统根据SCADA的报警信息、
馈线终端以及互感器采集到的线路信息，定位故障区段并发出指令，断开分段开关s5和s6，
隔离故障区段。
（2）故障隔离后，分段开关s5下游s5-cs1区段以及s5-cs2区段负荷失电，其他负荷正常
运行。此时，通过改变线路之间的联络开关，将失电负荷转移到其他线路上，恢复非故障区的
供电。
（3）对配电网进行网络拓扑结构分析并采集配电网的潮流数据，包括有功功率、无功功
率、电压、电流及线路的容量裕度，根据采集到的数据，制定对失电负荷的恢复供电方案，根
据线路容量裕度尽可能多的恢复供电。恢复方案可能有多个，进行比较后选出最优方案。s5-
cs1区段以及s5-cs2区段失电负荷有两种方案恢复：第一种闭合cs1，利用变电站1供电线路恢
复失电负荷；第二种闭合cs2，利用变电站2供电线路恢复失电负荷。
（4）以网损最小为指标进行方案比较。故障恢复后的配电网在满足电压电流等约束条件
的基础上，计算两种恢复方案的网络损耗，选取网络损耗低的作为配电网恢复方案，完成故障
恢复任务。
2 直流配电网故障恢复
当直流配电网出现故障时，故障处理方式与交流配电网一致，需要经过故障定位和故障隔
离来消除故障对系统的影响。但因为直流配电技术的制约，直流断路器无法同交流断路器一样
进行消弧，所以故障恢复困难，现阶段的处理方式是将故障点下游的负荷切除，随后恢复直流
侧其他负荷供电，这种处理方法可以使直流侧大部分负荷稳定运行，但失电负荷被切除后，无
法再进行并网运行，使失电负荷区域处于停电状态，若失电负荷等级较高，对社会的影响是无
法预料的。这里，本文提出利用直流配电网中分布式电源进行孤岛运行，恢复直流侧失电负
荷。
3 目标函数和约束条件
故障恢复的数学模型主要包括两方面：目标函数与约束条件。其中，故障恢复的目标函数
主要是系统网络损耗最小、最大限度地恢复失电负荷量、开关动作次数最少、各馈线负荷均衡
等。约束条件通常包括：辐射状运行的网络约束、电压约束、支路容量约束等。
本文以系统网络损耗最小为目标函数：
式中：M为配电网中的支路总数；为支路j的末端电压；为支路j的电阻量；、分别为流
过支路j的有功功率和无功功率；表示支路j上开关的状态，断开为0、闭合为1。
4 仿真验证
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本文利用DIgSILENT/PowerFactory软件对改进的IEEE 123节点进行仿真。
对于含有DG的交直流混合配电网故障恢复，假设改进的IEEE 123节点配电系统中交流
侧线路18-21处发生永久性故障，按本文算法与策略进行故障恢复。在保护动作隔离故障后，
配电网中的分布式电源、储能电池因故障切除，恢复时将其视为恒定电流源，输出稳定的有功
功率。故障恢复前后的配电网参数及恢复结果见表1。
假设改进的IEEE 123节点配电系统中直流侧线路60-620处发生永久性故障，可将负荷
62-66与风机1、风机2、光伏1组成计划孤岛，一旦线路60-620或其上游线路出现故障导致
负荷62-66停止供电，便可启动孤岛运行模式，故障恢复前后的配电网参数及恢复结果见表
2。
直流侧故障时，考虑计划孤岛运行，风机1、风机2和光伏1恒定输出2000kW的功率，
所以，利用分布式电源与负荷62-66组成孤岛，恢复负荷62-66的供电。
5 总结
本文主要利用DIgSILENT/powerfacotoy软件进行交流侧和直流侧的故障恢复仿真及验
证，主要提出了交流侧的故障恢复策略，根据场景中线路的开关状态，有功功率，无功功率，
电压计算目标函数值，通过比较目标函数值选择最优策略。其次，提出了直流侧的故障恢复考
虑，充分利用分布式电源的优势，对负荷等级高的直流负荷采用计划孤岛进行故障恢复。
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作者简介：韩玘桓（1993-），男，硕士研究生，主要研究方向：电力系统及其自动化。