配电网故障分析处理的拓扑分析原理及实现
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配电网故障分析处理的拓扑分析原理及实现
苏标龙，张瑞鹏，杜红卫，许先锋，卢玉英
（国电南瑞科技股份有限公司 南京市210061）
摘要：本文从拓扑构建和分析入手，详细论述了配电网故障分析处理的原理。具体实现的过程中充分考虑应用开发的通用性和灵活性两方面，将拓扑构建分成了静态拓扑和应用拓扑两个阶段，以针对不同的应用需求。在完成拓扑构建的基础上，故障分析处理依据故障处理的特定原则对事故区域进行拓扑分析，通过拓扑区域的划分和比较确定故障区域并得到非故障失电区域的转供路径，最后形成事故处理最优方案。
关键词： DMS，故障分析，拓扑分析，故障隔离，负荷转供
The Principle and Realization of Topology Analysis about Fault
Process in Distribution Network
ABSTRACT: This paper summarizes the basic structure and primary application of topology in Distribution
Manager System (DMS). Topology analysis contains data structure and arithmetic, in consideration of universality
and particularity we separate topology analysis into static topology and app-topology. This paper discuss the basic
principle about fault process in power distribution network. Through the contrast of different area, we get the
conclusion about fault area, non-fault area and load transfer trace.
KEY WORDS：DMS，fault analysis，topology analysis，fault isolation，load transfer
1 引言
配电网故障分析处理是配网管理系统中一项重要的高级应用。它的主要功能是根据系统中的设备模型信息建立整个电力网络的实时拓扑模型，并接受配网SCADA提供的实时监控信息，根据各配电终端或故障指示器检测到的故障报警，结合变电站、开闭所等的继电保护信号、开关跳闸等故障信息，启动故障处理，确定故障类型和发生位置并形成故障处理方案。根据需要，可提供事故隔离和恢复供电的一个或两个以上的操作预案，辅助调度员进行遥控操作，达到快速隔离故障和恢复供电的目的[1]。
本文把故障分析处理过程划分为拓扑构建、故障分析处理两大部分。拓扑构建负责将实际配电网络中设备之间的相对关系描述成满足一定应用需求的拓扑模型，提供给其他的高级应用使用；故障分析处理则通过特定的拓扑分析方法对已形成的拓扑模型进行分析，最终得到处理方案。
2 拓扑构建
2.1 网络拓扑的基本概念[2]
本文所讨论的网络拓扑引用拓扑学中的相应概念，它研究的是与大小、形状无关的点、线关系的方法。配网系统中的网络拓扑把配电网络中的电气设备（如开关）抽象为一个点，把电力传输介质（如馈线）抽象为一条线，由点和线组成的几何图形就是配电网络的拓扑结构。网络的拓扑结构反映出网中各个实体之间的结构关系，是支撑配网各项高级应用的基础，对网络拓扑分析的性能，和高级应用分析的可靠性和效率都有重大影响。
具体应用进行拓扑分析时对拓扑模型使用的侧重点各有不同，主要体现在拓扑分析的数 2
据结构和算法上。出于应用开发的通用性和灵活性，对网络首先采用一个通用的拓扑描述，该拓扑描述所使用的数据结构和算法简洁可靠，并且能够满足一般应用的需求，称之为“静态拓扑”；针对其他特殊需求的高级应用则可以通过已经生成的静态拓扑进一步生成各应用所需的拓扑描述，称之为“应用拓扑”。
2.2 静态拓扑
静态拓扑的实质就是通过关系库中的数据建立一套完整的层次库，利用层次数据之间的关系快速定位操作设备信息。静态拓扑的内容就是以一定数据组织方式存放的网络模型结构信息。
静态拓扑的数据结构设计采用了“数据结构头——数据结构体”相分离的设计思想。对于各种不同的数据源（如：不同的关系数据库、表结构相异的数据文件），通过相应的程序接口来形成网络模型数据。这种设计目的是为了当数据来源发生变化的时候，依然能够通过不同的接口将异构的数据整理形成一套结构统一的网络模型数据，从而使得建立于静态拓扑之上的各应用程序保持稳定（如图1）[3]。
数据源1数据源2readDevice()readDevice()入口1入口2数据结构体应用1应用2.........
图1 静态拓扑数据结构生成原理图
Fig.1 Principle of static topology data structure
静态拓扑对全网的设备形成一个双向链表式的“设备---节点”数据结构，相当于为全网建立了一套完整的设备以及设备之间连接关系的信息模型。利用这套模型，可以快速定位设备和设备之间的关系。静态拓扑中的数据依赖于配电系统网络结构，因此，在生成静态模型数据之后，除非网络结构发生变化，否则静态拓扑的模型数据不会改动。
在静态拓扑网络结构描述中，由于表达的是设备之间的连接关系，所以对所有的设备类型无须再区分设备是单端、双端、三端设备，也不再区分是开断设备还是非开断设备，一律采用设备所连接点和节点所连设备来描述。
节点号
节点连接设备数设备ID向量设备下标向量设备ID设备类型设备序号下表设备节点数节点ID向量节点下标向量TDEVICETNODE设备详细信息列表断路器类刀闸类变压器类馈线类...
图2 配电网拓扑分析数据描述结构
Fig.2 Data structure of topology analysis in distribute network
该静态拓扑的优点在于使用较少的变量信息将全网设备之间的联接关系描述完整。由于在相邻设备的表述上最为直观，所以对“传递类型”的应用分析特别有效。比如电气拓扑、接线分析等。
2.3 故障分析的应用拓扑
配网故障分析处理应用的要求是在接收到配网故障信息之后能够快速正确的隔离故障，并对非故障失电区域进行合理的转供电。由于故障处理的特殊性，使得该应用对拓扑分析处 3
理的效率要求较高，需要对原有的静态拓扑做进一步的转换和处理，形成自己的应用拓扑。
2.3.1 广义节点的形成
广义节点的含义是：利用开断类型的设备相连形成的连通区域，将这个连通区域内所有的节点合并而成的一个节点，成为广义节点。经过广义节点的转换，大大简化了网络结构，省略了故障分析上不需要关注的细节。
图3 广义节点转换示意图
Fig.3 General node transition
此外，由广义节点组成的拓扑结构为进一步形成各广义节点对应的设备群做准备。通过形成设备群将设备模型以类型和连接关系相区分，进而形成一套结构完整的设备层次关系，各层次之间相互指引，实现网络局部范围快速搜索的目的。
2.3.2 形成设备之间的层次关系
新构建的设备层次关系需要将这样几个关系表达完整：
1、节点与广义节点的对应关系。
使用广义节点表述的应用拓扑将静态拓扑中的许多节点合并，需要将原节点与广义节点的对应关系记录下来，以便在拓扑还原的过程中使用。
2、广义节点与设备的对应关系
该连结关系将设备按类型和连接关系区分，在信息存储上考虑了广义节点和设备的连结关系，提高了搜索效率。
经过上述拓扑构建过程，已为所有的模型数据并形成了对应关系，下面就可以开始进行故障处理了。
3 故障分析拓扑处理原理[4]
3.1 区域划分
故障处理以变电站出线的跳闸开关为起始，向下游进行拓扑分析，将整个拓扑分析区域划分为失电区域，告警区域和故障上游区域三个部分。
1、 首先找到跳闸开关所在广义节点，将该点推入搜索队列，作为整个搜索的起始。
2、 对搜索队列循环，获得与该广义节点所连结的设备，按照类型分别进行分析，从而获得新的广义节点。
3、 搜索队列循环完毕时，也生成了停电区域的信息。
4、 在停电区域的基础上结合开关的过流信号生成告警区域。
5、 在停电区域的基础上结合开关的过流信号生成故障上游区域。
整个事故区域的拓扑分析情况可以用下图来表示。通过这三个区域的互补关系就能够进一步定位出故障区域和故障下游失电区域。
电网拓扑重构与重要节点分析
电网拓扑重构与重要节点分析
随着社会发展和经济增长，电力需求也越来越高，电网的可靠性和安全性成为了人们关注的焦点。电网拓扑是电力系统的结构，其构建和优化对于提高电力系统的可靠性和运行效率至关重要。而电网重构是指对电力系统的拓扑、电力设备等方面进行改造、升级和优化，以提高电网的可靠性和经济性。本文将探讨电网拓扑重构的意义以及重要节点分析的方法和应用。
一、电网拓扑重构的意义
电力系统是一个复杂的系统，由各种电力设备连接而成，包括发电机、变电站、输电线路和配电变压器等。在电力系统中，电网拓扑是表示各种电力设备之间相互连接的方式和形式，包括电网的布局以及设备之间的电力传输路径。电网拓扑的合理设计和优化可以提高电力系统的可靠性和经济性。
电网拓扑重构是指根据电力系统的实际需求，对电网的拓扑结构进行改造、升级和优化。具体来说，电网拓扑重构可以实现以下几个方面的目标：
1. 提高电能传输的可靠性和安全性。通过优化电网拓扑结构，减少输电线路的跨越，减少因恶劣天气等因素造成的线路故障。从而减少停电时间，提高电能传输的可靠性和安全性。
2. 提高电力系统的经济效益。通过电网拓扑重构，可以合理化电力系统的布局，优化电网拓扑结构，提高输电线路的利用率，减少电能损耗和成本，从而提高电力系统的经济效益。
3. 适应新能源发展趋势。随着新能源的不断发展和推广，电力系统的拓扑结构也需要相应改变，以适应新能源的接入和开发。通过电网拓扑重构，可以根据新能源的实际需求，调整电网的拓扑结构，增加新能源的接入量，提高电力系统的可持续发展能力。 二、重要节点分析的方法和应用
重要节点分析是指对电力系统的各种节点进行排序和评估，并确定每个节点的重要性。其目的是识别电力系统的关键节点，以便进行优化和控制。一般来说，重要节点分析可以采用以下几种方法：
1. 负荷流分析法。负荷流分析法是一种基于电力系统的潮流计算方法，通过计算电力系统的电压、电流等参数来评估各个节点的重要性。该方法适用于中小型电力系统。
基于配电网台区的拓扑自动识别技术研究
基于配电网台区的拓扑自动识别技术研究
发布时间：2023-01-04T03:26:15.851Z 来源：《福光技术》2022年24期 作者： 汤正宇 赖来源 黄淼华
[导读] 电力系统中，台区即为单一变压器的供电区域，变压器与用户电表的对应关系称为户变关系，低压配电网台区系统的拓扑即指台区内所有的户变关系。
广东电网有限责任公司惠州供电局 广东惠州 516003
摘要：低压配电网的拓扑准确性是智能电网建设的有力保障。在低压配电网拓扑关系的识别方法中，常用的台区在线自动识别技术主要有脉冲电流法和载波通信法。相较于脉冲电流法，载波通信法实现更为简单，安全性更高，可控性更强。本文采用基于电力载波的户变
识别方法，通过采用基于脉冲电流调制法辨识低压台区拓扑模型，判断发射端设备的相位及其分支线，完成台区拓扑识别，该方法可保证
模型的准确辨识，减轻人工识别工作量，还可作为台区拓扑校验手段。
关键词：台区；拓扑；配电网；自动识别
一、配电网台区系统框架
1、配电网台区拓扑结构
电力系统中，台区即为单一变压器的供电区域，变压器与用户电表的对应关系称为户变关系，低压配电网台区系统的拓扑即指台区内所有的户变关系。配电台区拓扑框架结构由低压出线柜（配变侧）、分支箱、电表箱组成的"台区-分支-用户"三级关系。配电变压器的出口
端与低压出线柜的入口端连接，低压出线柜的出口端与分支箱的入口端连接，分支箱的出口端与电表箱的入口端连接，电表箱的出口端与
用户连接。
2、配电网台区通信结构
配电网台区的自动化通信体系架构是实现台区拓扑自动识别的重要基础。通信体系架构由自动化主站系统、智能配变终端（TTU）、馈线层低压监测单元及混合通信系统等构成。例如：主站系统主要包括前端服务器、SCADA服务器、交换机、防火墙和物理加密隔离等装
置。TTU通过电力线采用5G技术与主站进行通信，台区层与馈线层、馈线曾与用户层以电力线宽带载波方式进行通信。智能配变终端安装
基于gis的配电网分析原理
基于GIS的配电网分析原理应用科技
别、亚峰杨利军
(宁夏回族自治区固原市城区供电局，宁夏固原756000)
，／，’睛要】配电网结构复杂，线路分布广泛，设备数量众多，改造更新也比较频繁。因此。基于GIS的配电网分析方法的研究就很有必要。’网络拓扑分析是把用电气设备描述的物理模型转换为用节点和炙路描谜的数学模型的过程。基于GIS的配电网分析就是把从m以／FM／GIs‘中提取的数据(舍网络结梅信息)看做—种物理模型，网络拓扑分析是把配电网的物理模型转换为俐算分女f的数学模型的过程。
饫'键词】GIS；配电网；网络榭}分析
‘r．。1配电网分析的基础配电管理的对象，如变电站、开闭所、配电线路、杆塔、配电变压
器、连接在配电网络上的所有用户单位等，在地理E的分布具有典型的
点、线、面的地理分布特征。
1．1基本的GIS技术
配电网GIS系统实际上是一种专业GIS系统，要求其具有强大的功能，比如需要优秀的海量图库管理功能，对各种地图投影的支持，支
持各种输出方式、支持数据存储在大型的关系数据库中，具有强大的空间分析功能等。所以它最好是在一个成熟的GIS平台上进行二次开发
而得到的，本文采用GeoStar5Q作为GIS二次开发平台。
1．2数据库结构的设计技术
由于不同的配电网其设备也各不相同，因此配电GIS平台要选用
一个通用的平台，并且建立设备库时必须独立于GIS平台，即不受设
备的数量、类型、属性的影响。各类数据间又有交叉复杂的拓扑关系，
因此，在系统分析和数据结构设计时应注意数据结构的合理性、完整
性、共享性，这是系统高速稳定运行的重要保证。1．3按设备分层的拓扑关系模型的实现技术
在配电网中，设备之间有各种拓扑关系，实际情况就是一个复杂
的“网”。对于配电自动化的一些应用，必须进行快速处理，即要考虑
效率优化的问题。因此，应建立一种按设备分层的拓扑模型，如杆塔、
变压器放在不同的图层中，而像架空线、电缆等线状设备也放在不同的
图层中，有利于维护其相互之间的关系，处理的效率将大大提高。
台区拓扑关系识别 特征电流
台区拓扑关系识别 特征电流
拓扑关系识别是电力系统中非常重要的技术之一，它可以帮助我们准确地理解和分析电力系统中各个节点之间的连接关系和能量传输情况。特征电流作为一种有效的拓扑关系识别手段，具有广泛的应用和研究价值。本文将详细介绍特征电流的概念、原理及其在拓扑关系识别中的应用。
特征电流是指在电力系统中通过各个节点的电流信号，其中携带有丰富的电力系统信息。通过对这些特征电流的分析，可以准确地识别出电力系统中各个节点之间的拓扑关系，包括节点的连接关系、电流的传输路径、以及能量的输入输出情况等。与传统的电力系统拓扑分析方法相比，特征电流具有不需要渐进阻抗算法和扰动信号注入等优势，能够更加高效地进行拓扑关系识别。
特征电流的原理是基于电力系统的潮流方程和节点电流平衡原理。在电力系统中，各个节点之间的电流关系受到潮流分布的影响，不同节点之间的电流互为影响。通过分析节点电流与潮流之间的关系，可以提取出特征电流，并进行特征电流分解。通过特征电流分解，可以得到拓扑关系矩阵，进而获得电力系统的拓扑结构信息。
特征电流在拓扑关系识别中有着广泛的应用。首先，在电网故障诊断中，特征电流可以帮助我们准确地定位故障点，判断故障类型，从而提供有针对性的修复方案。其次，在电力系统的安全评估和控制中，特征电流可以用来判断电力系统的稳定性和可靠性，对于电力系统的规划和运行具有重要的指导意义。此外，特征电流还可以应用于电力系统的故障检测和恢复，提高电网的可靠性和鲁棒性。
综上所述，特征电流是一种在电力系统拓扑关系识别中非常重要的技术手段。通过对特征电流的分析和应用，可以准确地识别出电力系统中各个节点之间的连接关系和能量传输情况，为电力系统的运行和管理提供更加科学的依据。同时，特征电流的研究和应用也为电力系统领域的研究人员提供了广阔的研究空间和创新方向，对于电力系统的发展和进步具有重要的推动作用。希望本文对读者了解特征电流在拓扑关系识别中的应用有所帮助。
浅析配网故障研判及分析的意义
浅析配网故障研判及分析的意义
摘要：配电网电压越限预警及智能优化需要综合来自配电自动化、负荷控制、公专变数据采集等大数据资源，充分利用电力大数据平台所提供的数据资源与计算服务，开展配电网电压分析与预判关键技术研宄，对于提升各专业电压综合管控能力，落实十四五配电网规划，缩短项目实施周期，丰富并深化大数据平台专业应用，具有重要的现实意义。
关键词：配网故障；研判及分析
引言
随着配网规模、用户数量的不断增长，配网故障抢修数量也持续保持高位，故障精准定位在故障抢修中的应用需求与日俱增。供电企业必须不断提高电网设备的可靠性，尽量减少故障发生的可能性，并且供电企业要完善管理制度，提高管理能力，提升工作效率，当故障发生时尽量缩短事故抢修时间。目前我国电网故障来源主要通过用户报修，少量来源于SCADA、配电自动化系统的故障告警信息，抢修管理相对被动。转变配网抢修工作模式，由传统的“被动抢修”向“主动抢修”，是配网管理的重要课题。本文基于物联网感知终端上传的配用侧数据及外部信息系统接入的各类停电信息等数据资源，通过对中低压故障定位策略研究，设计研判原则和算法逻辑，并通过相应功能模块的开发，最终实现中低压配网故障的精准定位，支撑配网主动抢修，从而提高配电网供电质量和可靠性。
1.故障定位设计框架
本文基于供电服务指挥系统、PMS2,0系统、业务中台，提出了配网故障定位的构架设计，主要由停电感知及上报、故障研判两大模块构成。停电感知及上报功能基于配用电侧智能配变终端、智能低压故障指示器、TTU/智能电表、HPLC通信模块、微功率无线通信模块等物联网设备的配置，实现中低压设备的停电信息全面感知及上报；故障研判模块则负责停电信息接收、故障研判及图形研判等功能，实现停电信息的统一接入、汇总及故障研判，生成疑似故障并向配网抢修模块提供研判信息及停电信息等。
2.数据获取
配用电数据的获取是实现中低压配网故障精准定位、故障研判的基础。本文从故障精准定位技术需求和数据的可获得性两个角度出发，研究基于中低压配网拓扑关系的配网故障定位所需的各类配电设备电气量信息数据获取范围。主要包括：设备台账信息、运行履历数据，营销用户数据、生产业务数据，以及电网GIS图形、拓扑数据，低压配电采集数据如TTU、故障指示器等。其中，设备信息、图模和拓扑数据、用户信息、图模和拓扑数据则主要来自业务中台，低压配电采集数据，可通过配用电侧物联网感知装置获取，通过配电自动化系统、调度自动化系统获取。
配电网故障实用方法分析
应用技术 ｌ■ Ｃｈｉｎａ ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｒｅｖｉｅｗ 配电网故障实用方法分析 朱岚 （重庆旅游职业学院４０９０００） ［摘要］电力系统的故障定位在电力抢修过程中扮演着十分重要的因素。本文具体针对一些常见和实用的故障定位方法做了详细的分析，着重分析了算法 的基本原理，对于指导工作起到很大的作用。 ［关键词］配电网故障定位阻抗法 中图分类号：ＴＭ７１１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００９—９ｌ４ｘ（２Ｏ１４）ｏ６—０２９０—０１ 在电力系统运行中，输配电线路担负着电能输送分配的重任，很容易发生 故障，而用人工查找故障点又非常困难。故障定位技术可以根据线路故障时的 故障特征迅速准确地进行故障定位，不仅有利于线路及时修复，保证可靠供电， 大大减轻人工巡线的艰辛劳动，而且对电力系统的安全稳定和经济运行都有十 分重要的作用。由于高压输电线路和中低压配电网本身线路网络结构的不同， 所以，适应于各自的故障定位方法也有所区别。本文分别就高压输电线路和中 低压配电网的各种故障定位方法研究现状作出总结概括。 配电网中的故障一般分为两类：瞬时性故障和永久性故障。对于瞬时性 故障，通过变电站出口断路器的一次重合闸可予以消除。对于永久性故障，重合 闸失败，必须进行配电网故障处理，而故障处理的第一步就是故障的定位。 目前，配电网的故障定位方法主要有基于故障投诉电话的配电网故障定 位、基于阻抗法故障定位，以及行波法及Ｓ注入法故障定位等。本文主要通 过对这些故障定位算法的研究，分析目前定位算法中存在的主要问题，并对未 来配电网故障定位技术的研究进行展望。 １基于故障投诉电话的配电网故障定位 基于故障投诉电话进行配电网故障定位的基本原理是根据用户电话号码 或用户代码搜索到与终端配电变压器连接的资料，大致确定故障的位置。 １．１上游追溯法 上游追溯法是故障投诉电话中应用最广泛的基本原理，它依据配电网都为 辐射网的结构特点和网络设备间的拓扑连接关系，接到投诉电话后层层向上追 溯，认为最后的投诉电话所属的区段为故障区段。该方法的主要缺点是对投诉 电话中的不确定性因素无法正确处理。 １．２模糊集理论法 基于模糊集理论的方法【１】，利用了用户电话号码与配变之间的连接关系， 以及配变与开关等设备之间的拓扑关系 接到投诉电话以后，由配变向上游追 溯，找到其上游所有可能开断的设备蜘熔丝、开关等），并将它们组成一个模糊 子集，给这个集合中所有元素 备）赋予一个隶属度，表示其故障的可能性，隶 属度最大的区段被认为是故障区段。模糊理论有利于处理投诉电话中的不确定 信息，但在隶属度函数及模糊算子的选择上还有待研究。 １ ３ ＧＩＳ定位法 将配电网投诉电话看作模式分类问题，并与地理信息系统（Ｇｅｏｇｒａｐｈｉｃ ＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍ，ＧＩＳ）结合，神经网络的输人为投诉电话在ＧＩＳＰ￣的坐标位 置，输出为失电设备。该方法不需要知道网络的拓扑连接就可完成，快速有效。 其主要缺点是，由于网络的复杂性导致难以保证训练样本的完整性。目前在我 国城市中，家庭电话拥有率逐步升高。另外，供电局的营业管理系统中保存有 用户的有关信息，如电话号码、用户代码与终端配变连接的资料，可以方便地得 到故障信息。但实际上电话的更改及是否拨打投诉电话都会形成不确定性。所 以该方法虽然简单，但定位结果不精确，目前运用的也较少。该方法一般用于没 有安装ＦＴＵ的非测控区域 ２９０｝科技博览 图１阻抗法基本原理 ２阻抗法 阻抗法基本原理如下（图１）： 在离母线Ｍ处 里的Ｆ点发生接地故障，故障点的接地电阻为 ，在母线 Ｍ处测得的电流和电压之间的关系为： Ｕｒｅ＝Ｚ１ Ｉｍ＋ＲⅡ 两侧故障电流之和： Ｉｆ＝Ｉｍ＋Ｉｎ Ｍ端测量阻抗为： Ｚｃ：Ｕｍ／Ｉｍ＝ＺＩ＋Ｉｆ．Ｒ／Ｉ ＝ｚＩ＋Ｋ‘ 其中基于阻抗法实现的测距方法有代数法和微分方程法。代数法是利用故 障时工频电压电流量，通过分析计算求出故障点的距离，因为在系统运行方式 确定和线路参数已知条件下，定位装置测得的电压电流是故障距离的函数。微 分方程法根据三相输电线路的微分方程，利用线路两端电流电压量进行故障定 位。 阻抗法按算法分可分为利用单端数据和双端数据两类。单端数据的测距算 法是根据单端（本端）测得的电压和电流及必要的系统参数，计算出故障距离。现 有的单端测距算法，主要还存在以下问题：①故障过渡电阻或对端系统阻抗变 化对测距精度的影响；②输电线路及双端系统阻抗的不对称性对测距的影响； ③测距方程的伪根问题。造成测距误差的根本原因是存在故障过渡电阻。要减 小其影响，就要引入对端系统的阻抗，那必然要受到对端系统阻抗变化的影响， 这是单端测距法长期没有解决的难题。 随着电力系统自动化水平的提高和通信技术的发展，相继提出了双端或多 端故障测距方法。双端测距方法不存在原理误差，而且测距在实现时间方面的 要求也比保护宽松得多，因此，采用精确的分布参数模型的两端测距算法不仅 为准确测距奠定了基础，且对高阻类型故障测距也是必需的。但两端测距算法 在数据同步和伪根判别等方面有待进一步改进。采用准确线路模型及不要求数 据同步的两端（或多端）测距算法在原理上具有更大优越性，值得进一步深入研 究。 ３．配电网故障定位技术发展趋向 随着分布式电源的加入［２］，配电网的结构将发生变化，网络拓扑将变得复 杂，那么传统的定位方法有可能不再适用。分布式电源的接人会影响到系统保 护的定值及定位判据［３】，需要建立相应的保护方案及定位策略，国内外已开始 了相关的研究。结合目前配电网故障定位技术各方法的优缺点及对未来配电网 故障定位技术的新要求，针对不同的情形需要应用不同的故障定位技术 例如， 对于没有安装Ｆ１、Ｕ的非测控区域采用故障投诉电话来进行故障定位；当采集到 的ＦＴＵ故障信息准确而且配网较简单时，则可以采用矩阵定位算法；当采集的 ＦＴｕ故障信息易发生畸变时，则应当采用容错性高的基于人工智能的定位算 法． 作者简介 ［１】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（４）：５６－５８． 【２】孙瑜．孤岛状态下含分布式电源的配电系统可靠陛分析［Ｊ】．电网技术， ２００８（２３）：９－１２． ［３】张勇．分布式发电对电网继电保护的影响综述［Ｊ】．电力系统及其自动 化学报，２０１０（２）：１３－１６．
基于启发式搜索的配电网GIS拓扑分析
第２５卷第９期
２００８年９月 计算机应用与软件
Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ａｎｄ Ｓｏｆｔｗａｒｅ Ｖｏ１．２５ Ｎｏ．９
Ｓｅｐ．２００８
基于启发式搜索的配电网ＧＩＳ拓扑分析
赵 强 杨 柳
（华北电力大学计算机科学与技术学院北京１０２２０６）
摘要 将网络拓扑技术与配电网ＧＩＳ的开发相结合，为电力企业的设备管理及辅助决策提供了图形化的、先进的管理工具，提
高了电力企业的工作效率。针对配电网ＧＩＳ的分层管理模型，分析了启发式搜索方法在配电网ＧＩＳ拓扑分析中的应用，并以配电网
ＧＩＳ拓扑分析中的电源点追踪模块为实例，阐述了基于启发式搜索的拓扑分析追踪与基于拓扑信息追踪相结合的算法。该算法即
使在网络拓扑关联属性字段的数据不全时，也能快速、准确地定位电源点，提高了配电网电源追踪模块的实用性，更好地满足了实际
工程的应用需要。
关键词 拓扑分析配电网ＧＩＳ电源追踪启发式搜索
ＴＨＥ ＴｏＰｏＬｏＧＩＣＡＬ ＡＮＡＬＹＳＩＳ ＯＦ ＤＩＳＴＩＵＢＵＴＩｏＮ ＮＥＴＷｏＲＫ
ＧＩＳ ＢＡＳＥＤ ｏＮ ＨＥＵＲＩＳＴＩＣ ＳＥＡＲＣＨ
Ｚｈａｏ Ｑｉａｎｇ Ｙａｎｇ Ｌｉｕ
（Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｎｏｒｔｈ Ｃｈｉｎａ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０２２０６，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｔｈｅ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｏｆ ｐｏｗｅｒ ｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅ ｉｓ ｉｍｐｒｏｖｅｄ ｔｈｒｏｕｇｈ ｕｔｉｌｉｚｉｎｇ ｔｈｅ ｇｒａｐｈｉｃ ａｎｄ ａｄｖａｎｃｅｄ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｔｏｏｌ ｆｏｒ ｆａｃｉｌｉｔｙ ｍａｎａｇｅ—
ｍｅｎｔ ａｓ ｗｅｌｌ ａｓ ａｓｓｉｓｔａｎｔ ｄｅｃｉｓｉｏｎ ｍａｋｉｎｇ，ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｐｒｏｖｉｄｅｄ ｂｙ ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ ｔｈｅ ｎｅｔｗｏｒｋ Ｔｏｐｏｌｏｇｉｃａｌ ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｄｉｓｔｒｉｂｕ－
配电网故障原因分析及应对措施
- 1 - 配电网故障原因分析及应对措施
配电网是一种在工业生产、商业运营以及生活中日益重要的能源设施，它是由多种设备组成，其中包括发电机、变压器、传动机以及控制装置等，可以把电力从发电厂输送到用户端，为用户提供分配电能服务。然而，由于单一组件或多个组件之间的损坏或故障，配电网会出现故障，对用电者造成严重的影响，因而对故障的原因分析以及采取的应对措施具有特殊重要性。
一、故障原因分析
1、电气设备的损坏或故障：电气设备的损坏或故障是最常见的配电网故障原因，这些损坏或故障可能是由于发电机、变压器等的老化、设备结构的损坏或控制系统故障等引起的。
2、雷电损坏：雷电袭击会直接损坏配电网中的设备，当雷电数量较多时，它还可能使配电网断开，从而影响配电网的运行状况。
3、供电异常：供电异常可能是由于保护装置故障、供电过载、供电停电等原因而导致的，这些原因可以直接导致配电网出现故障。
4、操作不当：在配电网的操作过程中，如果操作者不当，或者操作过程中的安全措施不当，往往会导致配电网出现故障。
二、应对措施
1、预防是第一位的：要坚持技术检查，及时发现配电网中存在的问题，及时处理和更换损坏的组件，确保配电网的安全运行；其次，及时对进出配电网的电流加以检查，确保配电网的负荷量处于正常的水平；再次，及时进行雷电防护，以减少由雷电引起的灾害。 - 2 - 2、维护检修：建立完善的维护保养体系，加强对配电网的检查，及时发现存在的问题，及时处理，确保配电网的运行安全。
3、快速处理：当配电网出现故障时，要及时处理，加强监测，确定故障原因，采取有效的维修措施，尽快恢复正常运行。
4、安全规程：要明确配电网的操作、维护、电流测量等安全措施，加强操作者的培训，减少因操作不当而造成的故障。
综上所述，要确保配电网的安全运行，除了要加强预防外，还要建立完善的维修保养体系，及时发现和处理配电网中存在的问题，加强操作者的安全培训，确保配电网的正常运行。
地区电网网络拓扑的研究
地区电网网络拓扑的研究
摘要：网络拓扑是电网网络分析的基础。回顾了国内外电网拓扑分析的发展历程，介绍了电网中各电气设备的抽象模型，概述了电网拓扑分析的分析步骤。总结综述了当前常用的网络拓扑分析方法，如邻接矩阵法、树搜索法等，分析了各个方法的应用特点及存在的问题。最后结合电网的最新发展趋势分析了网络拓扑有待深入研究的问题。
关键词：电网；网络拓扑；邻接矩阵；树搜索；
一、引言
电网的网络拓扑分析是根据网络中各电气元件的连接关系，把整个电网络看成线与点结合的拓扑图，然后根据电源结点、开关结点等进行整个网络的拓扑连线分析。利用拓扑分析可以进行电网状态估计、潮流计算、故障定位、隔离及供电恢复、网络重构等分析计算[1]。
当今电网结构复杂，规模庞大，同时由于故障或负荷转移操作中开关刀闸的开合，使得网络结构愈加复杂多变，这都要求能够实现高效快捷的网络拓扑分析。梳理电网网络拓扑分析的发展历程，总结当前常用方法及理论，并结合当前电网发展要求，明确制约拓扑分析的基本问题，对于促进电网拓扑分析的研究具有重要意义。
本文主要概述了电网网络拓扑的研究现状，简要分析了常用的网络拓扑分析方法，对各方法的优缺点进行总结，最后结合现阶段智能电网的发展状况，展望了拓扑分析的研究趋势。
二、研究现状
电力系统的网络拓扑可以描述如下：G=[V，E（S）]。其中V、E分别为电网中节点、支路的集合，S表示各支路的连接状态（开或合）。根据电网的分布特点，节点主要集中在厂站，具体包括母线、设备之间的电气连接点等，支路具体指输电线路、变压器、开关刀闸、负荷、发电机、电容器、电抗器等[12]。
拓扑分析的核心即为根据电网的实时运行状态对电气连接关系进行分析。根据地区电网的特点和电气设备的电气特性，应用面向对象的方法，将电力系统的电力设备抽象模型概括如下：
2.1电气设备抽象模型
根据电气设备的有源无源特性，及其在网络中与其他设备的连接关系，将电气设备分为单端口有源设备，单端口设备，双端口设备及三端口设备。
地区电网故障恢复系统的自动实现方法及应用研究
・应用研究・ 地区电网故障恢复系统的自动实现方法及应用研究 蒋 秀 （广东电网公司江门供电局 广东江门 ５２９０００） 摘 要：本文主要介绍了江门配电自动化系统采用故障自动处理软件的实现方法及其实际应用。 关键词：配电罔 故障检测 拓扑分析 故障处理 中图分类号：ＴＭ ７ ３ ２ 文献标识码：Ａ 文章编号：ｌ ０ ０ ７—９ ４１ ６（２ ０１ ０）１ ０—０ ０ ６ ２—０ ２ 引言 配电网故障检测、隔离与恢复系统（本 文简称为故障恢复系统，缩写为ＦＤＩＲ）是配 电管理系统（ＤＭＳ）的一项重要应用功能，主 要作用是根据ＳＣＡＤＡ收集的开关跳闸信 息和故障指示信息，应用智能软件对配电 线上发生的故障进行实时分析、判断，完成 故障自动检测、自动定位、自动隔离和非故 障区的恢复供电，以缩短故障停电时间，提 高配电系统的服务质量水平，将故障损失 降到最低。主要特点是能够在综合考虑开 关操作次数、馈线裕度、负荷恢复量、网络 约束、用户优先级等因素下，提出优选的供 电恢复方案。 目前故障自动处理主要依靠装设在配 电网中的分段器、重合器及柱上开关等具有 一定智能的硬件设备，通过开关功能和保护 时间配合，实现故障自动检测、隔离和恢复； 也有利用配电控制中心的故障自动处理软 件实现故障自动检测、定位、隔离和恢复。本 文介绍江门配电自动化系统采用故障自动 处理软件的实现方法及其实际应用。 １ 配电网故障自动处理方法 １．１故障处理简单模型 图ｌ所示为采用双电源供电的“手拉 手”线路，分别由２个电源通过各自的断路 器Ｄ１，Ｄ２对线路供电，分段开关Ｋ４平时开 断运行，作为联络开关，其余分段开关则闭 合运行，保证整条线路的正常供电。当在分 段开关Ｋ１和Ｋ２之间发生故障时，由于保护 动作使断路器Ｄｌ跳开，由Ｄ１所带的Ｋｌ， Ｋ２，Ｋ３全部失电。故障处理的目标就是要 通过打开分段开关Ｋ１，Ｋ２，将故障隔离在 Ｋ１与Ｋ２之间，并通过合上Ｄｌ和Ｋ４，恢复 Ｄ１～Ｋ１，Ｋ２～Ｋ４之间非故障区的供电。 １．２ 系统建模 配电线上有许多电力元件，但故障处 理过程中需要监视的对象往往是断路器及 一系列的分段开关，发生故障之后的操作 对象也仅限于断路器和分段开关，因此，故 障处理只需对断路器和分段开关建模。这 样不但减小了系统规模，而且大大提高了 故障处理速度。除了开关类的二端元件外， 还必须定义属于单端元件的电源点，通常 是高压变电站的１ ０ｋＶ母线。这样建模的结 果正确反映了整个配电网络的电源点、断 路器和分段开关及其相互间的连接关系。 １．３ 拓扑分析 拓扑分析是在静态建模的基础上，再 考虑开关的动态运行状态。配电网故障处 理的拓扑分析主要考虑２个方面的因素：① 结合配电网辐射方式运行的特点 ②便于 故障处理功能的实现。为此，把所有配电线 分成从不同电源点出发的主馈线，直至联 络开关或供电线路的末端为止。如果主馈 线上有分支线路，再用同样的方法确定子 馈线。 图ｌ所示配电线拓扑分析的结果共有１０ 个节点，其中节点１，６为电源点，其余８个为 开关端节点。从２个电源点出发有２条馈线， 馈线？包括节点１，２，３，４，５，由断路器Ｄ１和 分段开关Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３组成；馈线？包括节点 ６，７，８，９，１０，由断路器Ｄ２和分段开关Ｋ７， Ｋ６，Ｋ５组成。开断运行的联络开关Ｋ４不属 于任何一条馈线，但它的２个端节点５，１０ 分别是２条馈线的末端。这样简单、明了的 拓扑分析结果正确反映了所有开关之间的 供电逻辑关系，例如Ｋ２在Ｋ１的下游负荷 侧，又在Ｋ３的上游电源侧，这种表达方式使 故障处理极为方便。 １。４故障处理方法 １．４．１ 故聿检一 故障检测是根据ＳＣＡＤＡ采集的变电站 和开闭所内的断路器运行状态和相应的保 护动作信号，确定在配电线路上是否有故 障存在。通常在配电线路上发生故障时， 必然导致保护动作，断路器跳开。如果有重 合闸装置，启动重合闸。对于瞬时故障，重 合闸成功，不必启动随后的故障处理过程； 对于永久故障，重合闸不成功，必须启动随 后的处理过程。 设备ｄ￣．ｉｌｌ Ｄｌ Ｋｌ Ｋ２ Ｋ；Ｋｄ Ｋ，Ｋ６ Ｋ７ Ｄ 咆鞠ｌｌ 节点 １ ２ ３ ４ ５ １０ ９ Ｓ ７ ６ 图１ 双电源供电线路 ６２ 数字技术与应用 值得指出的是，如果实际运行中断路 器没有重合闸装置，且鉴于大多数故障是 瞬时故障，则故障处理软件可以人为模拟 一次重合闸过程，即一旦检测到断路器由 合态转为开态运行，且同时伴随保护动作 信号，自动对断路器进行遥控合闸，如果 ＳＣＡＤＡ能采集到断路器的闭合运行状态， 则表明重合成功，否则重合失败。 １．４．２故障定位 一旦确定配电线路上有故障后，从 ＳＣＡＤＡ读取柱上开关的故障指示信号，利 用１．３节中得到的拓扑分析结果，从主馈线 的首端断路器开始，依次向后检查柱上开 关的故障指示信号。如果某个柱上开关 （Ｋｂｅｇｉｎ）有故障指示信号，而其紧邻的下游 负荷侧柱上开关（Ｋｅｎｄ）没有故障指示信 号，则可以确定故障就发生在Ｋｂｅｇｉｎ与 Ｋｅｎｄ之间。除了这种最普通的模式外，其他 ３种情况值得引起注意： １）如果故障发生在供电线路的首端（图 ｌ中Ｄｌ与Ｋ１之间），则Ｋｂｅｇｉｎ是断路器而不 是柱上开关。 ２）如果故障发生在供电线路的末端（图 ｌ中的Ｋ ３与联络开关Ｋ４之间），则不存在 Ｋｅｎｄ。 ３）如果主馈线上有供电子馈线，故障刚 好发生在子馈线的分接处，则Ｋｅｎｄ由ｎ个柱 上开关Ｋｅｎｄｌ…，Ｋｅｎｄｎ（ｎ￣，１）构成。 因此，故障位置总可以表达为在Ｋｂｅｇｉｎ 与Ｋｅｎｄ１…，Ｋｅｎｄｎ（ｎ≥０）之间，Ｋｂｅｇｉｎ是 与故障点紧邻的上游电源侧柱上开关， Ｋｅｎｄｉ（ｉ≤ｎ）是与故障点紧邻的下游负荷侧 柱上开关。 １．４．３故障隔离 故障定位完成以后，只要把故障定位 中确定的柱上开关Ｋｂｅｇｉｎ，Ｋｅｎｄｉ打开即可 实现故障隔离。需要注意２种情况：①如果 Ｋｂｅｇｉｎ本身就是一个断路器，由于发生故 障后保护动作已经将断路器打开，故障隔 离软件就不需要再对它进行开断操作。② 由于故障隔离的目的是为了实现供电线路 上非故障区域的恢复供电，假如柱上开关 Ｋｅｎｄｉ的下游侧没有可用以恢复供电的联 络开关存在，就没有必要打开Ｋｅｎｄｉ，以减 少开关的动作次数，延长使用寿命。 （下转６４页）