分布式电源(Distributed Generator,DG)接入配电网有助于提高供电可靠性,同时可以加快新能源发电对传统化石能源发电的替代进程。因此,智能配电网允许类型多样、容量各异的DG或微网的大量接入。这种特点既改变了传统配电网辐射状结构的基本特征,也给配电网的运行和控制带来诸多影响,其中对继电保护原理的影响尤为明显,将导致现有的配网保护装置在智能配电网的运行特性下无法正常工作。纵联比较保护原理不需要对电气量进行同步采样,对网络拓扑和运行方式变化的适应性较好,因此近年来众多学者将其引入智能配电网中进行研究。纵联比较保护原理所比较的信息量一般为故障方向,而故障方向的判定一般由方向元件完成。然而,受DG复杂的故障特性以及智能配电网系统结构灵活多变等因素的影响,传统方向元件的判断结果已不能满足智能配电网对故障切除的要求。因此,寻找或构建一种基本不受DG故障特性影响的故障信息量参与纵联比较成为解决这一问题的当务之急,对提高配网供电可靠性也具有重要意义。本文在前人研究成果的基础上,提出一种基于被保护元件模型完好性的智能配电网故障判断方法。其特点为不再分析DG的故障特性,而以被保护元件的物理模型为切入点,基于模型的数学约束关系定义适当的物理量,通过分析该物理量在模型内部与模型外部故障两种情况下的变化规律,判断模型的完好性是否被破坏,并以此作为纵联比较的基本信息量构成单一保护元件处相应的故障检测方法。在上述工作的基础上,本文设计了对各处保护元件所得检测结果进行分布式区域纵联比较的故障位置判断方法,使保护可以较好的适应T接分支、线路等效阻抗性质变化、电压死区以及重载弱馈等智能配电网的特殊运行条件。具体地,文章首先提出了一种“面向被保护元件模型”的保护原理。电力系统元件端口电气量的幅值与相位受电源及该元件等值物理模型的双重约束。电气量固然由电源产生,但其大小与分布也须满足物理模型所决定的数学关系。从这个角度来说,无论DG的故障特性多么复杂,均可将其视为一个提供电气量的源。无论其输出特性如何,只要被保护元件的物理模型确定,则该元件的端口电气量一定满足该物理模型所决定的数学关系。因此,只要选定被保护元件的物理模型并基于模型定义适当的物理量,通过分析所定义变量在模型内部及外部故障时的变化规律,即可提出不受电源特性影响的保护原理。其次,本文提出一种基于被保护元件模型的智能配电网故障检测方法。本文选定工作电压作为判断“模型是否完好”的物理量,并对其核心变量“整定阻抗”的幅值及相位的整定方法进行了详细研究,使其在智能配电网中可能出现的因分支接入或无功补偿设备投退而导致线路等效阻抗角在较大范围内动态变化的情况下仍然可以准确反映实际线路的压降情况。在此基础上,本文提出了单一保护元件处的故障判据,对线路出现T接分支等特殊运行情况时该方法的适用性进行了分析并给出了相应的边界条件。之后,本文对基于分布式区域纵联比较原理的故障位置判断方法进行了设计。考虑到单一保护元件处可能受各种原因的影响而出现漏判或误判,以及单一逻辑信号携带信息量不足的问题,本文对保护元件的动作逻辑进行了优化设计,使其具备一定的容错能力。本文中,每处保护元件通过自身计算与纵联系统传递而生成的用于确定是否动作的逻辑数据由八位逻辑信号组成,每一位均有各自的物理含义与取值范围。因此,通过对八位逻辑数据进行逻辑比较即可实现对故障位置的准确判断与保护动作的合理控制。最后,本文在PSCAD中搭建了包含多分支接入的典型智能配电网模型,并对本文提出的单一元件的故障检测方法与基于分布式区域纵联比较原理的故障位置判断方法进行了仿真。通过对感性无分支线路、容性无分支线路、T接负荷分支、T接电源分支以及出现电压死区、重载弱馈等现象进行仿真,验证了本文所述故障检测与判断方法的可靠性。