随着城网改造的进行,对于配电网中故障率较大或供电可靠性要求较高的场合,都要求配有故障自动定位、隔离和恢复系统。配电网发生故障后,各相关FTU或RTU将相应的分段开关或联络开关处的实时信息,通过数据通信上传到控制中心,由故障区间定位软件进行故障定位。由于配电网故障定位所用的信息源大多来自于户外的FTU,有诸如恶劣的天气、电磁干扰等不利因素存在,实时信息中经常出现信息畸变或信息不全,因此有必要研究具有较高容错性能的算法。同时,由于配电网网络拓扑灵活多变,也要考虑算法能够跟踪配电网运行工况。 由于遗传算法对问题的依赖度较小,能进行全局的寻优求解,特别是能够对实时信息中的畸变进行纠错,具有高容错性能,引起了研究者的注意。同时矩阵算法因为计算明确,速度快,具有较强的工程实用性,也得到了研究者的重视。 本文对配电网故障定位的基本原理、拓扑模型、求解方法等一系列问题进行了比较系统、深入的研究,并且重点讨论和分析了在配电网网络拓扑灵活多样,运行工况复杂多变的条件下,矩阵算法和遗传算法用于配电网故障定位的一些问题。主要内容如下: 总结分析了现有的各种配电网故障区间定位与隔离的方法的优缺点、可行性和局限性,提出了评价配电网故障定位系统的三个标准,并结合配电网故障定位的难点,确立了基于遗传算法的配电网故障区间定位与隔离的研究方向和方法。 对基于矩阵算法的配电网故障定位与隔离做了进一步的研究,在详细分析故障信息矩阵的构造的基础上,考虑了故障电流的方向,使得矩阵算法不仅能够应用于单电源供电的情况,还能够应用于多电源多重故障的供电情况,能够更好的跟踪配电网灵活多变的网络拓扑。 对遗传算法进行了比较深入的研究学习,改进了遗传算法的评价函数,使得遗传算法不仅具有较好的容错性,还具有较强的通用性,为利用遗传函数进行配电网故障定位提供了理论基础。 提出了一种使故障定位算法应用于多电源多重故障情况的网络模型。该网络模型考虑算法中与故障电流有关的变量的方向性,在假定由某电源供电的功率流向为正方向之后,多电源配电网的故障定位问题即转化为单一电源情况下的故障定位问题。 结合配电网的具体特点,从工程实用的角度出发,详细讨论了矩阵算法在配电网故障区间定位方面的应用;用C语言编程,通过在单电源、多电源、多重故障及信息序列发生畸变等各种情况下进行的算例仿真,表明基于遗传函数的配电网故障定位系统确实能够进行全局寻优;当实时上传信息中发生畸变是,能够自动纠错并准确的进行故障定位,具有高容错性能,证明了算法在不同网络拓扑工况下的适应性和有效性。【关键词】:配电网; 矩阵算法; 遗传算法; 故障定位。