配電網(wǎng)故障定位對(duì)穩(wěn)定、可靠地向用戶輸送電能具有重要作用。許多專家對(duì)配電網(wǎng)故障診斷進(jìn)行了研究，并提出很多方法，如行波法、阻抗法、區(qū)段法等。當(dāng)前，越來(lái)越多的自動(dòng)化設(shè)備在配電網(wǎng)安裝和應(yīng)用，使得基于自動(dòng)化設(shè)備，如配電開(kāi)關(guān)監(jiān)控終端（Feeder Terminal Unit, FTU）的配電網(wǎng)故障診斷方法成為配電網(wǎng)故障診斷的研究熱點(diǎn)。

基于FTU的配電網(wǎng)故障定位模型主要經(jīng)歷了以下幾個(gè)發(fā)展階段。

第一階段：僅以饋線區(qū)段為故障假說(shuō)變量構(gòu)建開(kāi)關(guān)函數(shù)和適應(yīng)度函數(shù)，并利用遺傳等智能優(yōu)化算法或相關(guān)改進(jìn)算法進(jìn)行配電網(wǎng)故障定位。該階段在簡(jiǎn)單故障和信息不發(fā)生畸變時(shí)能夠準(zhǔn)確定位故障，但是在多個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)生信息畸變時(shí)無(wú)法準(zhǔn)確定位故障。

第二階段：在第一階段的基礎(chǔ)上對(duì)求解的智能算法進(jìn)行了相關(guān)改進(jìn)，利用多個(gè)種群共享策略來(lái)進(jìn)行故障定位。其對(duì)定位的容錯(cuò)能力有一定的幫助，但是在多個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)生信息畸變時(shí)依然無(wú)法準(zhǔn)確定位故障。

第三階段：將分區(qū)的思想引入故障定位當(dāng)中，通過(guò)有源樹(shù)枝和無(wú)源樹(shù)枝來(lái)劃分區(qū)域，進(jìn)而減小了參與故障定位的變量維度；相比前兩個(gè)階段方法，該階段提高了故障定位效率，由于故障假說(shuō)變量還是只涉及饋線區(qū)段，因此在定位容錯(cuò)能力上成效不大。

第四階段：線性規(guī)劃方法引入到配電故障定位當(dāng)中，基于建立的非邏輯關(guān)系模型，利用光滑法將離散0-1規(guī)劃問(wèn)題轉(zhuǎn)化為0-1連續(xù)規(guī)劃問(wèn)題，再利用梯度方向進(jìn)行迭代。該類方法雖然極大地提高了故障定位的效率，但是故障假說(shuō)變量依然只考慮了饋線區(qū)段，其容錯(cuò)能力反而因?yàn)榇鷶?shù)構(gòu)建方式而有所減弱。

綜合以上四個(gè)階段，可以發(fā)現(xiàn)：現(xiàn)有基于FTU的配電網(wǎng)故障定位各類方法中，雖然故障定位的各方面性能不斷被改善，但是故障假說(shuō)變量中都只包含饋線區(qū)段，構(gòu)建的適應(yīng)度函數(shù)和開(kāi)關(guān)函數(shù)都沒(méi)有系統(tǒng)地考慮信息的漏報(bào)和誤報(bào)，這就導(dǎo)致FTU實(shí)際采集的節(jié)點(diǎn)狀態(tài)與根據(jù)故障假說(shuō)得出的節(jié)點(diǎn)狀態(tài)期望不匹配。

當(dāng)故障信息發(fā)生少量漏報(bào)或誤報(bào)時(shí)，這些模型一般能夠通過(guò)算法的容錯(cuò)能力解決節(jié)點(diǎn)實(shí)際采集狀態(tài)與期望狀態(tài)不一致的問(wèn)題。但是，當(dāng)FTU采集的故障信息在通信過(guò)程中發(fā)生多點(diǎn)畸變時(shí)，大量節(jié)點(diǎn)實(shí)際采集狀態(tài)與期望狀態(tài)不一致，這就超出了算法的容錯(cuò)能力，導(dǎo)致定位結(jié)果發(fā)生誤判。

針對(duì)此問(wèn)題，本文將FTU節(jié)點(diǎn)的漏報(bào)、誤報(bào)與饋線區(qū)段一起作為故障假說(shuō)變量，提出一種配電網(wǎng)區(qū)段定位的完全解析模型。在考慮信息漏報(bào)和誤報(bào)以后，區(qū)段定位解析模型變量維度成倍增加，導(dǎo)致區(qū)段定位的速度、準(zhǔn)確率、容錯(cuò)性反而大幅下降，為了提高完全解析模型的可行性，提出一種多因素降維方法。

首先利用故障矛盾假說(shuō)，將漏報(bào)、誤報(bào)的變量維度減小到3倍的節(jié)點(diǎn)數(shù)量；在分析開(kāi)關(guān)函數(shù)構(gòu)建邏輯關(guān)系的基礎(chǔ)上，通過(guò)二端口等效的方法構(gòu)建分層定位模型，將區(qū)段定位的變量維度減小到兩倍的節(jié)點(diǎn)數(shù)量之內(nèi)；通過(guò)基于模型診斷（Model Based Diagnosis, MBD）的方法獲取故障診斷的最小碰集，并將其作為區(qū)段定位解析模型的已知變量，于是變量維度減小到一倍的節(jié)點(diǎn)數(shù)量之內(nèi)。

通過(guò)三次多因素降維，完全解析模型的定位可行性大幅提高。將降維后的完全解析模型與未考慮漏報(bào)和誤報(bào)的模型相比，完全解析模型容錯(cuò)能力得到極大的提高，并且能同步獲得漏報(bào)、誤報(bào)警告信息。

總結(jié)

為了在大面積通信故障下實(shí)現(xiàn)故障的準(zhǔn)確定位，構(gòu)建了考慮漏報(bào)和誤報(bào)的區(qū)段定位完全解析模型。為了解決完全解析模型的變量維度過(guò)大問(wèn)題，利用矛盾假設(shè)、模型分層、MBD三種因素進(jìn)行了降維。將降維的完全解析模型用于配電網(wǎng)的區(qū)段定位，可以得出以下結(jié)論：

• 1）考慮信息漏報(bào)和誤報(bào)以后，配電網(wǎng)區(qū)段定位的容錯(cuò)能力大幅提高。
• 2）考慮信息漏報(bào)和誤報(bào)以后，配電網(wǎng)區(qū)段定位能夠同步準(zhǔn)確地獲得故障位置和漏誤報(bào)告警。
• 3）利用故障矛盾假說(shuō)、模型分層、基于模型診斷三次降低變量維度，使完全解析模型可行性大幅提高。
• 4）分層模型能夠?qū)⒚看味ㄎ坏男畔⒙﹫?bào)、誤報(bào)率降低，使得該模型特別適用于大量節(jié)點(diǎn)信息畸變的場(chǎng)合。

利用MBD降維的前提是獲取測(cè)量點(diǎn)的電氣量，本文僅從降維的角度提出了在多分支節(jié)點(diǎn)出線、各電源出線、大容量感性負(fù)荷出線安裝PMU的思想。實(shí)際配電網(wǎng)中PMU安裝需要考慮多方面的因素，如何解決PMU的安裝位置對(duì)區(qū)段定位的影響，成為下一階段要研究的內(nèi)容。