配電網(wǎng)故障定位對穩(wěn)定、可靠地向用戶輸送電能具有重要作用。許多專家對配電網(wǎng)故障診斷進行了研究，并提出很多方法，如行波法、阻抗法、區(qū)段法等。當前，越來越多的自動化設(shè)備在配電網(wǎng)安裝和應(yīng)用，使得基于自動化設(shè)備，如配電開關(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。

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

第一階段：僅以饋線區(qū)段為故障假說變量構(gòu)建開關(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)改進算法進行配電網(wǎng)故障定位。該階段在簡單故障和信息不發(fā)生畸變時能夠準確定位故障，但是在多個節(jié)點發(fā)生信息畸變時無法準確定位故障。

第二階段：在第一階段的基礎(chǔ)上對求解的智能算法進行了相關(guān)改進，利用多個種群共享策略來進行故障定位。其對定位的容錯能力有一定的幫助，但是在多個節(jié)點發(fā)生信息畸變時依然無法準確定位故障。

第三階段：將分區(qū)的思想引入故障定位當中，通過有源樹枝和無源樹枝來劃分區(qū)域，進而減小了參與故障定位的變量維度；相比前兩個階段方法，該階段提高了故障定位效率，由于故障假說變量還是只涉及饋線區(qū)段，因此在定位容錯能力上成效不大。

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)劃問題轉(zhuǎn)化為0-1連續(xù)規(guī)劃問題，再利用梯度方向進行迭代。該類方法雖然極大地提高了故障定位的效率，但是故障假說變量依然只考慮了饋線區(qū)段，其容錯能力反而因為代數(shù)構(gòu)建方式而有所減弱。

綜合以上四個階段，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)和開關(guān)函數(shù)都沒有系統(tǒng)地考慮信息的漏報和誤報，這就導(dǎo)致FTU實際采集的節(jié)點狀態(tài)與根據(jù)故障假說得出的節(jié)點狀態(tài)期望不匹配。

當故障信息發(fā)生少量漏報或誤報時，這些模型一般能夠通過算法的容錯能力解決節(jié)點實際采集狀態(tài)與期望狀態(tài)不一致的問題。但是，當FTU采集的故障信息在通信過程中發(fā)生多點畸變時，大量節(jié)點實際采集狀態(tài)與期望狀態(tài)不一致，這就超出了算法的容錯能力，導(dǎo)致定位結(jié)果發(fā)生誤判。

針對此問題，本文將FTU節(jié)點的漏報、誤報與饋線區(qū)段一起作為故障假說變量，提出一種配電網(wǎng)區(qū)段定位的完全解析模型。在考慮信息漏報和誤報以后，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、準確率、容錯性反而大幅下降，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，將漏報、誤報的變量維度減小到3倍的節(jié)點數(shù)量；在分析開關(guān)函數(shù)構(gòu)建邏輯關(guān)系的基礎(chǔ)上，通過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)點數(shù)量之內(nèi)；通過基于模型診斷（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)點數(shù)量之內(nèi)。

通過三次多因素降維，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和誤報的模型相比，完全解析模型容錯能力得到極大的提高，并且能同步獲得漏報、誤報警告信息。

總結(jié)

為了在大面積通信故障下實現(xiàn)故障的準確定位，構(gòu)建了考慮漏報和誤報的區(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大問題，利用矛盾假設(shè)、模型分層、MBD三種因素進行了降維。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）考慮信息漏報和誤報以后，配電網(wǎng)區(qū)段定位的容錯能力大幅提高。
• 2）考慮信息漏報和誤報以后，配電網(wǎng)區(qū)段定位能夠同步準確地獲得故障位置和漏誤報告警。
• 3）利用故障矛盾假說、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﹫?、誤報率降低，使得該模型特別適用于大量節(jié)點信息畸變的場合。

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