配電網故障定位對穩定、可靠地向用戶輸送電能具有重要作用。許多專家對配電網故障診斷進行了研究，并提出很多方法，如行波法、阻抗法、區段法等。當前，越來越多的自動化設備在配電網安裝和應用，使得基于自動化設備，如配電開關監控終端（Feeder Terminal Unit, FTU）的配電網故障診斷方法成為配電網故障診斷的研究熱點。

基于FTU的配電網故障定位模型主要經歷了以下幾個發展階段。

第一階段：僅以饋線區段為故障假說變量構建開關函數和適應度函數，并利用遺傳等智能優化算法或相關改進算法進行配電網故障定位。該階段在簡單故障和信息不發生畸變時能夠準確定位故障，但是在多個節點發生信息畸變時無法準確定位故障。

第二階段：在第一階段的基礎上對求解的智能算法進行了相關改進，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，但是在多個節點發生信息畸變時依然無法準確定位故障。

第三階段：將分區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段，因此在定位容錯能力上成效不大。

第四階段：線性規劃方法引入到配電故障定位當中，基于建立的非邏輯關系模型，利用光滑法將離散0-1規劃問題轉化為0-1連續規劃問題，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段，其容錯能力反而因為代數構建方式而有所減弱。

綜合以上四個階段，可以發現：現有基于FTU的配電網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段，構建的適應度函數和開關函數都沒有系統地考慮信息的漏報和誤報，這就導致FTU實際采集的節點狀態與根據故障假說得出的節點狀態期望不匹配。

當故障信息發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點實際采集狀態與期望狀態不一致的問題。但是，當FTU采集的故障信息在通信過程中發生多點畸變時，大量節點實際采集狀態與期望狀態不一致，這就超出了算法的容錯能力，導致定位結果發生誤判。

針對此問題，本文將FTU節點的漏報、誤報與饋線區段一起作為故障假說變量，提出一種配電網區段定位的完全解析模型。在考慮信息漏報和誤報以后，區段定位解析模型變量維度成倍增加，導致區段定位的速度、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倍的節點數量；在分析開關函數構建邏輯關系的基礎上，通過二端口等效的方法構建分層定位模型，將區段定位的變量維度減小到兩倍的節點數量之內；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點數量之內。

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

為了在大面積通信故障下實現故障的準確定位，構建了考慮漏報和誤報的區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、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的區段定位，可以得出以下結論：

• 1）考慮信息漏報和誤報以后，配電網區段定位的容錯能力大幅提高。
• 2）考慮信息漏報和誤報以后，配電網區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）分層模型能夠將每次定位的信息漏報、誤報率降低，使得該模型特別適用于大量節點信息畸變的場合。

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的安裝位置對區段定位的影響，成為下一階段要研究的內容。