摘要：随着国民经济的增长，伴随着中国经济的不断增长，电力需求也大幅度增长，中国的电力系统也越来越变得复杂，人民对于供电的安全性、可靠性供电的质量要求变得越来越严格。目前，电力系统配电自动化已经实现，准确定位电力系统中的故障区域，并有效进行隔离，自动恢复无故障区域，很大程上减少了停电面积区域，用户停电时间也大大缩短。电力系统能够快速准备确定故障部位，隔离故障系统是配电网核心部分。在配电系统自动化运行中，ＳＣＡＤＡ系统可以有效接收并记录下配电网馈线柱上ＦＴＵ采集到的分段开关的电流、电压等信息，ＧＩＳ系统可以对配电网进行拓扑分析，基于以上两点信息，附加智能优化算法更能够精确定位故障区域。下文简单阐释了配电线路自动化故障定位改进算法以及相关的仿真探究。
关键词：故障定位；定位算法；仿真模拟
1配电网故障定位概况
现如今，配电网的故障低温包含以下两种方式：第一是以重和器、分段器为基础的故障定位法，第二十以ＦＴＵ为核心的故障定位方法。随着不断将ＦＴＵ等现场监控终端大区域引进到配电系统中，目前最为有前景的配电网自动化发展方向就是基于ＦＴＵ馈线开关远程终端的配电网馈线自动化。在通信技术不够发达的初始阶段，配电网自动化通常采用以重合器、分段器为主的故障定位方法。当出现故障时，依据重合器、分段器的时限，对电压进行检测，根据重合器、分段器的相互配合，重复多次分段器、重合器不断开闭，对故障部位采取隔离。重合器设置在变电站的出线开关部位，分段器设置在其他的柱上开关部位。此类型方法实现十分简单，通信手段基本不参与其中。当开关经过重复多次开闭，配电系统以及附属设备都会产生一定冲击；遇到馈线的分段十分多的区域，逐级延时的时限会变得十分漫长，对整个配电系统会产生巨大影响。远程控制也无法实现，线路的负荷无法达到实时监控，供电恢复后，解决方案很难达到最优效果。而以馈线监控终端的馈线自动化（ＦＴＵ）为核心的故障定位算法则能成为最优的方案。利用配网自动化中ＳＣＡＤＡ系统中的故障信息和ＧＩＳ系统的配电网络拓扑，进行并行自适应遗传退火算法的配电网的故障定位的分析设计。
2配电网故障定位算法的研究
配电自动化系统核心组成部分包括：配电主站、配电子站、配电终端以及通信通道，结构上采用分层结构，每一层系统间的信息交流借助通信通道实现，配电网主站采集每一层的实时监测信息，对整个系统的运行状况进行分析，协同控制每一个子系统、实现配电网络的控制和管理，进而优化整个配电网络的管理。
配电网故障自动定位系统作为一种实时在线处理系统，它是基于SCADA数据上传的故障信息，准确定位故障区域，故障信息均是由室外的FTU通信设备采集提供的，在室外恶劣的环境下，承受高电压、电流、雷电等多方面干扰因素，当季节的不断变化时，气温的差距也很大。配电网整个系统的规模很大、通信点多且十分分散，采用单一通信方式难以解决。事实上，在实际应用中，为了保证配电网数据的采集和监控，绝大部分采用混合通信方式。
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3配电网故障定位算法的改进
庞大的配电网系统，馈线终端单元（FTU）可能传递的信息是不准确的，因此，在配电网进行故障定位中，配电网出现故障信息丢失以及失真的概率也较大，当信息是虚假的或丢失的，不能准确定位故障与有效地恢复，将会直接导致事故范围逐渐扩大。当其中的一个算法不能快速准确定位时，停电时间也会随之增加，供电的可靠性会受到很大影响。因此，研究一种容错性较高、计算迅速、占用内存较少的配电网故障定位方法，是目前配电网故障测距中亟待解决的问题。改进的故障定位算法核心就是精确获得网络中设备状态（故障以及非故障）的最优组合，从而最好地解释分析由FTU上传的故障信息。
国内的FTU拥有以下功能：可以检测故障、并能够精确有效实现配电网自动化控制下的计算机网络命令；判断出故障不同类型，是瞬间故障或永久性故障；可以收集故障前、故障后的有效信息。因此，FTU可以在故障定位的实现中识别故障类型，识别故障信号。配电自动化主站的故障定位算法决定了故障的定位。将FTU采集的信息、故障定位算法进行有效结合，形成了一种现代故障定位方法。
在配电网自动化故障定位算法中依靠运算的数学模型，主要包括编码、开关函数以及评价函数，并改进了传统的开关函数、评价函数，使得改进后的函数不仅可以表达单电源单故障还可以监测多电源多故障。改进的评价函数，还具有容错能力，与此同时，能够有效避免算法误判故障元件。
4故障定位的仿真模拟
当对以下几种类型（辐射网、树形网络以及处于开环运行状态的环状网）采取故障定位时，对馈线监控终端进行调整，只有通过判断是否有故障电流通过，才能确定故障区域。在配电网进行故障定位中，如何利用科学有效的数学模型来构造出故障定位问题并快速求解是首要也是最核心的问题。在配电自动化故障定位的基础上，必须将并行自适应遗传退火算法与配电自动化系统中的若干子系统进行有效结合，对现有的信息和数据进行准确定位。利用FTU的配电网电压和电流监测，一旦出现故障，快速将故障信息发送到SCADA系统。与此同时，利用GIS地理信息系统，获得配电网拓扑结构的相关数据，进而得到开关函数信息。
自适应遗传退火算法是基于配电自动化系统中SCADA系统和GIS地理信息系统现有的信息和数据，对配电网故障进行准确定位。最后根据算法求解过程，编程分析单电源单故障和多功多电源单故障和多电源多故障，最终的结果表明并行自适应遗传算法应用于配电网故障定位杂实际应用中十分有效。
5结束语
总而言之，随着国民经济的发展，我国的电力系统会变得越来越庞大和复杂，对供电可靠性和电能质量的要求也越来越高。目前，电力系统实现了配电自动化，能够定位故障，隔离故障区段，恢复无故障区段，减少停电面积，缩短停电时间。通过有效改进配电线路自动化故障定位算法以及相关的仿真模拟研究，快速准确进行故障定位将成为现实，成为配电网的最重要核心的内容。
参考文献：
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论文作者:吴宇
论文发表刊物:《电力设备》2017年第27期
论文发表时间:2018/1/10
标签：故障论文; 算法论文; 配电网论文; 系统论文; 信息论文; 终端论文; 电力系统论文; 《电力设备》2017年第27期论文;