技术发展路线的分析与展望

对南方电网已申请专利进行筛选分析可知，南方电网从2009年开始对配电网故障诊断及隔离技术进行专利布局，其发展过程中的关键专利如下。

2010年8月，专利CN201010257012.4中提到了一种配电网中智能馈线自动化的方法，包括：将配电网拓扑结构图存储于各智能终端中，智能终端根据拓扑结构图生成自愈策略库；保护装置和智能终端进行无线通信，各智能终端间也进行无线通信；保护装置和智能终端根据通信获取的故障信号判断故障类型为瞬时性故障或是永久性故障，若为瞬时性故障则保护装置将变电站出线开关合上，若为永久性故障则保护装置将变电站出线开关重合两次，并由智能终端从自愈策略库中选择自愈策略来进行故障自愈处理。这项发明的智能配电网中，智能终端包括存储模块、策略库生成模块、通信模块、第一开关控制模块和主控模块；保护装置包括通信模块和第二开关控制模块。这项发明能实现故障就地处理，提高系统可靠性。

2011年1月，专利CN201110005880.8中提到了一种基于经验模态分解的配电网故障选线方法，属电力系统继电保护技术领域。本发明为：当配电网发生故障，保护元件启动后，根据保护安装处测得的各线路三相电流，利用克拉克变换理论求出零序电流；选取采样序列长度为100点的离散零序电流信号，进行EMD分解，得到m个IMF分量；分别对各线路零序电流的m个IMF分量求绝对值，得到m个|IMFt（i）|，然后对各线路零序电流的m个|IMFt（i）|进行求和，即得到EMD能量Ei，Ei值最大的线路即为故障线路。这项发明采样频率为10kHz，时间窗为10ms，所需数据长度较短，对硬件要求低，在技术上容易实现。且耐受过渡电阻的性能较强，不受干扰影响，实用性较强。

2011年5月，专利CN201110127707.5中提到了一种多方案配电网故障处理方法，包括：在主站系统中建立配电网内一次设备的内存拓扑，并将所述拓扑模型中的一次设备属性映射到所述内存拓扑中；主站系统接收到馈线故障信号后，确定各发生故障的馈线的故障区域及处于各故障区域边界上待控设备；计算各故障区域的全局设备处理方案，并计算各故障区域的“三遥”设备处理方案；输出上述全局设备处理方案和“三遥”设备处理方案供调度人员选择指导执行。这项发明还公开了相应的多方案配电网故障处理装置。这项发明可向调度人员提供故障处理最及时的和使故障隔离区域最小化的多种故障处理方案，达到故障处理的最优效果。

2012年8月，专利CN201210291083.5中提到了一种配电网线路故障检测方法，包括步骤：在配电网线路上对A、B、C三相的电流信号进行采样获得三相的电流值；根据电流值分别计算三相线路相间的电流差值；利用预设的第一参数阀值判断电流差值，若电流差值大于第一参数阀值，则对三相线路的对地电场进行检测获得三相的对地电场值；利用预设的第二参数阀值判断所述对地电场值，若所述对地电场值小于所述第二参数阀值，则判定所述配电网线路产生接地故障，并控制故障指示器发出接地故障报警信号。这项发明的技术，提高了线路故障特别是接地故障的检测的准确性，降低了故障指示器误报警的概率，确保了线路的及时抢修，提升了配电网供电的可靠性。

2012年12月，专利CN201210533491.7中提到了一种具有分布式电源的配电网的故障定位方法、装置及系统，属于电力系统配电自动化领域，其中故障方法定位包括：配电自动化主站系统通过配电网拓扑模型，建立配电网一次设备的内存拓扑；当配网馈线发生故障时，终端设备就地判断故障电流方向并上送主站系统，主站系统根据故障信号和故障电流方向，确定故障区域及边界设备，达到配电网故障区域快速定位的效果。

2013年3月，专利CN201310072258.8中提到了一种基于支持向量机的配电网运行状态分类识别方法。该方法主要基于SVM（Support Vector Machine，支持向量机）理论，同时对传统的SVM算法进行了改进。该方法从大量的数据样本中提取相似数据创建训练样本，采用小波包分解技术将故障信号分解成低频趋势信号和高频随机信号，采用SVM理论建模，合成得到配网运行状态分类数据，并训练得到基于核空间距离混合支持向量分类器（Support Vector Classifier，SVC），建立配电网运行特征基因库，从而试图去建立一种可靠的判别机制，甄别配电网的正常和异常及故障状态。通过大量的仿真数据验证，表明所构建的分类器具有较强的泛化能力和较高的分类识别准确性，同时程序运行时间可满足工程需要。

2013年10月，专利CN201310484520.X中提到了一种基于层次区域潮流通道的中压配电网可靠性评估方法。这项发明首先根据配电网的供电特性和转供电特性，以断路器、隔离开关、联络开关等反映其供电特性和转供电特性的元件，进行第一层区域划分，形成配电网的父级子区域，对每个父级子区域，根据其供电的电源路径，以途径的断路器、联络开关为节点，形成其潮流通道表，从而确定每个父级子区域故障后果类型。对每个子区域，以熔断器为分界点，形成各个父级子区域的二级子区域。根据二级子区域的连接关系和父级子区域的潮流通道表，评估父级子区域及其负荷点的可靠性指标，综合所有父级子区域的供电可靠性指标，形成配电网的供电可靠性指标，实现配电网的供电可靠性评估。

2013年11月，专利CN201310544850.3中提到了一种智能配电网闭环自愈控制方法。这项发明的技术解决方案是当配电网发生故障后，得到自愈恢复方案和遥控操作序列，由调度员确认后，由配电自动化系统依次自动进行自动遥控操作。若某次遥控失败，则转为手动执行模式并自动生成备用操作方案，由调度员选择等待抢修工作完成后继续执行原自愈方案或者按照备用操作序列实现配电网自愈，再进行配电网重构的自愈方案执行方式。这项发明实现闭环方式下的自愈自动控制方式，实现自动控制和手工控制的自动切换，有效地提高配电网自愈控制系统的容错性和自动化水平。

2013年11月，专利CN201310593576.9中提到了一种配电线路故障指示成套装置功能和性能的检测系统，主要包括服务器、网络交换机、串口通信服务器、被测配电线路故障指示成套装置、特征波形发生器和打印机。应用该系统可全面、快速地完成对配电线路故障指示成套装置整体各种功能性能参数的测定，通用性和兼容性好，可用于此类装置的入网检测、出厂验收检测、日常维护检测，确保其在配电网中安全、可靠、稳定地运行。

2014年3月，专利CN201410111097.3中提到了一种全电压等级可靠性评估方法，分析电网拓扑，将电网分为发电系统、输电系统，变电站主接线及配电系统，对发电系统、输电系统开展全负荷情况的可靠性评估，结合配电系统具体拓扑结构，搜索隔离装置共模关联设备，形成隔离装置的共模失效表，评估隔离装置的共模关联设备的可靠性指标，将发电系统、输电系统节点可靠性指标作为配电系统等效电源参数，并考虑步骤3确定的隔离装置的共模关联设备的可靠性指标，确定配电系统可靠性指标，最终确定全电压等级可靠性指标。这项发明能够实现对全电压等级的可靠性评估，能提高电力系统可靠性评估水平。(www.xing528.com)

2014年5月，专利CN201410224884.9中提到了一种配电网的预防控制及故障处理方法及其系统，该系统包括：一统一控制平台和一信息采集单元，其还包括一预防控制单元；所述统一控制平台的一端与所述信息采集单元相连接，另一端与所述预防控制单元相连接；所述预防控制单元用于预测未来短期所述配电网内设备的不正常运行状态；所述预防控制单元包括：第二指标计算模块，所述第二指标计算模块用于根据所述配电网内设备信息和网络拓扑信息，预先设定指标，存储所述拓扑信息，为一故障处理单元提供数据支持。所述配电网的预防控制及故障处理方法及其系统实用性强、短时间内不易越限，有效节省了预防控制处理的时间，具有节省能源、降低故障发生概率的优点。

2015年1月，专利CN201510035198.1中提到了一种基于故障时刻S变换频谱特性的配电网故障启动方法，属电力系统继电保护技术领域。本方法为：在1MHz采样率下，采集短时窗内的零序电压时域波形，对其进行S变换得到零序电压S矩阵，再对S矩阵各元素求模得到S模矩阵，并提取S模矩阵在突变发生时刻的幅频特性，最后计算该时刻幅频特性的方差。若计算得到的方差大于设定阈值，则判断配电网发生单相故障，选线装置启动；反之，则未发生故障，选线装置不启动。理论分析和实测数据的验证表明这项发明效果良好。

2015年9月，专利CN201510621278.5中提到了一种配电网横向故障隔离区生成方法，属于电力系统调度自动化领域。该方法包括： 首先建立故障设备涉及的节点集合，初始化所有节点故障标志为假，然后遍历所有节点集合，基于广度优先进行拓扑搜索，搜索过程给节点的故障标志为真，如果遇到故障标志为真的节点，则不再进行该节点的下层搜索，如果遇到不属于故障设备集合的开关也停止该节点的下层搜索并保持开关作为故障隔离开关，由遍历故障节点集合得到的节点所挂载的单端设备集合与故障线路集合中的线段共同组成了故障隔离区，故障开关集合中所包含的开关为故障隔离开关。这项方法可实时分析出故障隔离开关和横向故障的隔离区，以便于尽早恢复控制，提高供电可靠性。

2016年1月，专利CN201610004176.3中提到了一种故障指示器和分布式智能终端相配合的架空配电网故障定位方法，属于电力系统继电保护技术领域。在不改变传统配电网过流继电保护的前提下，利用分布式智能终端和故障指示器各自的优点，在所有主干分段点处的断路器上安装分布式智能终端，所有分支线路上安装故障指示器并以分布式智能终端安装处为节点，根据节点和故障指示器的位置定义故障指示器和节点关系并划分主干单元和分支单元，对其进行编号形成单元邻接表。当故障发生时，自动重合闸重合瞬时故障，分布式智能终端隔离永久故障，同时利用分布式智能终端和故障指示器对电流值的检测和比较相关单元邻接表里的最大分支电流值，定位主干故障和分支故障。

2016年10月，专利CN201610970455.5中提到了一种多回线路中故障馈线选择方法和系统，方法包括：分别对接地故障发生时刻起预设时间段内每条馈线的暂态零序电流数据进行若干次采样，根据采样次数、配电系统的馈线总数和各个采样时刻各条馈线的采样数据建立馈线的特征值的函数模型；根据所述函数模型计算每条馈线的特征值，当所述特征值为正时，判定发生多回线故障；在发生多回线故障时，若馈线总数大于1，根据所述采样数据分别计算各条馈线的零序电流，若所述零序电流满足预设的电流约束条件，则将所述特征值为正的馈线选为故障馈线；其中，所述预设的电流约束条件与配电系统中各条馈线的零序电流矢量和以及消弧线圈的补偿输出相关联。

2017年1月，专利CN201710011118.8中提到了一种基于BFOA（Bacterial foraging optimization algorithm，细菌觅食优化算法）的故障定位算法及装置，涉及配电网故障定位技术领域，解决了现有技术中配电网基于配电设备上报故障信息进行故障定位时定位的精度不够的问题。该方法包括：获取预设配电网区段内i个配电设备上报的故障信息；根据BFOA对第n个配电设备的故障信息进行趋向性操作，当第n个配电设备的故障信息的趋向性操作次数j大于或等于第一测试参数Nc时，根据BFOA对第n个配电设备的故障信息进行复制操作；当第n个配电设备的故障信息的复制操作次数k大于或等于第二预设参数Nre时，根据BFOA对第n个配电设备的故障信息进行迁徙操作，输出第n个配电设备的故障信息的最优解。这项发明实施例用于配电网故障的定位。

2017年9月，专利CN201710779956.X中提到了一种配电网系统故障抑制方法及装置、计算机存储介质及设备，根据信号发生器在第一线圈的电压与电流之间的相位差为零时对应产生的电流信号的频率以及消弧线圈的初始电感，获取总对地电容，然后根据零序电压对系统的故障进行检测，能准确对系统的单相接地故障进行检测，在检测到单相接地故障时，根据总对地电容以及主交流电网的额定频率获取第一消弧线圈目标电感值，调节可控硅的导通角至第一目标导通角。如此，可准确检测单相接地故障，对可控硅的导通角调整后，流经二次侧线圈的电流随之改变，进而一次侧线圈的电流随之改变，改变对地电容的电压，实现故障过电压抑制，确保系统安全。

2018年9月，专利CN201811115014.2中提到了一种基于电压分布原理的配电网故障测距方法，该方法利用PMU（Pressure Measuring Unit，测压装置）对线路状态信息实时获取，故障发生后，通过计算比较同一分支点下线路首端电压的差异判断出故障线路，再针对故障线路利用电压分布原理实现精确的故障定位。这项发明消除了传统配电网故障定位方法中分支线的影响因素，能够实现快速精确的故障定位；采用“两端量”实现故障测距，从原理上消除了过渡电阻的影响，相比单端量法具有更好的测距精度，且不受故障类型的影响，无需在线路两端都装设PMU，减少了设备的投资，有良好的应用前景；这项方法能够快速有效地实现故障测距，大大增加了系统运行的可靠性、安全性和灵活性。

2018年9月，专利CN201811115012.3中提到了一种基于正负序阻抗相等原理的配电网故障测距方法，该方法先利用PMU对线路状态信息实时获取，计算并比较同一分支点下线路首端电压的差异判断出故障线路；再利用正常线路信息计算出故障线路首端电压、电流；最后在已知故障线路两端电气量的基础上，利用正负序阻抗相等原理实现精确的故障定位。这项发明利用有限PMU解决了配电网故障定位中多分支线的难题，实现了精确的故障定位；方法结合“两端量”实现故障测距，不需要判断故障类型，不受过渡电阻及对端馈入电流的影响，无需考虑故障边界条件和系统运行方式的变化等，相比单端量法具有更好的测距精度，能够快速准确地实现故障测距，大大增加了系统运行的可靠性、安全性和灵活性，有良好的应用前景。