随着国家电网公司建设统一坚强型智能电网工作的全面启动,我国电网继传统电网、数字电网之后逐步迈进了智能电网阶段。智能配电网是构建统一坚强智能电网的重要组成部分,是配电网未来发展的趋势和目标。相比于传统的配电网,智能配电网以高可靠性、高安全性的通信网络为基础,具有自愈、坚强、集成、兼容、互动等特征。智能配电网准许分布式电源的大容量并网运行,分布式电源接入配电网后改变了原有配电网单电源辐射型的供电方式;与此同时,伴随着自愈控制技术的日趋成熟,配电网的运行方式愈发灵活多变。智能配电网多电源闭环运行与复杂多变的供电方式对继电保护提出了前所未有的挑战,传统配电网依靠上下级开关动作定值与延时极差相配合的保护构成模式逐渐失去了生存空间。广域保护以高速的信息通信网络为平台,将多点多类型信息纳入保护系统,从根本上革新了继电保护的配置方式,能够显著提升继电保护的动作性能。因此在配电网智能化取得大力发展的情况下,研究适合于智能配电网的广域保护系统对于提高配电网供电的可靠性具有举足轻重的作用。本文针对智能配电网的运行特点,提出了一整套面向于配电网智能化进程的广域保护系统配置方案。配电网广域保护系统在逻辑上分成基础层、站域层与主站层,各层级之间相互配合,在配电网发生故障后可快速有效地完成故障区段的定位与隔离、恢复健全区域供电等任务。本文所提出的配电网广域保护系统基于目前绝大多数配电网所采用的配电自动化系统,并未对配电网的智能化设备提出额外的要求,在实际工程中具有较强的应用价值。为提升故障处理的运算速度,本文提出将故障区段定位与供电恢复决策的相关运算交由配电网广域保护系统的站域层完成。系统的主站层需根据正常运行时从各基础层处收集到的开关通断信息,完成面向配电网故障处理的拓扑结构分析,明确当前运行方式下各站域层的供电范围与所管辖的智能开关。在故障发生后站域层仅收集位于其供电范围内的各节点的故障信息完成故障区段的定位,降低故障处理的运算量。本文提出了一种面向故障处理的基于邻接矩阵染色算法的配电网拓扑结构分析,该算法简单可靠,物理意义明确。主站层在正常运行时通过本算法可以得到各站域层供电范围内所属的开关节点,明确其在故障处理过程中信息交互的对象,是后续故障处理运算的基础。智能配电网的运行方式复杂多变,目前现有的故障区段定位技术主要采用有向图的方式描述配电网络的拓扑结构,当配电网的运行方式发生改变后需要重置其网络描述矩阵,如此使得算法较为复杂繁复。本文提出了一种基于节点—支路关联矩阵的配电网故障区段定位技术,该算法仅依靠各开关节点之间的连接关系即可完成故障区段的判定,算法不依赖某一种运行方式下开关的上下级关系,在配电网运行方式发生改变后仍能快速准确地判断出故障区域。分布式电源接入配电网后改变了传统配电网单电源辐射型的供电方式,本文研究了考虑大容量分布式电源并网运行后的基于节点—支路关联矩阵的故障区段定位算法的改进方案。智能配电网广域保护系统依赖于配电网的通信网络,当通信网络出现异常时,广域保护系统将无法完成配电网故障处理的任务。自治型故障处理模式不需要信息的交互,在通信系统出现异常时仍依靠其设定的动作定值与延时极差完成配电网的故障处理。本文研究了配电网广域保护与自治型故障处理模式的协调配合问题,提出将自治型故障处理模式作为智能配电网后备保护的配置方案,当广域保护系统失效时配电网保护将自动退化至自治型故障处理模式,确保在配电网通信系统异常的情况下仍能较为可靠地完成故障的处理。