技术发展路线分析

对国家电网已申请专利进行筛选分析可知，国家电网从2008年开始重视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。

2009年3月，专利CN200910019617.7中提到了一种半波直流电流的探测方法。它解决了传统的直流电流检测方法的缺陷，具有方法简便实用等优点。其方法为：①当配电系统发生单相接地故障时，接地变压器中性点电压即为工频50Hz的正弦信号；②直流发生器通过一硅堆半波整流而得到直流电流，该直流电流为半波直流也叫脉动直流，注入到配电网故障系统，该直流信号即为要探测的选线定位判断信号；③根据电磁场理论，该半波直流产生磁场，因此通过对其产生的磁场进行探测，就可以探测到该半波电流。

2011年3月，专利CN201110050090.1中提到了一种低压电力载波通信设备的测试系统，该系统包括净化电源装置，用于为系统内部提供电能和匹配阻抗、隔离干扰噪声、以及隔离集中器载波模块接口卡装置和电能表载波模块接口卡装置之间的载波信号；低压配电网信道特征模拟装置，用于模拟低压配电网的信道特征；集中器载波模块接口卡装置，用于为与其连接的通信设备提供电能以及通信连接；电能表载波模块接口卡装置，用于为与其连接的电能表提供电能以及通信连接；集中控制计算机，用于与集中器载波模块接口卡装置进行通信以测试通信设备、与电能表载波模块接口卡装置进行通信以测试电能表、以及对低压配电网信道特征模拟装置进行控制。通过这项发明，可以全面测试低压电力载波通信设备。

2011年6月，专利CN201110170713.9中提到了一种配电自动化系统的主站全数字化场景测试法，主站注入测试装置根据所设置故障位置、类型、性质以及当前场景计算配电网故障前潮流及故障短路电流，并根据计算结果生成相应配电自动化终端的故障信息发往被测试配电自动化主站系统，在被测试配电自动化主站系统进行故障处理过程中，主站注入测试装置仿真相应配电自动化终端与被测试配电自动化主站系统交互信息，从而对被测试主站的正常故障处理过程进行测试。

2011年6月，专利CN201110170914.9中提到了一种配电网故障定位的过热区域搜索方法，从区域的耗散电流出发，将耗散电流远大于其额定负荷电流的区域定义为过热区域，在发生短路故障时，通过搜索上述过热区域实现配电网的故障定位。该方法不仅适用于单电源辐射状配电网，也适用多电源环状配电网以及含分布式电源的配电网，可以很好地解决配电网的故障定位问题。

2011年10月，专利CN201110310570.7中提到了一种单相配电变压器运行监测计量装置。它的结构是：箱体底部设有接地端、进线孔和出线孔，箱体内设有隔板，隔板将箱体分成“日”字型结构，隔板将主回路和监测回路分开。这项发明的有益效果为：①可以安全、可靠地对单相配电网低压系统进行负荷控制和用电设备保护；②可实现单相配电变压器在线监测与远程通信等功能；③可实现单相配电变压器电能数据采集、诊断、分析等功能；④ 这项发明具有配电、计量、运行监测等多项功能。

2012年6月，专利CN201210194096.0中提到了一种配网运行故障方向检测方法，包括：采样开关的电流信息，计算采样得到的电流信息在不同时刻的归一化角度值，计算相邻配电终端相同时刻所采样计算得到的电流信息的归一化角度值的差值△φ，差值△φ和角度比较阈值A的比较判断等步骤。本发明原理简单、计算量小、适用面广、易于实现，由于不需要在配电网的每个开关节点配置电压互感器，因此节省了系统建设投资和维护的费用，同时解决了馈线增加电压互感器所带来的电磁谐振等问题。

2013年7月，专利CN201310296279.8中提到了一种10kV配电网接地系统单相接地故障选线方法，当消弧线圈与消谐电阻阻抗值比例符合某一比例范围时，当系统发生单相接地故障，故障出线的零序电压与零序电流相位之关就会小于某一个设定值，当上述条件成立时，保护装置输出故障指示信号及出线开关动作信号。发明有益的效果是：采用系统消弧线圈回路上的参数特征值，与系统零序电压电流相结合，相位角变化不容易受系统运行条件等因素的影响，判据输出较稳定，判断准确性较高。这项发明提及技术能够快速实现故障定位，不仅可以极大地完善配电网的自动化程度，而且将使用户的停电时间大大缩短，减小停电造成的损失，弥补了小电流接地运行方式存在的不足，具有良好的社会和经济效益。(www.xing528.com)

2013年11月，专利CN201310589165.2中提到了一种配电网分界开关控制装置的测试系统，包括模拟电源模块、模拟变电站系统和模拟线路系统；其中，模拟电源模块为本测试系统提供电力，模拟变电站系统模拟实际配电网的各种运行状态，配置不同的网络结构，模拟中性点不接地与经消弧线圈接地方式下的单相接地故障，模拟线路系统模拟实际配电网中不同数量、不同容量的线路，实现分界开关控制装置在中性点经消弧线圈接地和不接地方式下的单相接地故障判别、定位和隔离功能。这项发明在低电压等级上实现闭环的试验回路，为分界开关技术的深入研究提供了方便有效的验证手段，也为分界开关控制装置的测试提供了有效平台。

2013年12月，专利CN201310703928.1中提到了一种基于信息补全和校正的配电网故障定位容错方法，步骤1：对配电网区域对应拓扑图中的馈线开关分类，根据终端设备上传的开关状态信息确定馈线开关是否流过过电流；步骤2：判断终端设备上传的开关状态信息是否存在丢失；步骤3：对终端设备上传的存在信息丢失的开关状态信息依据节点开关过电流判定规则进行补全；步骤4：对无丢失或者信息已补全的开关上传状态信息进行畸变分析；若不存在畸变，则结束，否则进入步骤5；步骤5：找出畸变信息并校正。该基于信息补全和校正的配电网故障定位容错方法具有故障定位准确率高，易于实施的特点。

2014年4月，专利CN201410147650.9中提到了一种基于物联网的配电网生产抢修系统，包括配电网故障定位子系统、作业区域监控控制子系统、抢修人员调度子系统、网络节点、配电网生产抢修指挥中心；其中配电网故障定位子系统、监测网络控制子系统、抢修调度控制子系统分别通过网络节点与配电网生产抢修指挥中心通信。这项发明针对在分支较多、结构复杂的配电网中查找故障点较难的技术问题，为线路维护人员在短时间内提供直观、可靠的故障信息，准确查找故障区段并快速定位，将线路故障信息反馈到配电网生产抢修指挥中心，实现线路故障主动上报，及时通知安排抢修人员到达指定故障现场，快速准确处理故障，尽快恢复电网正常生产运行。

2015年5月，专利CN201510272639.X中提到了一种模块化多电平变流器的直流双极短路故障穿越方法，属于电力电子技术和电力输配电领域。这项发明方法为解决模块化多电平变流器结构的柔性直流输配电系统（MMC-based HVDC）采用架空线方式时存在的直流双极短路故障问题，针对采用单极性子模块的模块化多电平变流器，使在模块化多电平变流器在检测到直流双极短路故障后，将直流短路电流限制在较小的水平，同时为交流电网提供动态无功支撑，并有效保存和平衡变流器内部电容的能量，从而有助于故障清除后变流器迅速地重启动。与已有的基于全桥子模块型模块化多电平变流器的方案相比，这项发明方法基于增强型子模块及其混合式拓扑，因而成本更低，经济性更好。

2015年6月，专利CN201510299050.9中提到了一种配电网高压开关柜监测方法以及装置，能够通过高压开关柜内部气体浓度的测量，实现对于高压开关柜进行实时监控，并且该方法以及装置不会影响高压开关柜内设备的运行。

2016年6月，专利CN201610498531.7中提到了一种基于SVG的配电网多级协调节能优化控制系统，包括硬件采集控制层、通信数据集成层、软件应用层和组态展示层。通过软硬件结合，有利于提高配电网节能综合控制，将电能质量与节能结合，通过控制、采集单元、可控设备、通信、高级软件分析应用，建立一个监测、分析、决策、治理、评估一体化系统；有效实现了治理谐波污染，优化三相不平衡和补偿无功功率。这项发明结合电容式无功补偿节能设备、SVG静态无功发生器和有源电力滤波器APF三者的优点，有效实现了治理谐波污染，优化三相不平衡和补偿无功功率；本发明采用柔性无功调节设备SVG和APF结合的方式，柔性功率输出，补偿能力精准，响应速度快。

2016年8月，专利CN201610718849.1中提到了一种适于单向潮流的单侧桥臂阻断型模块化多电平变流器，属于电力电子技术和电力输配电领域，包括仅适用于受端的单侧桥臂阻断型模块化多电平变流器和既适用于受端又适用于发端的单侧桥臂阻断型模块化多电平变流器；其中，前者包括第一、第二二极管组串和结构相同的三相，每相由基于B型子模块的一侧桥臂、基于对角桥式子模块的另一侧桥臂、第三二极管组串串联构成；后者包括结构相同的三相，每相由基于对角桥式子模块的一侧桥臂以及基于B型子模块和单极电压子模块混合构成的B/U混合型另一侧桥臂串联构成；这项发明所述变流器可以低成本实现直流故障电流快速清除，能在大多数应用场合的直流故障期间为交流电网提供动态无功支撑。