随着区域经济快速发展，中心城市负荷日趋密集，北京、上海等特大型城市电网规模不断扩大，结构日趋复杂，面临严重的短路电流超标问题。可以预见，在不久的将来国内许多大型城市和工业区都将面临不同程度的短路电流超标、电磁环网、一次设备操作过电压等问题。目前，电网只能被动地采用分区开环运行等限制运行方式的传统手段来缓解以上问题。在这种情况下当上级电源失电，只能依赖下级备自投来恢复供电。若中低压备自投因备用电源检修无法动作，用户失电在所难免。 本项目按照"分层自愈、多维协同"的原则，提出了跨电压等级的电网故障自愈体系。该体系的目标是实现用户供电影响的最小化。该体系依据电压等级将自愈系统分为不同层，并根据层内自愈功能涉及的范围将自愈手段分为就地自愈和广域自愈。该体系提出了一种高效的故障自愈机制，根据故障点所在电压层自愈效率最高的原理，故障发生时首先由故障所在变电站就地自愈；次之，则按照影响最小的原则，通过协同多个变电站，实现同层广域自愈；再次，则交由下级电网按照同样的机理继续进行故障恢复。 本项目的主要技术创新点包括： （1）提出"分层自愈，多维协同"的跨电压等级广域电网自愈体系 故障发生后，由高电压等级的就地自愈优先动作，就地自愈不满足条件时交由同层广域自愈系统，再次则由下级电网就地自愈恢复供电，以此类推。从而形成了跨电压等级多维度协同的故障自愈体系，能够以最优策略快速完成电网故障自愈。 （2）研发了首套基于IEC61850的广域自愈系统 广域自愈系统设置一个自愈系统主站，在两个电源站及各串供变电站设置若干自愈系统子站，并实时向主站发送开关位置、故障方向、故障时间等信息。自愈系统主站完成整个自愈逻辑策略，各个自愈系统子站向主站上送主站所需的状态信息并执行主站发出的跳合闸命令。本系统通过独立的过程层网络交互相关信息，从而有效保证了 GOOSE报文传输的实时性。RTDS动模试验表明，本系统可在故障发生后2s内完成自愈。 （3）提出基于记忆方向的故障定位方法 本方法由各变电站安装的自愈系统子站装置计算并记忆各线路故障时刻的故障电流及方向信息，并上送给自愈系统主站装置。自愈系统主站装置在线路开关跳开后，综合不同变电站各线路故障时刻的电流方向，识别线路保护越级动作、线路远后备保护动作、母线故障主供线路后备保护动作等情况，准确判别故障位置，在此基础上正确选择适合于隔离故障的开关进行跳闸，可靠防止自投于故障。 （4）基于电网拓扑的跳闸开关优选算法 自愈系统动作过程中跳闸开关可能出现开关位置异常、所在变电站通信异常等情况，为保证可靠隔离故障，避免自愈系统合闸于故障。采用基于电网拓扑的跳闸开关优选算法，在发出跳闸命令之前，根据电网拓扑以及故障定位结果，优选开关隔离故障，若检测到准备跳闸的开关存在异常情况，则按照拓扑快速向下级开关或下级变电站寻找状态正常的开关，调整跳闸开关执行跳闸隔离故障，尽可能地保证自愈系统能够对失电站恢复供电，提高快速恢复供电的成功率。