配电网作为电力系统直接面向用户的关键部分,其安全稳定运行与电能质量、供电效率和用电安全等密切相关。然而配电网是整个电力系统短路故障多发部分,因此针对配电网快速精确的故障定位技术研究具有重要意义。虽然目前已经提出了很多关于配电网故障定位的方法,但大部分理论难以解决多分支配电网的故障测距问题。随着配电网智能化和主动化的逐步提升,以及同步相量测量单元(Phasor Measurement Units,PMU)的快速发展,利用PMU所具有的高采样频率、精确时钟同步和相量测量等优点为故障测距技术的发展提供了新的思路,针对配电网开发的微型PMU能够在保证高精度、高采样率和时钟同步的同时降低设备成本,使其在配电网的大规模安装成为可能,为配电网故障测距技术的发展提供优良的数据基础。基于此,本文主要开展以下研究。首先,研究分析电力系统中故障行波的产生机理及其沿线路传播的基本原理。根据故障行波沿线路传输的波过程及其折反射规律,分别对行波测距法中A型和D型两种传统行波测距原理进行深入分析。总结上述两种传统行波测距原理的优缺点,对它们在配电网故障测距中的适用性进行讨论,提出利用它们相互配合,优势互补,为配电网故障测距技术提供可行思路。然后,针对配电网规模庞大、分支众多和结构复杂等特点,开展配电网区域划分基本理论的研究,对拓扑排序法和多分支配电网故障行波的传播规律进行仿真分析。提出将多分支配电网进行区域划分形成特征网络,从而简化配电网复杂拓扑结构的方法,降低行波法在多分支配电网中应用所面临的困难。进一步研究特征网络中故障行波的传播规律,结合配电网分区基本理论提出多分支配电网分区原则和特征网络微型PMU配置原则,并利用IEEE14节点标准拓扑的配电网模型进行仿真验证。最后,基于多分支配电网的特征网络划分和微型PMU配置,研究分析特征网络中分支故障情况下的故障行波极性特点,由此提出特征网络分支故障行波识别算法。根据先定位故障区段,后精确测量故障点的思想,利用单端行波法和双端行波法相互配合,提出了一种基于微型PMU的行波故障测距算法。本文使用MATLAB/Simulink仿真软件搭建基于IEEE14节点标准拓扑的多分支配电网模型,对所提出的特征网络分支故障行波识别算法和多分支配电网故障测距算法进行仿真分析。仿真中分别设置不同故障位置、不同故障类型和不同过渡电阻以验证本文所提算法的有效性、准确性和适用性。仿真结果表明本文所提故障行波识别算法具有良好的稳定性,所提故障测距算法能够精确可靠地完成故障测距任务。