自动、准确的故障诊断是未来自愈电网发展的基础。当电网发生故障时,故障诊断应能在各种复杂情况如信息丢失、畸变以及断路器拒动、误动时,及时并正确地定位电网的故障位置,快速并准确地辨别继电保护是否正确动作,为各级调度与后续的检修、维护人员提供参考。电力数据采集和监控系统(SCADA)、继电保护故障信息管理系统(RPMS)和电网广域监测系统(WAMS)等系统的发展和完善,已经使得实时获得电网各种电气量、开关量成为了可能,为故障诊断的研究及实现提供了坚实的基础。本文的工作和取得的成果如下:其一,研究了输配网故障诊断的相关概念。在此基础上将输配网典型拓扑结构与继电保护方式作为重点研究对象以及突破口,考察系统所使用的继电保护配置实际以及故障时的保护出口信号、开关出口信号等信号之间的关系,为后续进行故障诊断做准备。同时,介绍了 Petri网以及加权模糊Petri网的基本概念,论述了加权模糊Petri网在输配网故障诊断中的优势,为后续章节提出的基于改进加权模糊Petri网的输配网故障诊断方法奠定了坚实的理论基础。其二,在传统加权模糊Petri网的基础上,结合故障发生时继电保护动作的层次性方向性原理、高斯分布系数与输电网保护配置实际,研究实现了一种应用于输电网的新型层次性变迁加权模糊Petri网(WFPN)故障诊断模型。该模型在复杂故障情况,如复故障,信息丢失、畸变,保护与断路器误动、拒动时,均能准确确定故障位置;同时考虑到死区故障的存在,防止因死区故障而造成的误判,设计了一种新的拓扑结构;最后,基于模型又设计了一种反向搜索方式,能自动给出相关保护与断路器是否异常的简单报告。该故障诊断方法原理简单,结果精确,当故障发生时能快速自动得出故障报告,且具有比较高的容错性。对调度端的故障判别与自愈性电网发展具有一定帮助。其三,考虑到配电网继电保护的时序特征相比输电网更为明显,引入时序连接规则,在应用于输电网的层次性变迁加权模糊Petri网(WFPN)故障诊断模型基础上研究实现了一种应用于配电网的时序连接加权模糊Petri网(TWFPN)故障诊断模型。该模型结合配电网的继电保护实际,对WFPN故障诊断模型中的初始库所、跃迁等取值以及WFPN故障诊断模型结构进行相应优化;同时考虑到配电网继电保护各层次间的保护与断路器出口满足一定的时序整定条件,引入时序连接规则,增强了故障诊断的逻辑性与容错性;最后,根据TWFPN模型同样设计了一种反向搜索方式,能自动给出相关保护与断路器是否故障的简单报告。该故障诊断方法速度快,精确度高,仅需修改相对应方向的初始库所与集合B的元素设定,即可同时适用于开环运行的传统配电网与闭环运行的有源配电网,对配电网以及泛在电力物联网发展具有一定帮助。