能源安全和环境保护的压力促使分布式发电(DG)得到迅猛发展,然而DG大量接入配电网,形成了多电源、结构复杂、少断路器配置、少CT/PT配置、微网、孤岛、运行方式多变等于一体的复杂网络,给原有的配电网保护提出了极大的挑战。城市配电网中存在大量的中压短线路,采用单端信息保护原理,在整定值、灵敏度和动作时间等方面都难以满足要求。配电网中存在大量对电能质量影响较大的重要线路,这些重要线路都要求继电保护能够全线快速切除故障。并且配电网络拓扑结构远比输电网复杂,会出现众多的多端网络。本文提出采用基于以太网信道的弱同步差动保护方案保护DG条件下配电网,对保护的信道传输、信息同步、算法以及配网整体保护方案等多方面进行了深入的研究。　　 配电网广域测控体系是智能配电网高级配网自动化的关键支撑技术之一,除支持常规SCADA的所有功能外,还要支持同步相量测量。本文采用网络时间同步技术,建立同步精度为1ms的“弱同步”相量测量系统。弱同步相量测量系统是结合智能配电网特点提出的,其最大的优势是系统成本低、安全性可控,适合大规模节点系统。　　 光纤纵联差动保护在高压输电线路中广泛使用,推广应用到配电网具有成本高的问题。随着IEC61850标准体系的推广,以太网技术替代现场总线已经成为未来数字化变电站的主流通信技术；配网自动化的通信系统也已经呈现出由串行光网络通信向光以太网通信过渡的发展趋势,基于以太网信道是未来DG条件下配电网差动保护的自然选择。然而以太网采用软交换技术,存储转发和收发队列使得时延抖动要比SDH信道大很多,其同步精度较低,只能达到1ms,是一种弱同步。　　 本文提出两种基于多电源多端口区段的电流方向元件新原理:基于电流幅值的故障方向判别原理和基于电流相量标积的故障方向判别原理。并提出了一套基于弱同步相量测量系统,以差动保护和过电流保护为主,以基于多电源多端口区段电流方向元件的故障相关区域搜索算法为辅的保护方案。　　 为了构建配电网差动保护所需的以太网信道,本文给出了一种基于弹性分组环的配电网网络通信方案。为了评估该配电网通信网络的实时性能,本文采用网络演算方法推导出了一种新的网络传输时延上界计算方法。评估结果表明该方案能够满足配电网通信网络实时性要求。并采用OPNET仿真工具对基于RPR的配电网通信网络采用SNTP作为时间同步技术时的同步精度进行了评估。评估结果表明:该同步方法能达到1ms以内的弱同步。　　 弱同步环境必然带来同步误差安全性问题,本文采用p平面分析法建立了衡量差动保护算法同步误差安全性的指标--相移制动能力。并分析了相量和差制动判据、最大值制动判据和三折线制动判据等常见的比率制动判据、相差保护和双K值差动保护的相移制动能力。为了适应基于以太网信道的弱同步环境,需要从保护算法的角度寻找更多新的抗同步误差能力强的差动保护算法。本文提出了三种新的弱同步差动保护算法:(1)对相差保护算法进行了改进,形成了在ρ平面上端点可以调整的扇形制动型判据。(2)根据灵敏度、同步误差安全性、区外故障安全性等方面的要求,在ρ平面上构造出了扇环制动型判据,该判据采用幅值相角分别独立约束的方法构成,能兼顾区内故障的灵敏度和同步误差的安全性。(3)把标积制动的思想引入到扇环制动型判据的相角判据中,形成了第三种新的判据。本文采用EMTP-ATP建立DG条件下10kV配电网系统仿真模型,仿真得到两相短路时的故障数据,考察扇形制动型判据和扇环制动型判据在-2～2毫秒同步误差环境下的安全性。然后考察了区内轻微故障的灵敏度和区外故障单侧电流互感器出现饱和时的安全性。仿真结果表明:扇形制动型判据和扇环制动型判据都能很好的兼顾同步误差的安全性、区内轻微故障的灵敏度和区外故障的安全性,是能够适应弱同步环境的新型差动保护算法。　　 最后本文给出了配电网弱同步相量测量系统中的弱同步相量测量单元设计方案。同步相量传输的通信实现是有关保护速动性的重要影响因素,传送采样值的模式可以实现差动保护,然而传送同步相量的模式则更有效率。本文基于IEC61850-9-2有关采样值传输的设计思想,采用采样值传输所采用的订阅/发布服务模式实现同步相量的传输,并给出了弱同步相量测量单元的详细设备模型和同步相量传输的帧格式设计。