信息物理系统理论和技术的应用可为促进分布式电源并网和电力信息化建设提供有效的解决途径。作为智能配电网发展和建设面临的两大核心问题,分布式电源大量接入和对信息系统依赖程度愈高,对配电网保护与控制产生的影响不可忽视。分布式电源大量并网使得配电网由传统的单端供电模式转变成多端供电模式,这使得配电网网络架构和潮流分布日趋复杂,尤其是配电网短路故障时分布式电源产生的汲流、助增和反向电流严重降低保护装置的选择性和灵敏性。先进信息通信技术的应用虽然对智能配电网的发展带来诸多积极作用,但因信息系统异常造成的采样错误、信息传输错误和断路器不正常工作等情况对整个系统的安全可靠运行造成一定的威胁。针对此类问题,本文研究了考虑分布式电源接入和信息系统异常的配电网保护方法,具体工作开展如下:首先总结传统三段式电流保护和自动重合闸的特点及缺陷,针对分布式电源并网对传统继电保护造成的影响进行数学分析。此外,对信息系统和电力系统异常情形下交互作用对彼此产生的不利影响进行详细的分析和相关仿真研究,为本文配电网保护方案和故障辨识算法的设计和研究提供支撑。此后,提出广义节点的理念,将传统电流差动保护进行扩展,形成基于广义节点的配电网保护方法。该方法考虑分布式电源、负荷和分布电容等因素,对动作电流作相应的改进,并制定故障识别机制、广义节点建立和动态扩展机制、跳闸确认机制和传感器采样错误检测机制,在实现基本的故障监测功能之外,可有效解决分布式电源并网、断路器拒动、采样错误和信息传输故障对保护控制造成的干扰。此外,针对本保护方案的特点,建立了相应的通信系统架构,并对广义节点建立和动态扩展机制建立矩阵运算模型。最后,在数据挖掘技术背景下,提出经κ均值聚类改进的配电网局部异常因子故障辨识算法,该算法根据故障区域内节点与正常区域节点之间的差异,利用κ均值聚类和局部异常因子检测结果,以及最外层广义节点的异常程度值检测实现故障辨识。相较于传统故障定位算法,该算法无需复杂的电气特征量整定值计算,能将冗杂的数据进行简化,增强数据价值,能有效辨识故障属于配电网物理系统故障抑或通信节点故障,以及完成对配电网故障区域和故障通信节点的定位,为智能配电网故障辨识提供有效手段。