[发明专利]一种低压配网的通信网关系统及预警方法

权利要求书

1.一种低压配网的通信网关系统，其通信网关系统分别与变压器和电源设备层通信连接，其特征在于，通信网关系统包括：噪声采集模块、电源噪声建模模块、噪声性能评估模块和噪声预警模块；

所述噪声采集模块用于采集所述电源设备层传输的电力线信道噪声，还用于将所述电力线信道噪声发送至所述电源噪声建模模块；

电源噪声建模模块用于基于支持向量机和小波神经网络分别对所述电力线信道噪声进行建模，从而得到两个相应的噪声预测模型，求解两个噪声预测模型分别得到两个噪声预测模型分别对应的两组噪声预测序列，还用于将两组噪声预测序列发送至所述噪声性能评估模块；

所述噪声性能评估模块用于分别计算两组所述噪声预测序列与实测噪声序列的均方根误差，基于所述均方根误差的计算结果确定最优噪声预测序列，还用于将所述最优噪声预测序列发送至所述噪声预警模块；

所述噪声预警模块用于根据预设的安全噪声阈值判断所述最优噪声预测序列是否异常，若异常，则对所述最优噪声预测序列进行标记，还用于根据标记的所述最优噪声预测序列以及对应的所述电源设备层生成预警信息以进行预警。

2.根据权利要求1所述的低压配网的通信网关系统，其特征在于，所述噪声性能评估模块采用下式分别计算两组所述噪声预测序列与实测噪声序列的均方根误差：

式中，RMSE为均方根误差，I为噪声样本总数，i为第i个噪声样本，n(i)为实测噪声序列中的第i个噪声样本，n^′(i)为噪声预测序列中的第i个噪声样本。

3.根据权利要求1所述的低压配网的通信网关系统，其特征在于，还包括：噪声滤波器，所述噪声预警模块还用于将所述最优噪声预测序列传输至所述噪声滤波器，所述噪声滤波器安装于所述电源设备层的电力输出端，所述噪声滤波器用于基于所述最优噪声预测序列调整滤波增益直至噪声收敛于预设噪声阈值内。

4.根据权利要求1所述的低压配网的通信网关系统，其特征在于，还包括加密模块和解密模块，所述加密模块安装于所述电源设备层，用于对所述电源设备层向网关系统发送的载波信号叠加预设的波形干扰信号，所述解密模块安装于通信网关系统，用于对所述电源设备层发送的所述载波信号所叠加的所述预设的波形干扰信号进行解密，还用于对解密后的所述预设的波形干扰信号进行消除。

5.根据权利要求1所述的低压配网的通信网关系统，其特征在于，所述噪声预警模块包括报文发送模块和时间戳子模块，所述报文发送模块用于将标记的所述最优噪声预测序列以报文的方式发送至所述电源设备层，所述时间戳子模块用于获取所述报文发送模块的报文发送时间，用于根据报文发送时间对报文标记时间戳。

6.一种基于权利要求1～5任一项所述的低压配网的通信网关系统的预警方法，其特征在于，包括以下步骤：

采集电源设备层传输的电力线信道噪声；

基于支持向量机和小波神经网络分别对所述电力线信道噪声进行建模，从而得到两个相应的噪声预测模型，求解两个噪声预测模型分别得到两个噪声预测模型分别对应的两组噪声预测序列；

计算两组所述噪声预测序列与实测噪声序列的均方根误差，基于所述均方根误差的计算结果确定最优噪声预测序列；

根据预设的安全噪声阈值判断所述最优噪声预测序列是否异常，若异常，则对所述最优噪声预测序列进行标记，根据标记的所述最优噪声预测序列以及对应的所述电源设备层生成预警信息以进行预警。

7.根据权利要求6所述的预警方法，其特征在于，还包括：采用下式分别计算两组所述噪声预测序列与实测噪声序列的均方根误差：

式中，RMSE为均方根误差，I为噪声样本总数，i为第i个噪声样本，n(i)为实测噪声序列中的第i个噪声样本，n^′(i)为噪声预测序列中的第i个噪声样本。

8.根据权利要求6所述的预警方法，其特征在于，还包括：

基于所述最优噪声预测序列调整安装于所述电源设备层的电力输出端的噪声滤波器的滤波增益直至噪声收敛于预设噪声阈值内。