[发明专利]一种低压配网的通信网关系统及预警方法

说明书

本发明涉及通信技术领域，公开了一种低压配网的通信网关系统及预警方法，其系统通过网关实时采集电源设备层传输的电力线信道噪声，并利用支持向量机和小波神经网络分别对电力线信道噪声进行建模，并利用均方根误差对两种建模获得的噪声预测序列进行性能评估，确定噪声预测最为准确的最优噪声预测序列，并以最优噪声预测序列与预设的安全噪声阈值对比，从而判断最优噪声预测序列是否异常，若异常，则对最优噪声预测序列进行标记，并生成预警信息以进行预警，从而提高了对电力线信道噪声的预警方法的实时性和准确性。

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种低压配网的通信网关系统及预警方法。

背景技术

电力物联网环境中分布着大量的能源终端设备和储能设备，这些分布式电源以及并网设备大量应用电力电子器件，使得电网噪声更加复杂，而这与传统的配电网中的噪声分布有很大的区别，特别是脉冲噪声在噪声中占有更大的比例。因此研究电力物联网中分布式电源的投切与储能设备的运行状态下的电力线信道噪声的特性对分析新能源微网中信号传输特性和信号检测有重要的意义。

但目前对电力线信道噪声的预警方法不能满足对噪声预警的实时性、准确性的要求。

发明内容

本发明提供了一种低压配网的通信网关系统及预警方法，解决了对电力线信道噪声的预警方法的实时性和准确性较差的技术问题。

有鉴于此，本发明第一方面提供了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，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。

优选地，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。

优选地，本系统还包括：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。

优选地，本系统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。

优选地，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。