技术领域
[0001] 本申请涉及电力通信网的技术领域，尤其是涉及电力通信网故障模拟方法及系统。
相关背景技术
[0002] 电力通信网是为了保证电力系统的安全稳定运行而建立的，它涵盖了继电保护、安全稳定控制系统以及调度自动化系统，被誉为电力系统运行的三大支柱之一。
[0003] 电力通信网在运行过程中是通过电力线载波的方式来进行通信，在通信过程中，将信息转换成高频的弱电流，再利用电力线路进行传输，这种方式具有更高的灵活性。但是当电力通信网遇到意外情况如极端天气造成的故障时，通过人工的方式对采集到的信息进行分析处理，再进一步通过实际测试等方法确定故障位置，通过人工的方式对人员经验、专业知识等能力要求较高，不同的人员给出的结果不一致，导致出现电力通信网的故障位置的确定以及应急措施的实施不及时、不精准的情况。
具体实施方式
[0055] 以下结合图1‑图2对本申请作进一步详细说明，但本发明的实施方式不仅限于此。
[0056] 在本申请实施例中公开了电力通信网故障模拟方法及系统。
[0057] 在本实施例中，电力通信网故障模拟方法，该方法包括以下步骤：
[0058] S100：获取电力通信网的建设数据，根据建设数据生成虚拟地图，并在虚拟地图上生成虚拟电力通信网；
[0059] S200：获取历史故障数据，根据历史故障数据在虚拟电力通信网上进行模拟故障发生，生成电力通信网的模拟故障；
[0060] S300：确定虚拟电力通信网的发送端和接收端，在发送端生成电流信号，并将电流信号通过虚拟电力通信网发送至接收端；
[0061] S400：在虚拟电力通信网上设置多个信号节点，电流信号经过信号节点后，信号节点在电流信号尾部添加节点标识，并向发送端发送返回电流信号；
[0062] S500：接收端接收到电流信号后，对电流信号进行识别得到识别结果，结合识别结果以及返回电流信号，得到故障位置、故障类型以及故障原因。
[0063] 应当指出的是，上述步骤仅是优选的实施顺序，在具体实施过程中，在不影响整体实施效果的前提下，部分步骤可以调换。
[0064] 获取电力通信网的建设数据，根据建设数据生成虚拟地图，并在虚拟地图上生成虚拟电力通信网的步骤，具体为：
[0065] 获取电力通信网的建设数据，对建设数据进行数据分类以及数据整合，得到电力通信网所处的地形数据、电力通信网的路线设计以及设施布局；
[0066] 根据地形数据生成初始虚拟地图，对初始虚拟地图进行影响识别，将不影响电力通信网的内容简化，得到虚拟地图；
[0067] 根据设施布局以及路线设计在虚拟地图中建立虚拟电力通信网。
[0068] 运用中，以某个城市中的电力通信网为例，获取到该城市中的电力通信网的建设数据，包括在建设过程中的城市及周边的地形数据、路线设计和设施布局等，根据城市及周边的地形数据生成初始虚拟地图，该初始虚拟地图为3D地图，从3D视角展示城市及周边的地形地貌，在根据路线设计和设施布局在该初始虚拟地图上建立虚拟电力通信网，再将初始虚拟地图中与电力虚拟电力通信网无关或影响较小的内容进行简化，或者空白化，降低内存消耗，得到虚拟地图。
[0069] 获取历史故障数据，根据历史故障数据在虚拟电力通信网上进行模拟故障发生，生成电力通信网的模拟故障的步骤，具体为：
[0070] 获取历史故障数据，根据历史故障数据，得到历史故障的历史故障现象、历史故障原因、历史故障位置以及历史故障环境；
[0071] 获取当前电力通信网的故障模拟需求，根据故障模拟需求对历史故障现象、历史故障原因、历史故障位置以及历史故障环境进行调整，分别得到目标现象、目标原因、目标位置以及目标环境；
[0072] 根据目标现象、目标原因、目标位置以及目标环境在虚拟电力通信网上生成模拟故障；
[0073] 在虚拟电力通信网上对模拟故障进行模拟故障复现，生成电力通信网的模拟故障。
[0074] 运用中，以某个城市中的电力通信网为例，对该城市的电力通信网的后台数据进行采集，获取到该城市中的电力通信网中的历史故障数据，即历史上，该城市中的电力通信网曾出现过的故障数据，根据历史故障数据，选择其中的某个典型故障为例，如某处位置的传输质量出现问题，对该典型故障的历史故障数据进行处理，得到该典型故障的历史故障现象、历史故障原因、历史故障位置和历史故障环境，再获取到本次电力通信网故障的模拟需求，本次模拟需求为网络稳定性不足、传输质量问题，则将网络稳定性不足的故障模拟需求代入上述四条内容中，得到本次模拟故障所需的目标现象、目标原因、目标位置和目标故障环境，再根据上述内容在虚拟电力通信网上生成模拟故障，并在虚拟电力通信网上进行复现。
[0075] 确定虚拟电力通信网的发送端和接收端，在发送端生成电流信号，并将电流信号通过虚拟电力通信网发送至接收端的步骤，具体为：
[0076] 基于虚拟电力通信网，确定虚拟电力通信网的发送端和接收端，得到发送位置以及接收位置；
[0077] 提取发送位置以及接收位置之间虚拟电力通信网的部分网络，并根据部分网络得到多个发送端至接收端的通信线路；
[0078] 在发送端生成电流信号，并确定电流信号的电流长度、电磁频率以及电压波形；
[0079] 将电流信号通过每个通信线路从发送端发送至接收端。
[0080] 运用中，以某个城市中的电力通信网为例，在这个城市的虚拟电力通信网中确定发送端位于城市的最东边，接收端在城市的最西端，发送端和接收端连接后覆盖了整个城市的虚拟电力通信网，再根据该城市的虚拟电力通信网生成了8条发送端到接收端的通信线路，这8条通信线路覆盖了整个城市的虚拟电力通信网的每个网段，在发送端生成一个电流信号，该电流信号通过这8条通信线路分别发送至接收端，且生成的电流信号有固定的电流长度、电磁频率和电压波形。
[0081] 在虚拟电力通信网上设置多个信号节点，电流信号经过信号节点后，信号节点在电流信号尾部添加节点标识，并向发送端发送返回电流信号的步骤，具体为：
[0082] 根据通信线路在虚拟电力通信网的部分网络上设置多个信号节点；
[0083] 电流信号经过信号节点时，信号节点截留电流信号，在电流信号尾部添加节点信号后生成新电流信号，并将新电流信号向下一信号节点进行转发；
[0084] 电流信号经过信号节点后，信号节点对电流信号进行识别，得到电流信号的长度数据、频率数据以及波形数据；
[0085] 结合长度数据、频率数据以及波形数据生成返回数据包，根据返回数据包生成返回电流信号，并将返回电流信号发送至发送端。
[0086] 运用中，以某个城市中的电力通信网为例，在该城市的虚拟电力通信网上设置多个信号节点，当发送端发送的电流信号经过信号节点的时候，对电流信号进行识别，如某条存在故障的通信线路中，电流信号经过故障点之后到达一个信号节点时，该信号节点对电流信号长度数据、频率数据和波形数据进行识别，发现频率数据和波形数据发生变化，则将这些发生变化的数据记录下来，然后在电流信号的尾部添加上本信号节点的节点信号生成新电流信号，再将新电流信号沿着通信线路继续发送，同时将记录下来的发生变化的频率数据和波形数据等整合生成返回电流信号后发送返回发送端。
[0087] 在虚拟电力通信网上设置多个信号节点，电流信号经过信号节点后，信号节点在电流信号尾部添加节点标识，并向发送端发送返回电流信号的步骤之后，还包括：
[0088] 根据收集到的多个返回电流信号，对返回电流信号中的长度数据、频率数据以及波形数据与电流长度、电磁频率以及电压波形进行对比，得到长度变化、频率变化以及波形变化；
[0089] 提取长度变化、频率变化以及波形变化的变化量，判断变化量是否大于等于预设的变化量阈值；
[0090] 若判断为变化量大于或等于变化量阈值，则表明该变化量对应的通信线路存在故障，得到第一故障线路，并将长度变化、频率变化以及波形变化打包生成第一故障数据包；
[0091] 对返回电流信号进行计数和节点位置确认，得到返回电流信号的信号数量和节点位置；
[0092] 判断信号数量是否低于预设的信号节点的总数，若判断为信号数量低于预设的信号节点的总数，则根据节点位置得到没有返回信号的失联节点；
[0093] 根据失联节点确定出现故障的第二故障线路，并提取失联节点的节点数据生成第二故障数据包；
[0094] 将第一故障数据包以及第二故障数据包整合后生成故障数据包，并发送至接收端。
[0095] 运用中，以某个城市中的电力通信网为例，发送端在接收到返回的电流信号后对返回电流信号中的数据进行处理，得到电流信号中的频率变化和波形变化，并发现频率变化和波形变化的变化量大于预设的变化量阈值，则判断该接收到的返回电流信号对应的通信线路上存在故障，并根据返回电流信号对应的信号节点的节点位置确定故障位置，且能够确定该通信线路的故障只是影响到通信效率或通信质量等，根据上述内容生成第一故障数据包。再将返回电流信号进行计数，并确定每个返回电流信号的节点位置，再将每个节点位置对应的信号节点与所有的信号节点进行对比，发现某一条通信线路上有3个信号节点没有返回电流信号，则能够确定该通信线路发生断裂，则将这3个信号节点标记为失联节点，提取失联节点的节点数据并生成第二故障数据包，将第一故障数据包和第二故障数据包整合后生成整个虚拟电力通信网的故障数据包，并将故障数据包沿着完好的通信线路发送至接收端。
[0096] 接收端接收到电流信号后，对电流信号进行识别得到识别结果，结合识别结果以及返回电流信号，得到故障位置、故障类型以及故障原因的步骤，具体为：
[0097] 根据返回电流信号，得到接收端接收到的故障数据包，并根据故障数据包确定目标故障线路；
[0098] 根据目标故障线路得到目标故障线路范围内的环境数据，并根据环境数据得到环境对电流信号产生的电磁影响；
[0099] 基于电磁影响对电流信号进行信号修正，得到目标电流信号，对目标电流信号进行频谱分析，得到目标电流信号的频谱数据；
[0100] 根据频谱数据对电流信号进行标准化信号识别，得到电流信号的识别结果；
[0101] 结合识别结果以及目标故障线路对应的第一故障数据包和/或第二故障数据包，得到故障位置、故障类型以及故障原因。
[0102] 运用中，以某个城市中的电力通信网为例，接收端根据接收到的返回电流信号得到故障数据包，故障数据包中给定出现故障的目标故障线路，对目标故障线路范围内的环境数据进行采集，得到目标故障线路范围的环境为雷暴天气，进一步得到在雷暴天气中，雷暴天气对该目标故障线路中的电流信号产生的电磁影响，该电磁影响会导致电流信号中的电磁频率和电压波形发生变化，根据该电磁影响对电磁频率和电压波形进行信号修正，得到目标电流信号，即没有受到电磁影响的电流信号，对目标电流信号进行频率分析后得到目标电流信号的频率数据，根据频率数据进行标准化信号识别得到识别结果，根据得到的识别结果结合第一故障数据包和/或第二故障数据包得到模拟故障的故障位置、故障类型和故障原因，故障原因包括电力通信网中的电压、电流发证骤变，雷暴天气导致的电磁频率升高或降低等。
[0103] 本发明实施例提供了电力通信网故障模拟系统，该系统基于如上述任意一项电力通信网故障模拟方法，该系统包括：
[0104] 虚拟生成模块1：用于获取电力通信网的建设数据，根据建设数据生成虚拟地图，并在虚拟地图上生成虚拟电力通信网；
[0105] 故障模拟模块2：用于获取历史故障数据，根据历史故障数据在虚拟电力通信网上进行模拟故障发生，生成电力通信网的模拟故障；
[0106] 信号传输模块3：用于确定虚拟电力通信网的发送端和接收端，在发送端生成电流信号，并将电流信号通过虚拟电力通信网发送至接收端；
[0107] 节点识别模块4：用于在虚拟电力通信网上设置多个信号节点，电流信号经过信号节点后，信号节点在电流信号尾部添加节点标识，并向发送端发送返回电流信号；
[0108] 故障分析模块5：用于接收端接收到电流信号后，对电流信号进行识别得到识别结果，结合识别结果以及返回电流信号，得到故障位置、故障类型以及故障原因。
[0109] 以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。
