风噪声源的定位方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及风噪声源的定位方法及系统。所述方法包括：通过多个传声器分别接收风噪声源引起的声波信号，得到与所述多个传声器对应的多组声波信号序列；计算各组声波信号序列之间的时延；根据各传声器的空间坐标、所述时延构建所述多个传声器与所述风噪声源之间相对位置关系的非线性方程组，求解所述非线性方程组得出所述风噪声源的空间位置。通过本发明专利技术，能够对输电线路上风噪声源的空间位置进行定位，便于消除风噪声对周围环境的影响。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电网
，特别是涉及风噪声源的定位方法和风噪声源的定位系统。
技术介绍
电网系统中的输电线路产生的可听噪声，是一种常见的线路对环境的影响，这种噪声可使人产生烦躁情绪。输电线路产生的可听噪声大体上可以分为两种：一种是由导线产生电晕放电时所引起的电晕噪声；另一种是由于空气的流体运动所引起，即当风吹在导线、绝缘子串或是杆塔上时产生的风噪声。随着我国超高压、特高压输电线路的大规模建设，包括输电线路风噪声在内的可听噪声问题也日趋严重。目前，针对电晕噪声对环境的影响问题已经被广泛的研究，但针对风噪声对环境的影响问题却没能被足够的重视，特别是针对风噪声源的定位基本没有相关研究，不利于消除风噪声对周围环境的影响。
技术实现思路
基于此，本专利技术提供一种风噪声源的定位方法及系统，能够对输电线路上风噪声源的空间位置进行定位。本专利技术一方面提供风噪声源的定位方法，包括：通过多个传声器分别接收风噪声源引起的声波信号，得到与所述多个传声器对应的多组声波信号序列；计算各组声波信号序列之间的时延；根据各传声器的空间坐标、所述时延构建所述多个传声器与所述风噪声源之间相对位置关系的非线性方程组，求解所述非线性方程组得出所述风噪声源的空间位置。本专利技术另一方面提供风噪声源的定位系统，包括：声波采集模块，用于通过多个传声器分别接收风噪声源引起的声波信号，得到与所述多个传声器对应的多组声波信号序列；时延计算模块，用于计算各组声波信号序列之间的时延；位置计算模块，用于根据各传声器的空间坐标、所述时延构建所述多个传声器与所述风噪声源之间相对位置关系的非线性方程组，求解所述非线性方程组得出所述风噪声源的空间位置。上述技术方案的风噪声源的定位方法及系统，通过多个传声器分别接收风噪声源引起的声波信号，得到与所述多个传声器对应的多组声波信号序列；计算各组声波信号序列之间的时延；根据各传声器的空间坐标、所述时延构建所述多个传声器与所述风噪声源之间相对位置关系的非线性方程组，求解所述非线性方程组得出所述风噪声源的空间位置。通过本专利技术能够对输电线路上风噪声源的空间位置进行定位，便于消除风噪声对周围环境的影响。附图说明图1为一实施例的风噪声源的定位方法的示意性流程图；图2为一实施例的风噪声源的定位方法的原理示意图；图3为一实施例的风噪声源的定位系统的示意性结构图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术提供的实施例包括风噪声源的定位方法实施例，还包括相应的风噪声源的定位系统实施例。以下分别进行详细说明。图1为一实施例的风噪声源的定位方法的示意性流程图；如图1所示，本实施例的风噪声源的定位方法包括如下步骤S1至S3，各步骤详述如下：S1，通过多个传声器分别接收风噪声源引起的声波信号，得到与所述多个传声器对应的多组声波信号序列；优选的，如图2所示，可通过四个传声器分别接收风噪声源引起的声波信号。本实施例中所述四个传声器排列成正方形，且四个传声器的空间高度坐标相等；按正方形边长方向对四个传声器进行顺序编号(传声器0、传声器1、传声器2和传声器3)；相邻编号的传声器之间的间隔为1m或2m。当存在风噪声源时，声波在空气中传播，通过四个传声器可以分别接收到对应的声波信号。可以理解的是，所述四个传声器的排列方式不局限于正方形，例如还可为长方形、菱形等。同时，四个传声器也不局限于设置在同一平面(即空间高度坐标也可以不相等)。本实施例中，所述四个传声器可分别与声级计连接，利用声级计及波形数据记录装置可获取各传声器接收到的声波信号，由此可得到与所述四个传声器对应的四组声波信号序列。需要说明的是，本实施例中传声器，是指能够接收空间中传播的声音信号并将其转换为电信号的能量转换器件。S2，计算各组声波信号序列之间的时延；优选的，可利用互相关函数法计算各组声波信号序列之间的时延。若采用N个传声器同时接收风噪声源引起的声波信号，则至少可得到N-1个时延值。作为一优选实施方式，可采用以下公式计算各组声波信号序列之间的时延：R12(τ)=1NΣt=0Nx(t)x(t+τ).]]>其中，R12为互相关方程，x(t)为各组声波信号序列，τ为两组组声波信号序列之间时延。例如：例如传声器0(编号为0的传声器)对应的声波信号序列为：0,0,0,0,2,3,2,1,4,5,6,…(单位为ns)，传声器1(编号为1的传声器)对应的声波信号序列为：0,0,0,0,0,0,2,3,2,1,4,5,6,…(单位为ns)，利用互相关函数法可得出这两组声波信号序列之间的时延为2ns。S3，根据各传声器的空间坐标、所述时延构建所述多个传声器与所述风噪声源之间相对位置关系的非线性方程组，求解所述非线性方程组得出所述风噪声源的空间位置。作为一优选实施方式，本实施例中根据所述四个传声器的空间坐标、所述四个传声器对应的三个时延可构建非线性方程组：cT1=(X-X0)2+(Y-Y0)2+(Z-Z0)2-(X-X1)2+(Y-Y1)2+(Z-Z1)2]]>cT2=(X-X0)2+(Y-Y0)2+(Z-Z0)2-(X-X2)2+(Y-Y2)2+(Z-Z2)2]]>cT3=(X-X0)2+(Y-Y0)2+(Z-Z0)2-(X-X3)2+(Y-Y3)2+(Z-Z3)2]]>其中，(xn,Yn,Zn)(n＝0,1,2,3)为各传声器的空间坐标，Tn(n＝1,2,3)为编号为0的传声器与编号为n的传声器之间的时延，(X,Y,Z)为风噪声源的空间坐标，c为声波在空气中的传播速度。求解所述非线性方程组可以得到风噪声源的空间位置(X,Y,Z)。对于求解所述非线性方程组，可采用迭代法，例如Newton法。在Newton法中，设定一个初始值，通过迭代可以得到非线性方程的解。例如，若四个传声器的空间坐标分别为(0,0,1)、(0,1,1)、(1,1,1)和(1,0,1)，对应的三个时延分别为1.3339ns、2.7179ns、1.3339ns，则利用Newton法求解对应的非线性方程组，可以近似得到风噪声源的空间位置为(5,5,10)。通过本实施例的风噪声源的定位方法，能够对输电线路上风噪声源的空间位置进行定位，便于消除风噪声对周围环境的影响；并且其实现本文档来自技高网...

【技术保护点】
风噪声源的定位方法，其特征在于，包括：通过多个传声器分别接收风噪声源引起的声波信号，得到与所述多个传声器对应的多组声波信号序列；计算各组声波信号序列之间的时延；根据各传声器的空间坐标、所述时延构建所述多个传声器与所述风噪声源之间相对位置关系的非线性方程组，求解所述非线性方程组得出所述风噪声源的空间位置。

【技术特征摘要】
1.风噪声源的定位方法，其特征在于，包括：
通过多个传声器分别接收风噪声源引起的声波信号，得到与所述多个传声
器对应的多组声波信号序列；
计算各组声波信号序列之间的时延；
根据各传声器的空间坐标、所述时延构建所述多个传声器与所述风噪声源
之间相对位置关系的非线性方程组，求解所述非线性方程组得出所述风噪声源
的空间位置。
2.根据权利要求1所述的风噪声源的定位方法，其特征在于，通过多个传
声器分别接收风噪声源引起的声波信号，得到与所述多个传声器对应的多组声
波信号序列，包括：
通过四个传声器分别接收风噪声源引起的声波信号；
通过声级计及波形数据记录装置获取各传声器的声波信号，得到与所述四
个传声器对应的四组声波信号序列。
3.根据权利要求1所述的风噪声源的定位方法，其特征在于，计算各组声
波信号序列之间的时延，包括：
利用互相关函数法计算各组声波信号序列之间的时延，得到N-1个时延值，
N为传声器的数量。
4.根据权利要求3所述的风噪声源的定位方法，其特征在于，所述利用互
相关函数法计算各组声波信号序列之间的时延，包括：采用以下公式计算各组
声波信号序列之间的时延：
R12(τ)=1NΣt=0Nx(t)x(t+τ)]]>其中，R12为互相关方程，x(t)为各组声波信号序列，τ为两组声波信号序列
之间时延。
5.根据权利要求1所述的风噪声源的定位方法，其特征在于，根据各传声
器的空间坐标、所述时延构建所述多个传声器与所述风噪声源之间相对位置关
系的非线性方程组，包括：
根据四个传声器的空间坐标、所述四个传声器对应的三个时延构建非线性
方程组：
cT1=(X-X0)2+(Y-Y0)2+(Z-Z0)2-(X-X1)2+(Y-Y1)2+(Z-Z1)2]]>cT2=(X-X0)2+(Y-Y0)2+(Z-Z0)2-(X-X2)2+(Y-Y2)2+(Z-Z2)2]]>cT3=(X-X0)2+(Y-Y0)2+(Z-Z0)2-(X-X3)2+(Y-Y3)2+(Z-Z3)2]]>其中，(xn,Yn,Zn)(n＝0,1,2,3)为各传声器的空间坐标，Tn(n＝1,2,3)为
编号为0的传声器与编号为n的传声器之间的时延，(X,Y,Z)为风噪声...

【专利技术属性】
技术研发人员：田野，
申请(专利权)人：南方电网科学研究院有限责任公司，中国南方电网有限责任公司电网技术研究中心，
类型：发明
国别省市：广东;44