一种基于可靠度换流变压器声功率级反推方法技术

本发明专利技术涉及一种基于可靠度换流变压器声功率级反推方法，其包括的步骤为：1)测量接受点的声压级数据；2)在噪声预测软件中建立声学模型，并利用其获取声传播衰减量；3)构建声源声功率反演数学模型；4)使用遗传算法结合可靠度解算反演模型获得声源的声功率级。上述方法根据ISO 9613

【技术实现步骤摘要】
一种基于可靠度换流变压器声功率级反推方法


[0001]本专利技术涉及换流变压器噪声预测领域，具体是一种通过可靠度将用于反推换流变压器声功率级实测点中的坏点剔除以此提高换流变压器噪声预测精度的方法。

技术介绍

[0002]近年来国内高压直流输电日趋完善，但在其过程中，换流站的噪声开始被公众关注。换流变压器作为换流站中最主要的声源设备，其噪声预测精度直接影响后期整个换流站的噪声预测模型，因此获得其声功率级尤为重要。目前，在预测模型实际搭建中，声源声功率级大多根据声源附近测点声压级与实测值反复对比来调整估算，不能确保所有测点预测值与实测值之间的误差在一定范围内，均是人为确定其中一些测点满足误差范围，而一些误差较大的点部分不考虑，该方法无科学依据，随意性较大，噪声预测精度难以得到保证。获得声源声功率级的理论方法主要有声压法、声强法、振速法：其中声强法、振速法对操作要求高，不适用于户外实际工程应用；而声压法应用最为普通，但在获得应用于声压法所需的测点声压级时，难免有的测点数据会由于环境等因素存在偏差，导致最后结果不正确，需要将这些存在误差的测点剔除。因此提供一种基于可靠度换流变压器声功率级反推方法显得尤为重要。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于：针对上述换流变压器声功率级难以准确获取问题，提供一种基于可靠度换流变压器声功率反推方法，从而提高换流变压器的噪声预测精度。
[0004]本专利技术实现专利技术目的采用如下技术方案：
[0005]一种提高热电厂噪声预测模型精度的方法，包括以下实施步骤：
[0006]步骤1：测量接受点的声压级数据；
[0007]步骤2：在噪声预测软件中建立声学模型，并利用其获取声传播衰减量；
[0008]步骤3：构建声源声功率反演数学模型；
[0009]步骤4：使用遗传算法解算反演模型获得声源的声功率级。
[0010]作为优选，合理布置测点，在设备运行稳定时，使用噪声采集设备声级计采集测点的声压级，注意记录采集数据时温度、风速、测点高度。
[0011]作为优选，声学模型几何尺寸按照换流变压器规格1：1在软件中建立，需要的已知参数包括声源类型、几何位置坐标、本体高度参数、地形、接受点位置、反射阶数。
[0012]作为优选，声功率级的反推原理根据ISO 9613
‑
2户外声传播方法，具体表示为：
[0013]L
p
＝L
W
+D
c
‑
A
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
式(1)
[0014]其中，L
w
为点声源声功率,单位：dB(A)；
[0015]D
c
为声源指向性校正,单位：dB(A)；
[0016]A为各类衰减，其中包括大气衰减，几何衰减，地面效应衰减，屏蔽衰减等，单位： dB(A)。
[0017]作为优选，在计算换流变压器声场，反射阶数选择三阶。
[0018]作为优选，用于反射计算的关系式为：
[0019]L
W,im
＝L
W
+10lg(ρ)+D
lr
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
式(2)
[0020]其中，L
W,im
为用于反射计算的虚声源声功率，单位：dB(A)；
[0021]ρ为障碍物反射系数，可查询标准获得；
[0022]D
lr
为虚声源在接收点的指向性指数。
[0023]作为优选，计算室外多个声源，测点的声压级为各声源在此点的能量叠加。具体表示为：
[0024][0025]其中，L
pi
为实声源i对测点j的声压贡献，单位：dB(A)；
[0026]L
pi
'为声源i的虚声源对测点j的声压贡献，单位：dB(A)；
[0027]L
Wi
为声源i的声功率，单位：dB(A)；
[0028]A
ij
为实声源i到测点j的衰减量，单位：dB(A)；
[0029]A
ij
'为声源i的虚声源到测点j的衰减量，单位：dB(A)。
[0030]作为优选，测量设备精度、声衰减计算、噪声预测模型中的房屋以及地形设置等导致结果存在偏差，但这些因素导致的误差在工程计算中允许存在，一般为2
‑
3dB。
[0031]作为优选，可靠度为实测值与预测值误差在一定范围的测点个数占总的测点个数比例，表达式为：
[0032]R＝m'/m
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
式(4)
[0033]其中，m'为实测值和预测值误差在给定范围内的测点个数，m为总的测点个数。
[0034]作为优选，将换流变压器等效成垂直面声源，为方便计算，将面声源等效成九个点声源。
[0035]作为优选，选择遗传算法求解，将非线性方程组转化为求值最优化。
[0036]作为优选，将各测点误差的均差作为目标函数，表达式为：
[0037][0038]作为优选，将等效后的点声源作为设计变量。
[0039]作为优选，约束条件为可靠度约束，表达式为：
[0040][0041]其中，L
Pj
为测点j的实测值，单位：dB(A)；
[0042]L
Pj
'为测点j的预测值，单位：dB(A)；
[0043]e为实测值与预测值允许的误差，单位：dB(A)；
[0044][R]为给定的许用可靠度；
[0045]R为实际计算出的可靠度；
[0046]con_value为统计坏点个数；
[0047]sum(con_value)为当前满足误差范围内的测点个数；
[0048]m为测点总个数。
[0049]作为优选，测点数据若是不存在坏点，则可靠度可选择100％，反之存在坏点，当可靠度选择100％时，方程无解。根据上节中提到的m个测点,n个声源，表1列出存在坏点的个数与可设置的最高可靠度。
[0050]表1：坏点的个数与可设置的最高可靠度
[0051][0052][0053]作为优选，获得的解为换流变压器等效成九个点声源后单个点声源的声功率级，因此换流变压器的声功率级为九个点声源声功率级能量叠加，关系式为：
[0054][0055]其中，LW
(i)
为单个点声源的声功率级，单位：dB(A)。
[0056]本专利技术与现有技术相比，其有益效果体现在：
[0057]本专利技术基于ISO 9613
‑
2户外声传播计算方法，提出可靠度计算方法以及最大可靠度设置，构建反推声功率的数学模型。通过不同可靠度设置本专利技术可识别并剔除坏点，最大的减少有效测点与实测值的综合误差，从而得到声源较为准确的声本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于可靠度换流变压器声功率级反推方法，包括以下实施步骤：步骤1：测量接受点的声压级数据；步骤2：在噪声预测软件中建立声学模型，并利用其获取声传播衰减量；步骤3：构建声源声功率反演数学模型；步骤4：使用遗传算法结合可靠度解算反演模型获得声源的声功率级。2.根据权利要求1所述的一种基于可靠度换流变压器声功率级反推方法，其特征在于：所述步骤1中的测点选在两组变压器中间且之间距离尽量规律，方便在软件中输入；测点尽量避免建筑物反射声。3.根据权利要求1所述的一种基于可靠度换流变压器声功率级反推方法，其特征在于：所述步骤2中的声学模型几何尺寸按照热电厂规格1：1在软件中建立，需要的已知参数包括声源类型、几何位置坐标、本体高度参数、地形、接受点位置、反射阶数。4.根据权利要求1所述的一种基于可靠度换流变压器声功率级反推方法，其特征在于：所述步骤2中的声衰减量根据噪声预测软件Cadna/A直接获得。5.根据权利要求1所述的一种基于可靠度换流变压器声功率级反推方法，其特征在于：所述步骤3中出厂声功率级通过测量其频带声压级就可以计算获得，声功率级和声压级的关系式为：L
p
＝L
W
+D
c
‑
A
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
式(1)其中，L
w
为点声源声功率,单位：dB(A)；D
c
为声源指向性校正,单位：dB(A)；A为各类衰减，其中包括大气衰减，几何衰减，地面效应衰减，屏蔽衰减等，单位：dB(A)。6.根据权利要求1所述的一种基于可靠度换流变压器声功率级反推方法，其特征在于：计算室外多个声源，测点的声压级为各声源在此点的能量叠加。具体表示为：其中，L
pi
为实声源i对测点j的声压贡献，单位：dB(A)；L
pi
'为声源i的虚声源对测点j的声压贡献，单位：dB(A)；L
Wi
为声源i的声功率，单位：dB(A)；A
ij
为实声源i到测点j的衰减量，单位：dB(A)；A
ij
'为声源i的虚声源到测点j的衰减量，单位：dB(A)。7.根据权利要求1所述的一种基于可靠度换流变压器声功率级反推方法，其特征在于：所述步骤4中的可靠度为实测值与预测值误差在一定范围的测点个数占总的测点个数比例，表达式为：R＝m'/m
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【专利技术属性】
技术研发人员：阮学云，邵良友，张馨月，陈迎冬，傅军杰，龚莹，王旭东，李佳静，
申请(专利权)人：安徽理工大学，
类型：发明
国别省市：