一种面向于高压电抗器的空间声场优化布放方法技术

本发明专利技术公开了一种面向于高压电抗器的空间声场优化布放方法，包括高压电抗器降噪布放优化模型的构建和基于禁忌算法优化粒子群算法的求解；计及高压电抗器实际运行环境，构建电抗器空间声场布放数学模型；采用禁忌算法强化粒子群算法的搜索能力，实现电抗器空间声场最优布放求解。本发明专利技术面向于高压电抗器降噪场景，采用混合粒子群算法实现最优布放求解，可有效提升布放模型寻优计算速度，实现对高压电抗器的可靠降噪。抗器的可靠降噪。抗器的可靠降噪。

【技术实现步骤摘要】
一种面向于高压电抗器的空间声场优化布放方法


[0001]本专利技术涉及一种面向于高压电抗器的空间声场优化布放方法，属于变电站运行维护


技术介绍

[0002]随着城镇化的扩张和基建工程的推进，已有较多大容量变电站建设在城镇居民区。变电站在日常运行中会产生较大的振动噪声，其中高压电抗器因其靠近变电站围墙，距离居民区较近，对于其噪声降解的研究也显得尤为重要。
[0003]高压电抗器的噪声主要来源于自身结构中硅钢片伸缩所产生铁心振动，考虑到现行国内电源工频50Hz，高压电抗器产生的噪声频率主要为低频噪声。同时，有研究表明，人类长期生活在低频噪声中，会对身心健康有着严重的影响。因此，降低高压电抗器运行噪声势在必行。
[0004]传统电抗器降噪方法主要为机械结构降噪，在电抗器铁芯内部实现结构优化修正。但不难看出，采用机械机构优化降噪势必会对电抗器的生产成本、更换成本产生较大负担，更重要的是由于电抗器参数结构并不存在同一，因此机械结构降噪难以做到普适性应用。
[0005]有源降噪将技术通过外界设备产生额外声波，其与高压电抗器声波幅值相同，相位相反，以抵消电抗器产生的空间噪声。次级声源与误差传感器作为有源降噪技术中的主要组成部分，其距电抗器的摆放角度和距离对于降噪效果有着直接影响。正是因为这样，研究有源降噪技术中设备的空间布放优化分析是亟需解决的问题之一。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种面向于高压电抗器的空间声场优化布放方法，通过求解高压电抗器的降噪设备优化布放模型，进一步提升对高压电抗器的降噪处理效果。
[0007]为了达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：计及高压电抗器实际运行环境，构建电抗器空间声场布放数学模型；采用禁忌算法强化粒子群算法的搜索能力，实现电抗器空间声场最优布放求解，可有效降低高压电抗器的运行噪声。
[0008]进一步的，计及高压电抗器实际运行环境，构建电抗器空间声场布放数学模型，具体如下：
[0009]1)构建初级声源数学模型，即高压电抗器。
[0010]高压电抗器声源数学模型可以将其简化为球状声源模型，计算公式为：
[0011][0012]式中，P
p
为高压电抗器的声压；r1为高压电抗器中心至误差传感器的距离；r0为高压电抗器球源模型的半径；θ为球源模型的相角；ρ0为实际场景下空气参数；c0为实际场景下声音传播；k为波数，k＝w/c0。
[0013]2)构建次级声源数学模型，即有源降噪控制器。
[0014]有源降噪控制器声源数学模型可等效为点声源模型，计算公式为：
[0015][0016]式中，P
s
为有源降噪控制器的声压；r2为有源降噪控制器至误差传感器的距离；q
s
为有源降噪控制器的声强。
[0017]3)计算空间辐射功率。
[0018]计算公式为
[0019][0020]式中，W
T
为空间总辐射功率；Z
PP
为高压电抗器的传输阻抗矩阵；Z
SS
为有源降噪控制器的传输阻抗矩阵；Z
PS
为初、次级声源的传输阻抗矩阵；Q
P
为高压电抗器的声强；Q
S
为有源降噪控制器的声强。
[0021]4)构建优化布放模型
[0022]为实现高压电抗器有效降噪，需建立相应的最优降噪计算模型。即，
[0023][0024]其中
[0025][0026]式(4)至式(5)中，W0为环境噪声；r
ps
为有源降噪控制器到高压电抗器的距离；r
pe
为误差传感器到高压电抗器的距离；r
ss
为有源降噪控制器之间距离；r
ee
为误差传感器之间距离；r
se
为误差传感器到有源降噪控制器的距离；r
ss
‑
min
和r
ss
‑
max
分别为r
ss
的最小与最大取值范围。
[0027]进一步的，采用禁忌算法强化粒子群算法的搜索能力，实现电抗器空间声场最优布放求解，具体如下：
[0028]1)设置优化求解问题的适应函数：
[0029][0030]2)混合粒子群算法种群初始化
[0031]3)更新粒子群位置和速度
[0032]v
id
＝v
id
+c1r1[Pbest
id
‑
x
id
]+c2r2[Gbest
d
‑
x
id
]ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(7)
[0033][0034]式中，v
id
为个体飞行速度；x
id
为个体飞行位置；Pbest
id
为局部最优位置；Gbest
d
为全局最优位置；c1和c2为学习因子参数；r1和r2为随机数。
[0035]4)判断粒子群算法是否进入后期收敛。若是，则进行禁忌搜索优化；若否，继续进行粒子群寻优；
[0036]5)判断粒子群算法计算的解是否满足特赦准则。若满足，则进行步骤7；若不满足，则进行步骤6；
[0037]6)判断解的禁忌属性，更新解的禁忌表；
[0038]7)判断是否满足收敛条件。若是，输出解；若否，返回步骤4.
附图说明
[0039]图1为次级声源和误差传感器的布放图；
[0040]图2为基于禁忌算法优化粒子群算法流程图；
[0041]图3为基于禁忌算法优化粒子群算法收敛曲线图；
具体实施方式
[0042]下面结合附图对本专利技术作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。
[0043]图1为次级声源和误差传感器的布放示意图，本专利技术对图中各类设备依次建立数学模型，最终构建优化布放模型。具体如下：
[0044]1)构建初级声源数学模型，即高压电抗器。
[0045]高压电抗器声源数学模型可以将其简化为球状声源模型，计算公式为：
[0046][0047]式中，P
p
为高压电抗器的声压；r1为高压电抗器中心至误差传感器的距离；r0为高压电抗器球源模型的半径；θ为球源模型的相角；ρ0为实际场景下空气参数；c0为实际场景下声音传播；k为波数，k＝w/c0。
[0048]2)构建次级声源数学模型，即有源降噪控制器。
[0049]有源降噪控制器声源数学模型可等效为点声源模型，计算公式为：
[0050][0051]式中，P
s
为有源降噪控制器的声压；r2为有源降噪控制器至误差传感器的距离；q
s
为有源降噪控制器的声强。
[005本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种面向于高压电抗器的空间声场优化布放方法，其特征在于：计及高压电抗器实际运行环境，构建电抗器空间声场布放数学模型；采用禁忌算法强化粒子群算法的搜索能力，实现电抗器空间声场最优布放求解，可有效降低高压电抗器的运行噪声。2.根据权利要求1所述的高压电抗器降噪布放优化模型的构建，其特征在于：计及高压电抗器实际运行环境，构建电抗器空间声场布放数学模型，具体如下：1)构建初级声源数学模型，即高压电抗器。高压电抗器声源数学模型可以将其简化为球状声源模型，计算公式为：式中，P
p
为高压电抗器的声压；r1为高压电抗器中心至误差传感器的距离；r0为高压电抗器球源模型的半径；θ为球源模型的相角；ρ0为实际场景下空气参数；c0为实际场景下声音传播；k为波数，k＝w/c0。2)构建次级声源数学模型，即有源降噪控制器。有源降噪控制器声源数学模型可等效为点声源模型，计算公式为：式中，P
s
为有源降噪控制器的声压；r2为有源降噪控制器至误差传感器的距离；q
s
为有源降噪控制器的声强。3)计算空间辐射功率。计算公式为式中，W
T
为空间总辐射功率；Z
PP
为高压电抗器的传输阻抗矩阵；Z
SS
为有源降噪控制器的传输阻抗矩阵；Z
PS
为初、次级声源的传输阻抗矩阵；Q
P
为高压电抗器的声强；Q
S
为有源降噪控制器的声强。4)构建优化布放模型为实现高压电抗器有效降噪，需建立相应的最优降噪计算模型。即，其中式(4)至式(5)中，W0为环境噪声；r
ps
为有源降噪控制器到高压电抗器的距离；r
pe

【专利技术属性】
技术研发人员：吴杨，方济中，马莉，成诚，韩利，张源，潘洁，霍耀佳，张思平，任维，诸弘，
申请(专利权)人：国网宁夏电力有限公司超高压公司国网宁夏电力有限公司上海神洁环保科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：