【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及换流站声源定位，并且更具体地，涉及一种换流站异常声源定位方法、装置及介质。
技术介绍
1、特高压换流站作为特高压直流输电工程的重要组成部分，主要实现交流电与直流电的相互转换，若其发生故障，将会引发电网的振荡，对社会经济的正常运转带来重大损失。为了保证电网的安全运行，电力设备的日常巡检就显得格外重要。此外相比于变电站，换流站内设备数量多、交联关系复杂，对换流站内电力设备的巡检要求进一步提高。目前换流站的主要巡检方式仍然是人工巡检，利用人耳对故障设备进行“人工听诊”是人工巡检的主要手段之一。然而“人工听诊”的巡检方式存在很多问题，比如换流站电力设备处于高压运行状态，容易发生漏电情况，巡检人员为了确定故障位置，过于接近设备时会产生很大的安全隐患。同时人耳识别故障位置容易受其它设备干扰，当设备密集时即使经验丰富的巡检人员也很难辨别具体是哪台设备发生故障，并且人工很难实现7×24小时的高频率巡检。因此，寻找一种更为先进、智能的声源定位方法对于提高换流站智能巡检的可靠性有重要意义。
2、高压换流站内电力设备在运行时产生的声学信号中包含着丰富的信息，从中可判断出设备的运行状态。传统的“人工听诊”方式主观性强、效率低下且可靠性不足，迫切需要智能化的“机器听诊”方式进行运行状态判断。常规噪声阵列在进行换流站内设备异常声源定位中表现出尺寸较大、价格昂贵、不便于移动寻找的问题，难以满足换流站智能巡检的要求。因此研究基于小型化移动麦克风阵列对提高换流站智能巡检可靠性并提高运维人员的巡检效率有重要意义。
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1、针对现有技术的不足，本专利技术提供一种移动式换流站异常声源定位方法、装置及介质。
2、根据本专利技术的一个方面，提供了一种移动式换流站异常声源定位方法，包括：
3、利用声级计获取换流站中待测设备噪声的频谱特性；
4、根据待测设备噪声的频谱特性及其空间分布特性，确定麦克风阵列单元以及麦克风阵列单元的移动测量路径，其中麦克风阵列单元中通过一个或多个麦克风进行移动测量；
5、将麦克风阵列单元按照移动测量路径在声场中采集待测设备的声信号；
6、采用后处理算法对声信号进行处理，获取麦克风阵列单元波束形成的频域输出信号；
7、根据频域输出信号确定麦克风阵列单元的互谱矩阵；
8、扫描互谱矩阵获取信号功率最大值方向向量，并采用三角定位法，生成声场云图，根据最大值方向向量在声场云图中确定待测设备的异常声源位置。
9、可选地，移动测量路径为包括但不限于下列任意一项：等间距的直线移动测量路径、以声源为中心等间距的矩阵移动测量路径、随机间距的直线移动测量路径。
10、可选地，麦克风阵列单元为下述任意一个：单个麦克风、2～30个阵元组成的线阵、十字阵、圆阵、同心圆阵。
11、可选地，频域输出信号公式为：
12、
13、其中，第i个麦克风信号的有限傅里叶变换为：
14、
15、麦克风阵元接收信号与声源信号存在关系表示为：
16、
17、式中，fi(t)表示第i个麦克风在t时刻接收的信号，di(t)为t时刻声源距离第i个麦克风的距离，v为声速；ts是从2t上抽取的h个时刻，m为固定麦克风阵列中麦克风的个数，θ为阵列所接受声信号的方向角；w为傅里叶分解后频域的计量单位。
18、可选地，互谱矩阵的公式为：
19、
20、式中，ni,nj是不同的麦克风阵元，si,sj是从2t上抽取的不同时刻，一共h个时刻，i＝(ni-1)h+si，j＝(nj-1)h+sj构成mh×mh的互谱矩阵，m为固定麦克风阵列中麦克风的个数。
21、可选地，信号功率最大值点的计算公式为：
22、
23、式中，为互谱矩阵，为第i个互谱矩阵的信号功率最大值点对应的方向向量。
24、根据本专利技术的另一个方面，提供了一种移动式换流站异常声源定位装置，包括：
25、第一获取模块，用于利用声级计获取换流站中待测设备噪声的频谱特性；
26、第一确定模块，用于根据待测设备噪声的频谱特性及其空间分布特性，确定麦克风阵列单元以及麦克风阵列单元的移动测量路径，其中麦克风阵列单元中通过一个或多个麦克风进行移动测量；
27、采集模块，用于将麦克风阵列单元按照移动测量路径在声场中采集待测设备的声信号；
28、第二获取模块，用于采用后处理算法对声信号进行处理，获取麦克风阵列单元波束形成的频域输出信号；
29、第二确定模块，用于根据频域输出信号确定麦克风阵列单元的互谱矩阵；
30、第三确定模块，用于扫描互谱矩阵获取信号功率最大值方向向量，并采用三角定位法，生成声场云图，根据最大值方向向量在声场云图中确定待测设备的异常声源位置。
31、根据本专利技术的又一个方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序用于执行本专利技术上述任一方面所述的方法。
32、根据本专利技术的又一个方面，提供了一种电子设备，所述电子设备包括：处理器；用于存储所述处理器可执行指令的存储器；所述处理器，用于从所述存储器中读取所述可执行指令，并执行所述指令以实现本专利技术上述任一方面所述的方法。
33、从而，本申请提供一种移动式换流站异常声源定位方法，首先根据待测设备的噪声空间分布特性与频谱特性，选择微型固定麦克风阵列类型及其移动测量路径。然后按指定测量路径移动微型固定麦克风阵列采集待测设备的声信号，对采集的声信号使用基于改进频域输出公式的声源定位算法进行处理，获得待测设备的声场分布图，实现对异常声源的定位。本专利技术在传统固定麦克风阵列的基础上，专利技术了一种小型化的移动式麦克风阵列，能够以移动式少量麦克风代替大量麦克风组成的固定阵列实现换流站异常声源的定位。本专利技术有助于运维人员快速排查故障设备，提高了换流站智能巡检的可靠性，携带方便，具有很好的推广应用价值。
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1.一种换流站异常声源定位方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述移动测量路径为包括但不限于下列任意一项：等间距的直线移动测量路径、以声源为中心等间距的矩阵移动测量路径、随机间距的直线移动测量路径。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述麦克风阵列单元为下述任意一个：单个麦克风、2～30个阵元组成的线阵、十字阵、圆阵、同心圆阵。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述频域输出信号公式为：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述互谱矩阵的公式为：
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述信号功率最大值点的计算公式为：
7.一种换流站异常声源定位装置，其特征在于，包括：
8.根据权利要求7所述的换流站异常声源定位装置，其特征在于，所述移动测量路径为包括但不限于下列任意一项：等间距的直线移动测量路径、以声源为中心等间距的矩阵移动测量路径、随机间距的直线移动测量路径。
9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有计算机
10.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：
...【技术特征摘要】
1.一种换流站异常声源定位方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述移动测量路径为包括但不限于下列任意一项：等间距的直线移动测量路径、以声源为中心等间距的矩阵移动测量路径、随机间距的直线移动测量路径。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述麦克风阵列单元为下述任意一个：单个麦克风、2～30个阵元组成的线阵、十字阵、圆阵、同心圆阵。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述频域输出信号公式为：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述互谱矩阵的公式为：
...【专利技术属性】
技术研发人员：刘元庆，方晓强，张啸天，鞠勇，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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