变电站噪声控制优化分析方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种变电站噪声控制优化分析方法，包括以下步骤：1）收集基础数据；2）构建物理模型；3）接收点噪声值计算；4）限值判断；5）优化分析；6）最优方案选择，该方法能够准确考虑噪声传播的几何发散，传播途径中大气、地面、建筑物、绿化带等对噪声衰减的影响，以此来准确预测变电站及其周边空间中任意点的噪声大小，为变电站噪声控制工程提供更快捷有效的设计参考，确保变电站在设计之初就能够将噪声控制到一个对环境影响最小的程度，同时在变电站噪声治理中获取最优的声屏障设计方案，提高噪声控制效果，更好地满足环保要求，降低工程造价，避免噪声控制过程中的盲目性；同时，本发明专利技术还提供了一种变电站噪声控制优化分析系统。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及噪声控制
，特别涉及一种变电站噪声控制优化分析方法，同时还涉及一种变电站噪声控制优化分析系统。
技术介绍
目前，越来越多的变电站进入到城市人口密集区，变电站噪声对周边环境的影响日益突出，然而目前国内在变电站噪声控制方面还缺乏一套科学的、系统的和行之有效的好方法，在变电站设计时，缺乏对变电站噪声源、建筑物、树木以及其他障碍物等整体的的优化布局分析，工程上在运用声屏障进行噪声控制时带有一定的随机性，缺乏优化过程。总体来说，导致声源衰减的原因主要有以下因素1.声源的几何衰减声源向周围的空间发散性传播，在传播的过程中会随着距离的增加而引起的衰减叫做几何发散衰减，这种衰减与噪声的固有的频率无关；2.大气的吸收衰减声波在空气中传播时，由于空气的热传导和粘滞性，对声波进行压缩和膨胀，使得一部分声能转化为热能而损耗，称之为大气吸收。由于大气吸收声波而引起的声源衰减与声波频率、大气温度、湿度有关；3.地面效应引起的衰减声波在传播过程中由于云、雾、温度引起的声能量的衰减以及地面反射和吸收，或者是近地面的气象条件等因素所引起的衰减统称为附加衰减。但实际情况下，一般不考虑云、雾、风以及温度所引起的衰减；4.加障碍物引起的衰减位于声源和接收点之间的实体障碍物，如围墙、建筑物、密集植物丛等都起着声屏障的作用。声屏障的存在使得声波不能直接的到达接收点，从而引起声能量的衰减；5.其他衰减除了上述主要的衰减作用之外，以下衰减的贡献不可能用计算衰减的一般方法得到，这些贡献包括通过树叶的传播衰减、通过工业场所的传播衰减、通过房屋群区的传播衰减。目前，在运用声屏障进行噪声控制时，急需一种噪声控制优化分析方法，能够综合考虑以上衰减因素，为变电站噪声治理工程提供更快捷有效的设计参考。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的之一是提供一种变电站噪声控制优化分析方法，能够准确考虑噪声传播的几何发散，传播途径中大气、地面、建筑物、绿化带等对噪声衰减的影响， 以此来准确预测变电站及其周边空间中任意点的噪声大小，为变电站噪声治理工程提供更快捷有效的设计参考，确保变电站在设计之初就能够将噪声控制到一个对环境影响最小的程度，同时在变电站噪声治理中获取最优的声屏障设计方案，提高噪声控制效果，更好地满足环保要求，降低工程造价，避免噪声控制过程中的盲目性；本专利技术的目的之二是提供一种变电站噪声控制优化分析系统。本专利技术的目的之一是通过以下方案实现的该变电站噪声控制优化分析方法，包括以下步骤1)收集基础数据变电站及其周边所属环境空间位置数据，以及噪声源的声音特征数据；变电站及其周边所属环境空间位置数据至少包括变电站内建筑物、围墙、变压器、开关场、隔声屏障、绿化带和变电站周围敏感点的空间位置和几何尺寸相关数据；噪声源的声音特征数据至少包括变电站内所有噪声源的倍频带声功率级、声压级以及噪声源的实际录音音频数据，背景噪声声压级数据；2)构建物理模型导入变电站及其周边所属环境的实际场景控制室、开关室等建筑物，变压器等噪声源设备，开关场等其他电器设备，四周围墙以及围墙外敏感点的空间位置坐标，噪声源特征数据等基础数据，建立各自具体的物理模型；3)噪声值计算将噪声源视作点声源，计算几何发散、大气吸收、地面效应、障碍物、树木引起的衰减，再将噪声源声功率级减去以上各项衰减值，结合背景噪声值大小，得到某一接收点的噪声值大小；计算空间中某一区域的声压级的大小，需要将这一区域划分成若干份小区域，取每一个小区域的中点作为接收点，利用上述方法计算该接收点的声压级，并用此声压级表示这个区域内所有接收点的声压级大小，划分的小区域越细，计算结果越准确；4)校正计算选取适当的点位作为校验点，采用一特定频率衰减进行校验或采取接受点衰减值与背景值合成进行校验计算的方法，并计算绝对误差和相对误差；判断声压级误差是否达到设定的要求限值，如果判断结果为“否”，则重复步骤3)和步骤4)，直至计算结果满足设定的误差限，进入下一步骤；5)利用仿真建模计算，实现变电站噪声源、建筑物等布局的优化分析以及声屏障大小、 高低、位置等的优化分析，并形成多个设计方案；6)通过计算分析，给出变电站噪声控制优化方案及结果报告。进一步，在步骤5)中，还包括设置多个敏感点，所述敏感点是指在优化计算过程中用于监测其噪声值变化趋势的坐标点，并通过辅助计算得到设计方案在这些敏感点的噪声大小以及噪声控制成本；在步骤6)中，根据上述设计方案在敏感点的表现，实现最佳控制优化方案的判断；进一步，所述步骤5)中还包括通过3D虚拟漫游形象演示变电站噪声控制状况分析； 进一步，所述步骤5)中，还包括通过以下方式实现优化分析a.以3D虚拟漫游的方式直观显示空间噪声值分布；b.以3D形式输出等值曲面，直观显示变电站发出噪声对周围环境的影响；c.以等值线和颜色渐变的方式输出任意平面区域噪声数据，直观显示平面上的噪声分布；d.以表格和WORD的形式输出详细的预测报告和场景信息，并输出任意直线上的噪声衰减曲线，预测衰减趋势。本专利技术的目的之二是通过以下技术方案实现的该变电站噪声控制优化分析系统，包括基础数据管理模块、场景建模模块、数据处理模块、预测报告输出模块和优化计算模块；其中，基础数据管理模块，用于对声源/声屏障数据库进行管理，包括声源/声屏障数据库的建立、基础数据的导入以及对基础数据进行删除和修改维护；场景建模模块，用于可导致声源衰减的元素在场景中的平面建模，并可对场景属性和场景中元素属性进行设置；数据处理模块，在给定的温度和湿度下，读取场景信息，对场景的噪声分布进行计算， 并将场景数据和噪声分布数据传递给预测报告输出模块和优化计算模块。预测报告输出模块，根据场景数据和噪声分布数据，输出噪音控制的预测结果； 优化计算模块，能够针对多个噪声源、多个敏感点实施声屏障多方案优化比选，快速获取噪声治理的最优案。进一步，所述预测报告输出模块输出的预测结果包括a.以3D虚拟漫游的方式直观感受空间噪声值分布；b.以3D的形式输出等值曲面，直观感受变电站对周围环境的影响；c.以等值线和颜色渐变的方式输出任意平面区域噪声数据，直观感受平面上的噪声分布；d.以图形曲线形式输出任意直线上的噪声衰减曲线，找出衰减趋势；e.以表格和WORD的形式输出详细的预测报告和场景信息。本专利技术的有益效果是1.本专利技术的方法系统考虑了噪声传播的几何发散，传播途径中大气、地面、建筑物、绿化带等对噪声衰减的影响，以此来准确预测变电站及其周边空间中任意点的噪声大小，为变电站噪声治理工程提供更快捷有效的设计参考，更好地满足环保要求，降低工程造价，避免噪声控制过程中的盲目性；2.有利于运行变电站噪声治理中声屏障优化设计，快速获取噪声治理优化方案，达到节约工程成本，提高噪声控制效果的目的；3.通过变电站实时场景3D虚拟漫游功能，形象演示变电站噪声分布状况，能够有效辅助变电站环境噪声的监测功能，预测日常监测很难布点测试的位置(如空间高度较高的楼房的任意楼层)，节省监测的人力物力和提高工作效率；4.通过该专利技术的运用，有利于提高环境质量，不仅促进电力企业健康、高效发展，而且也有利于促进社会的和谐与稳定。本专利技术的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．变电站噪声控制优化分析方法，其特征在于：包括以下步骤：１）收集基础数据：所述基础数据包括变电站及其周边所属环境空间位置数据，以及噪声源的声音特征数据；变电站及其周边所属环境空间位置数据：包括变电站内建筑物、围墙、变压器、开关场、隔声屏障、绿化带和变电站周围敏感点的空间位置和几何尺寸相关数据；噪声源的声音特征数据：包括变电站内所有噪声源的倍频带声功率级、声压级以及噪声源的实际录音音频数据、背景噪声声压级数据；２）构建物理模型：导入变电站及其周边所属环境的实际场景：包括建筑物、噪声源设备，以及开关场内的其它电器设备，四周围墙以及围墙外敏感点的空间位置坐标，噪声源的声音特征数据，建立各自具体的物理模型；３）接收点噪声值计算：包括单接收点噪声值计算和区域噪声值计算；单接收点噪声值计算是将噪声源视作点声源，计算几何发散、大气吸收、地面效应、障碍物、树木引起的衰减，再将噪声源声功率级减去以上各项衰减值，结合某一接收点的背景噪声值大小，得到在某一接收点的噪声值大小；区域噪声值计算是将待计算的区域平面划分成多个小区域，取每一个小区域的中点作为接收点，利用单接收点噪声值计算方法计算该接收点的声压级，并用此声压级表示这个区域内所有接收点的声压级大小；４）校正计算：选取适当的接收点点位作为校验点，采用一特定频率衰减进行校验或采取接受点衰减值与背景值合成进行校验计算的方法，并计算绝对误差和相对误差；判断声压级误差是否达到设定的要求限值，如果判断结果为“否”，则重复步骤３）和步骤４），直至计算结果满足设定的误差限，进入下一步骤；５）优化分析：利用仿真建模计算，实现变电站噪声源、建筑物等布局的优化分析；以及声屏障大小、高低、位置等的优化分析；并形成多个设计方案；６）方案选择：通过计算分析，给出变电站噪声控制优化方案及结果报告。...

【技术特征摘要】
1.变电站噪声控制优化分析方法，其特征在于包括以下步骤1)收集基础数据所述基础数据包括变电站及其周边所属环境空间位置数据，以及噪声源的声音特征数据；变电站及其周边所属环境空间位置数据包括变电站内建筑物、围墙、变压器、开关场、 隔声屏障、绿化带和变电站周围敏感点的空间位置和几何尺寸相关数据；噪声源的声音特征数据包括变电站内所有噪声源的倍频带声功率级、声压级以及噪声源的实际录音音频数据、背景噪声声压级数据；2)构建物理模型导入变电站及其周边所属环境的实际场景包括建筑物、噪声源设备，以及开关场内的其它电器设备，四周围墙以及围墙外敏感点的空间位置坐标，噪声源的声音特征数据，建立各自具体的物理模型；3)接收点噪声值计算包括单接收点噪声值计算和区域噪声值计算；单接收点噪声值计算是将噪声源视作点声源，计算几何发散、大气吸收、地面效应、障碍物、树木引起的衰减，再将噪声源声功率级减去以上各项衰减值，结合某一接收点的背景噪声值大小，得到在某一接收点的噪声值大小；区域噪声值计算是将待计算的区域平面划分成多个小区域，取每一个小区域的中点作为接收点，利用单接收点噪声值计算方法计算该接收点的声压级，并用此声压级表示这个区域内所有接收点的声压级大小；4)校正计算选取适当的接收点点位作为校验点，采用一特定频率衰减进行校验或采取接受点衰减值与背景值合成进行校验计算的方法，并计算绝对误差和相对误差；判断声压级误差是否达到设定的要求限值，如果判断结果为“否”，则重复步骤3)和步骤4)，直至计算结果满足设定的误差限，进入下一步骤；5)优化分析利用仿真建模计算，实现变电站噪声源、建筑物等布局的优化分析；以及声屏障大小、高低、位置等的优化分析；并形成多个设计方案；6)方案选择通过计算分析，给出变电站噪声控制优化方案及结果报告。2.如权利要求1所述的变电站噪声控制优化分析方法，其特征在于在步骤5)中，还包括设置多个敏感点，所述敏感点是指在优化计算过程中用于监测其噪声值变化趋势的坐标点，通过软件得到设计方案在这些敏感点的噪声大小以及噪声控...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐禄文，沈加曙，刘小玲，杨滔，
申请(专利权)人：重庆电力科学试验研究院，
类型：发明
国别省市：85