一种城市变电站噪声控制方法及系统的制作方法
【专利摘要】本发明提出了一种城市变电站噪声控制方法。所述方法包括：步骤1，确定城市变电站的主要噪声源的噪声特性；步骤2，确定所述城市变电站的噪声控制目标；步骤3，根据主要噪声源的噪声特性和噪声控制目标制定降噪措施；步骤4，通过计算机仿真实验来验证所述降噪措施能否满足噪声控制目标；其中所述计算机仿真实验包括：将城市变电站的噪声控制模型导入噪声仿真软件，建立噪声仿真模型；设置噪声仿真模型中不同材料的属性及仿真参数；根据主要噪声源的参数确定主要噪声源噪声特性；设定噪声监测点；进行计算机仿真实验；以及步骤5，如果满足，则完成城市变电站噪声控制；如果不满足，则重复步骤3和步骤4，直至满足噪声控制目标。
【专利说明】
一种城市变电站噪声控制方法及系统
技术领域
[0001]本发明涉及噪声控制领域，并且更具体地，涉及一种城市变电站噪声控制方法及系统。
【背景技术】
[0002]随着环保要求的提高，噪声污染与噪声治理越来越受到关注。噪声是指发声体做无规则振动时发出的声音。声音由物体的振动产生，以波的形式在一定的介质(如固体、液体、气体)中进行传播。通常所说的噪声污染是指人为造成的。噪声可以分为有高强度噪声和低强度噪声。低强度噪声在一般情况下不会对人的身心健康产生危害，反之在许多情况下还有利于工作效率的提高。高强度噪声主要来自工业机器、现代交通工具、高音喇叭、建筑工地以及商场、体育和文娱场所的喧闹声等。这些高强度噪声危害着人们的机体，让人感到疲劳，产生消极情绪，甚至引发疾病。高强度噪声不仅损害人的听觉，而且还会对神经系统、心血管系统、内分泌系统、消化系统以及视觉、智力等产生不同程度的影响。
[0003]同水体污染、大气污染和固体废物污染不同，噪声污染是一种物理性污染，它的特点是局部性和没有后效的。噪声在环境中只是造成空气物理性质的暂时变化，噪声源的声输出停止之后，污染立即消失，不留下任何残余物质。
[0004]产业革命以来，各种机械设备的创造和使用，给人类带来了繁荣和进步，但同时也产生了越来越多而且越来越强的噪声。变电站作为重要的能源输送通道，是城市建设与发展的基础，城市变电站的位置大多处于人口密集区。负荷较大，导致变压器的噪声较高，从而对周围环境造成污染。根据不同设备的噪声特点，利用计算机仿真可以实现对变电站噪声的预估，本发明从变电站设计阶段入手，提出一种城市变电站噪声控制方法，使设计人员高效准确地对不同变电站设计方案的噪声进行预估和治理，从源头对变电站噪声问题进行控制。
【发明内容】
[0005]为了解决上述问题，根据本发明的一个方面，提供了一种城市变电站噪声控制设计的方法，所述方法包括:
[0006]确定城市变电站的主要噪声源的噪声特性；
[0007]确定所述城市变电站的噪声控制目标；
[0008]根据主要噪声源的噪声特性和噪声控制目标制定降噪措施；
[0009]通过计算机仿真实验来验证所述降噪措施能否满足噪声控制目标；以及
[0010]如果满足，则完成城市变电站噪声控制;如果不满足，则重复降噪措施的制定和计算机仿真实验，直至满足噪声控制目标。
[0011]优选地，其中通过分析城市变电站的位置、城市变电站中的电气设备分布情况以及负荷情况来确定所述主要噪声源，并且通过实地测量来获取主要噪声的频谱特性及传播特性;其中主变压器和电抗器为城市变电站的主要噪声源。
[0012]优选地，其中根据城市变电站所处地区的声环境功能区类型并且参照声环质量标准和工业企业厂界噪声排放标准来确定所述控制目标。
[0013]优选地，其中所述控制目标包括:在I类声环境功能区，将城市变电站噪声控制在45-55dB(A)并且在2类声环境功能区将城市变电站噪声控制在55-65dB(A)。
[0014]优选地，其中所述降噪措施包括:隔声、消声、吸声和隔振。
[0015]优选地，其中所述计算机仿真实验包括:
[0016]将城市变电站的噪声控制模型导入噪声仿真软件，建立城市变电站噪声仿真模型；
[0017]设置城市变电站噪声仿真模型中不同材料的属性及仿真参数；
[0018]主要噪声源的参数确定主要噪声源噪声特性；
[0019]设定噪声监测点；以及
[0020]进行计算机仿真实验。
[0021]优选地，其中所述仿真参数包括吸声系数和声波反射级数。
[0022]优选地，如果仿真结果不能满足噪声控制目标，则重新设定降噪措施并重新进行计算机仿真实验并查看结果，直至满足噪声控制目标。
[0023]根据本发明的一个方面，提供了一种城市变电站噪声控制系统，所述系统包括:
[0024]主要噪声源确定单元，确定城市变电站的主要噪声源的噪声特性；
[0025]噪声控制目标确定单元，确定所述城市变电站的噪声控制目标；
[0026]降噪措施制定单元，根据主要噪声源的噪声特性和噪声控制目标制定降噪措施；
[0027]计算机仿真单元，通过计算机仿真实验来验证所述降噪措施能否满足噪声控制目标；以及
[0028]结果确定单元，如果满足，则完成城市变电站噪声控制；如果不满足，则返回降噪措施制定单元和计算机仿真单元，直至满足噪声控制目标。
[0029]优选地，其中通过分析城市变电站的位置、城市变电站中的电气设备分布情况以及负荷情况来确定所述主要噪声源，并且通过实地测量来获取主要噪声的频谱特性及传播特性;其中主变压器和电抗器为城市变电站的主要噪声源。
[0030]优选地，其中根据城市变电站所处地区的声环境功能区类型并且参照声环质量标准和工业企业厂界噪声排放标准来确定所述控制目标。
[0031]优选地，其中所述控制目标包括:在I类声环境功能区，将城市变电站噪声控制在45-55dB(A)并且在2类声环境功能区将城市变电站噪声控制在55-65dB(A)。
[0032]优选地，其中降噪措施制定单元所述降噪措施包括:隔声、消声、吸声和隔振。
[0033]优选地，其中计算机仿真单元包括:
[0034]噪声仿真模型建立单元，将城市变电站的噪声控制模型导入噪声仿真软件，建立城市变电站噪声仿真模型；
[0035]属性及仿真参数设置单元，设置城市变电站噪声仿真模型中不同材料的属性及仿真参数；
[0036]噪声特性确定单元，主要噪声源的参数确定主要噪声源噪声特性；
[0037]噪声监测点设定单元，设定噪声监测点；以及
[0038]仿真单元，进行计算机仿真实验。
[0039]优选地，其中所述仿真参数包括吸声系数和声波反射级数。
[0040]本发明的技术方案不需要源代码，从变电站设计阶段入手，提出一种城市型变电站噪声控制方法，通过计算机仿真来实现对变电站噪声的预估，使设计人员高效准确地对不同变电站设计方案的噪声进行预估和治理，从源头对变电站噪声问题进行控制，具有较好的实用价值。
[0041]本发明的关键点在于:
[0042]1.本发明直接将CAD设计图纸导入计算机噪声仿真软件，并根据不同的材料属性设置仿真参数，保证了仿真模型的准确性。
[0043]2.本发明提出的方法可以对根据设备的不同特性设定噪声参数、噪声频谱，保证了噪声发生与传播的准确性。
[0044]3.本发明提出的方法可以生成3维噪声分布云图，从不同角度观察变电站的噪声分布情况，来针对性地设定降噪措施，保证了方法的灵活性。
[0045]4.本发明可以根据用户自己设定的监测点和监测范围，生成txt格式的数据，可以实现数据的后期处理，保证了方法的通用性和扩展性。
【附图说明】
[0046]通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本发明的示例性实施方式:
[0047]图1示出了根据本发明实施方式的噪声控制方法100的整体流程图；
[0048]图2示出了根据本发明实施方式的计算机仿真实验200的流程图；
[0049]图3示出了根据本发明优选实施方式的噪声控制系统300的结构示意图；以及
[0050]图4示出了根据本发明优选实施方式的计算机仿真实验系统400的结构示意图。
【具体实施方式】
[0051]现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。
[0052]除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。
[0053]图1示出了根据本发明实施方式的噪声控制方法100的整体流程图。如图1所示，噪声控制方法100从步骤101处开始。在步骤101确定城市变电站的主要噪声源的噪声特性。优选地，其中通过分析城市变电站的位置、城市变电站中的电气设备分布情况以及负荷情况来确定所述主要噪声源，并且通过实地测量来获取主要噪声的频谱特性以及传播特性;其中主变压器和电抗器为城市变电站的主要噪声源。
[0054]优选地，在步骤102确定所述城市变电站的噪声控制目标。优选地，根据城市变电站所处地区的声环境功能区类型并且参照声环质量标准和工业企业厂界噪声排放标准来确定所述控制目标。
[0055]更为优选地，其中所述控制目标包括:在I类声环境功能区，将城市变电站噪声控制在45-55dB(A)并且在2类声环境功能区将城市变电站噪声控制在55-65dB(A)。优选地，I类声环境功能区例如是居民区，并且2类声环境功能区例如是商业金融区。
[0056]优选地，在步骤103根据主要噪声源的噪声特性和噪声控制目标制定降噪措施。优选地，所述降噪措施包括:隔声措施、消声措施、吸声措施以及隔振措施。优选地，隔声措施是通过材料、构件或结构来隔绝空气，从而阻碍噪声的传播来达到降噪的目的。常见的形式有隔声罩、隔声间和隔声屏。隔声罩和隔声间采用封闭方式对噪声源进行隔离，而隔声屏采用敞开方式对噪声源进行隔离。城市变电站常见的隔声罩形式有风机箱，变压器室等同隔声间。隔声罩和隔声间的隔声效果不仅取决于隔声材料的隔声量，而且取决于隔声罩和隔声间的密封性。对于变压器室而言，为了达到好的隔声效果，应当尽量少地使用门窗，且门窗的尺寸尽可能小，或者采用双层的隔声门窗。对于隔声屏，则应尽可能地靠近噪声源或噪声受体。
[0057]优选地，消声措施是利用具有吸声内衬或特殊结构形式的气流管道来达到降噪的目的。这种既能让气流通过又能降低噪声的设备称消声器。消声器根据消声原理的不同有阻性、抗性、复合和排气放空四种类型。进一步地，各种类型的消声器依据结构型式的不同又可细分为多种形式。为了减小城市变电站室内声源及风机噪声向室外的传播，可采用消声器对房间的进出通风口进行消声。主变压器(电抗器)进(出)风口的消声器可以采用阻抗复合消声器。阻抗复合消声器既可以降低主变压器产生的中低频噪声，又可以减小通风风机的中高频噪声。通风风机的噪声以中高频为主，因此通常采用阻性消声器进行消声。一般普通进气消声百叶的消声量为5?15dB(A)，并且普通出风口消声器的消声量为15?30dB(A)0
[0058]优选地，吸声措施指在噪声源周边铺设吸声材料来达到降噪的目的。一般室内混响声较强时，吸声降噪效果比较明显。吸声材料按其材料结构可分为多孔吸声材料、共振吸声结构和特殊吸声结构。通过对噪声源室内墙面和顶棚设置吸声材料，能一定程度降低室内的噪声水平。通常情况下吸声处理所能降低的噪声量为3?8dB(A)。
[0059]优选地，隔振措施指在振动发声的设备底部加装阻尼材料或具有缓冲作用的材料来达到降噪的目的。隔振分为积极隔振和消极隔振，其中利用隔振器以降低因机器本身的扰力作用引起的机器支承结构或地基的振动，称为积极隔振;而为减少精密仪器和设备或其他隔振体在外部振源的作用下的振动，称为消极隔振。常用的隔振器材有钢圆柱螺旋弹簧隔振器、橡胶隔振器、机床隔振器、全金属钢丝绳隔振器、空气弹簧、海绵隔振垫、软木板、玻璃纤维、弹性吊架、管道补偿软连接装置。
[0060]优选地，在步骤104通过计算机仿真实验来验证所述降噪措施能否满足噪声控制目标。
[0061]图2示出了根据本发明实施方式的计算机仿真实验200的流程图。如图2所示，计算机仿真实验200从步骤201处开始，在步骤201将城市变电站的噪声控制模型导入噪声仿真软件，建立城市变电站噪声仿真模型。优选地，将城市变电站设计图纸导入到噪声仿真软件环境中，以CAD设计图纸为基础完成软件中城市变电站噪声仿真模型的建立。
[0062]优选地，在步骤202设置城市变电站噪声仿真模型中不同材料的属性及仿真参数。优选地，所述仿真参数包括吸声系数和声波反射级数。更为优选地，声波反射级数应设为3.0以上。
[0063]优选地，在步骤203主要噪声源的参数确定主要噪声源噪声特性。
[0064]优选地，在步骤204设定噪声监测点。
[0065]优选地，在步骤205进行计算机仿真实验。优选地，如果仿真结果不能满足噪声控制目标，则进行到步骤206重新设定降噪措施，并重新进行步骤205进行计算机仿真实验并查看结果，直至满足噪声控制目标。
[0066]优选地，当满足噪声控制目标时，进行步骤207完成变电站噪声控制设计。
[0067]图3示出了根据本发明优选实施方式的噪声控制系统300的结构示意图。如图3所示，噪声控制系统300包含:主要噪声源确定单元301、噪声控制目标确定单元302、降噪措施制定单元303、计算机仿真单元304和结果确定单元305。噪声控制系统300确定主要噪声源，
[0068]主要噪声源确定单元301确定城市变电站的主要噪声源的噪声特性。优选地，通过分析城市变电站的位置、城市变电站中的电气设备分布情况以及负荷情况来确定所述主要噪声源，并且通过实地测量来获取主要噪声的频谱特性及传播特性;其中主变压器和电抗器为城市变电站的主要噪声源。
[0069]优选地，主要噪声源确定之后噪声控制目标确定单元302确定所述城市变电站的噪声控制目标。优选地，噪声控制目标确定单元根据城市变电站所处地区的声环境功能区类型并且参照声环质量标准和工业企业厂界噪声排放标准来确定所述控制目标。
[0070]优选地，其中所述控制目标包括:在I类声环境功能区，将城市变电站噪声控制在45-55dB(A)并且在2类声环境功能区将城市变电站噪声控制在55-65dB(A)。
[0071]优选地，降噪措施制定单元303根据主要噪声源的噪声特性和噪声控制目标制定降噪措施。优选地，降噪措施制定单元303所述降噪措施包括:隔声措施、消声措施、吸声措施以及隔振措施。
[0072]优选地，计算机仿真单元304通过计算机仿真实验来验证所述降噪措施能否满足噪声控制目标。图4示出了根据本发明优选实施方式的计算机仿真实验系统400的结构示意图。如图4所示，计算机仿真实验系统400包括:噪声仿真模型建立单元401、属性及仿真参数设置单元402、噪声特性确定单元403、噪声监测点设定单元404、仿真单元405。
[0073]优选地，计算机仿真实验系统400通过噪声仿真模型建立单元401将城市变电站的噪声控制模型导入噪声仿真软件，建立城市变电站噪声仿真模型。优选地，将城市变电站设计图纸导入到噪声仿真软件环境中，以CAD设计图纸为基础完成软件中城市变电站噪声仿真模型的建立。
[0074]优选地，属性及仿真参数设置单元402设置城市变电站噪声仿真模型中不同材料的属性及仿真参数。优选地，仿真参数包括吸声系数和声波反射级数。更为优选地，声波反射级数应设为3.0以上。
[0075]优选地，噪声特性确定单元403主要噪声源的参数确定主要噪声源噪声特性。
[0076]优选地，噪声监测点设定单元404设定噪声监测点。
[0077]优选地，仿真别弄个查看结果单元405进行计算机仿真实验。优选地，如果仿真结果不能满足噪声控制目标，则重新设定降噪措施，并重新进行计算机仿真实验并查看结果，直至满足噪声控制目标。
[0078]已经通过参考少量实施方式描述了本发明。然而，本领域技术人员所公知的，正如附带的专利权利要求所限定的，除了本发明以上公开的其他的实施例等同地落在本发明的范围内。
[0079]通常地，在权利要求中使用的所有术语都根据他们在技术领域的通常含义被解释，除非在其中被另外明确地定义。所有的参考“一个/所述/该[装置、组件等]”都被开放地解释为所述装置、组件等中的至少一个实例，除非另外明确地说明。这里公开的任何方法的步骤都没必要以公开的准确的顺序运行，除非明确地说明。
【主权项】
1.一种城市变电站噪声控制方法，包括以下步骤: 步骤I，确定城市变电站的主要噪声源的噪声特性； 步骤2，确定所述城市变电站的噪声控制目标； 步骤3，根据主要噪声源的噪声特性和噪声控制目标制定降噪措施； 步骤4，通过计算机仿真实验来验证所述降噪措施能否满足噪声控制目标；以及步骤5，如果满足，则完成城市变电站噪声控制；如果不满足，则重复步骤3和步骤4，直至满足噪声控制目标。2.根据权利要求1所述的方法，其中通过分析城市变电站的位置、城市变电站中的电气设备分布情况以及负荷情况来确定所述主要噪声源，并且通过实地测量来获取主要噪声的频谱特性以及传播特性;其中主变压器和电抗器为城市变电站的主要噪声源。3.根据权利要求1所述的方法，其中根据城市变电站所处地区的声环境功能区类型并且参照声环质量标准和工业企业厂界噪声排放标准来确定所述控制目标。4.根据权利要求3所述的方法，其中所述控制目标包括:在I类声环境功能区将城市变电站噪声控制在45-55dB(A)并且在2类声环境功能区将城市变电站噪声控制在55-65dB(A)05.根据权利要求1所述的方法，其中所述降噪措施包括:隔声、消声、吸声和隔振。6.根据权利要求1所述的方法，其中所述计算机仿真实验包括: 将城市变电站的噪声控制模型导入噪声仿真软件，建立城市变电站噪声仿真模型； 设置城市变电站噪声仿真模型中不同材料的属性及仿真参数； 根据主要噪声源的参数确定主要噪声源噪声特性； 设定噪声监测点；以及 进行计算机仿真实验。7.根据权利要求6所述的方法，其中所述仿真参数包括吸声系数和声波反射级数。8.—种城市变电站噪声控制系统，包括: 主要噪声源确定单元，确定城市变电站的主要噪声源的噪声特性； 噪声控制目标确定单元，确定所述城市变电站的噪声控制目标； 降噪措施制定单元，根据主要噪声源的噪声特性和噪声控制目标制定降噪措施； 计算机仿真单元，通过计算机仿真实验来验证所述降噪措施能否满足噪声控制目标；以及 结果确定单元，如果满足，则完成城市变电站噪声控制；如果不满足，则返回降噪措施制定单元和计算机仿真单元，直至满足噪声控制目标。9.根据权利要求8所述的系统，其中通过分析城市变电站的位置、城市变电站中的电气设备分布情况以及负荷情况来确定所述主要噪声源，并且通过实地测量来获取主要噪声的频谱特性以及传播特性;其中主变压器和电抗器为城市变电站的主要噪声源。10.根据权利要求8所述的系统，其中根据城市变电站所处地区的声环境功能区类型并且参照声环质量标准和工业企业厂界噪声排放标准来确定所述控制目标。11.根据权利要求10所述的系统，其中所述控制目标包括:在I类声环境功能区将城市变电站噪声控制在45-55dB(A)并且在2类声环境功能区将城市变电站噪声控制在55-65dB(A)012.根据权利要求8所述的系统，其中降噪措施制定单元所述降噪措施包括:隔声、消声、吸声和隔振。13.根据权利要求8所述的系统，其中计算机仿真单元包括: 噪声仿真模型建立单元，将城市变电站的噪声控制模型导入噪声仿真软件，建立城市变电站噪声仿真模型； 属性及仿真参数设置单元，设置城市变电站噪声仿真模型中不同材料的属性及仿真参数； 噪声特性确定单元，主要噪声源的参数确定主要噪声源噪声特性； 噪声监测点设定单元，设定噪声监测点；以及 仿真单元，进行计算机仿真实验。14.根据权利要求13所述的系统，其中所述仿真参数包括吸声系数和声波反射级数。
【文档编号】G06F17/50GK105938511SQ201610476363
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2016年6月24日
【发明人】徐金, 莫娟, 张霞, 樊宝珍, 马裕超, 冯国巍, 沈鸿冰
【申请人】中国电力科学研究院, 国家电网公司