本发明涉及噪声测试技术领域，特别是风力机的噪声测试系统及测试方法。
背景技术
标准iec61400-11、gb/t22516-2008,2015、awea、bwea规定了风力发电机组的运行噪声测量方法。噪声测试的目的是为了获取风力发电机组的噪声发射特性，得到不同距离下风力机发出噪声的大小，iec61400-11《噪声测试》中提供的方法可测量单台风力发电机组从6-10m/s整数风速时的视在a计权声功率级、频谱和音值。标准给出的测量程序在某些方面与城市噪声研究中所采用的程序不同，考虑到风速和风向变化很大，前者更倾向于使风力发电机组噪声描述更加简便，测量该步骤的标准化也便于不同风力发电机组之间的比较。
然而现有技术中并没有专门针对标准设计的测试方案，也没有符合标准的数据采集硬件和数据处理软件配合形成的测试系统，从而造成风力发电机组噪声测试无法得以标准的实施。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种风力机噪声测试系统，包括：
气象测量仪器，包括风速传感器(1)、风向传感器(2)、温度传感器(3)、雨量传感器(4)、气压传感器(5)，从上至下依次安装在测风塔(6)上部；
测声仪器，包括传声器、声级计、1/3倍频程带频谱测试仪、窄带频谱测试仪，所述声级计为i类声级计，所述1/3倍频程带频谱测试仪至少有45-11200hz的频率范围；所述窄带频谱测试仪为i类仪器，并且频率范围为20-11200hz；
机组功率传感器，测量风机机组的功率，并以电压信号输出；
风机转速传感器，测量风机的转速，并以电压信号输出；
风机浆距角传感器，测量风机的浆距角，并以电压信号输出；
设置在风力发电机组周围，间隔100m-200m之间的三个数据采集点，三个数据采集点的硬件之间采用无线传输方式进行远距离控制和数据传送；以及
主机，通过无线方式与三个数据采集点连接，用于数据实时存储、分析和显示。
优选的，第一个数据采集点连接传声器测量风机机组的噪声，并且采用4通道数据采集设备采集一路噪声信号和多路电压信号；第二个数据采集点和第三个数据采集点分别采集风速、风向、机组功率、转速和浆距角传感器输出的电压信号，采用32通道数据采集设备采集多路电压信号。
本发明的目的还在于提供一种风力机噪声测试方法，包括：
步骤1，将传声器放在置于地面的平板上，用于采集噪声数据；
步骤2，测量声音的同时测量和采集气象数据，当风力发电机停机时，在相似风况下立刻测量背景噪声，测量背景噪声时，校验所述背景噪声是否可以代表风力发电机噪声辐射测量期间发生的背景噪声；
步骤3，将测量风速转换成不同标准对应下相应条件下的标准风速；
步骤4，测量声压级，进行背景噪声的修正；
步骤5，由背景修正声压级获得整数风速的视在声功率级，完成风力机噪声测试。
优选的，所述步骤1的所述平板用直径为1m的金属材料制成，所述传声器的位置到风力机的距离为r0，r0＝h+d/2，其中h为轮毂中心到地面的高度，d为风轮直径。
优选的，所述步骤3不同标准分别为iec61400-11，awea以及bwea，其中，在iec61400-11标准下，风速的测量方法为利用功率曲线反推风速，而风速标准化方式为转换到基准高度10m和基准粗糙程度0.05m相对应的标准风速vs，
优选的，所述步骤4测量声压级，进行背景噪声的修正包括：当平均背景噪声声压级比风力发电机和背景噪声的合成声压级低6db或更多时，修正值由下式确定：
其中，ls为风力机的发电机组运行中自身的等效连续声压级；ls+n为风力发电机组与背景合成噪声等效连续声压级；ln为背景等效连续声压级；
如果风力发电机组加背景噪声的等效连续声压级ls+n比背景噪声高出值小于6db但是大于3db，则ls+n的值通过减去1.3db进行修正，其数据进行特殊标记后不能用于确定视在声功率级；
如果如果风力发电机组加背景噪声的等效连续声压级ls+n比背景噪声高出值小于3db，就无需记录这些数据，只需记录风力机的发电机组噪声小于背景噪声。
优选的，所述步骤5由背景修正声压级获得整数风速的视在声功率级通过如下公式计算：
其中，laeq,c,k表示基准条件下整数风速的背景修正的a计权声压级；r1为风轮中心到传声器的倾斜距离；s0为基准面积，s0＝1m2。
优选的，所述风力机噪声测试方法还包括：iec61400-11标准下的音调分析。
优选的，所述风力机噪声测试方法还包括：awea标准下的额定声压级、背景噪声级、距离风轮中心不同位置声压级的关系曲线。
优选的，所述风力机噪声测试方法还包括：bwea标准下进行简化的音调分析，以及噪声地图绘制，所述噪声地图显示风力机发电机组噪声的发射特性，从而根据不同噪声发射特性的机组选择合适的安装位置。
根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。
附图说明
后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。本发明的目标及特征考虑到如下结合附图的描述将更加明显，附图中：
图1为根据本发明实施例的风力机噪声测试系统的气象测量仪器安装位置示意图；
图2为根据本发明实施例的风力机与传声器布置位置示意图；
图3为根据本发明实施例的风力机噪声测试方法流程图。
具体实施方式
参见附图1，风力机噪声测试系统，包括：气象测量仪器，包括风速传感器1、风向传感器2、温度传感器3、雨量传感器4、气压传感器5，从上至下依次安装在测风塔6上部；测声仪器，包括传声器、声级计、1/3倍频程带频谱测试仪、窄带频谱测试仪，声级计为i类声级计，1/3倍频程带频谱测试仪至少有45-11200hz的频率范围；窄带频谱测试仪为i类仪器，并且频率范围为20-11200hz；机组功率传感器，测量风机机组的功率，并以电压信号输出；风机转速传感器，测量风机的转速，并以电压信号输出；风机浆距角传感器，测量风机的浆距角，并以电压信号输出；设置在风力发电机组周围，间隔100m-200m之间的三个数据采集点，第一个数据采集点连接传声器测量风机机组的噪声，并且采用4通道数据采集设备采集一路噪声信号和多路电压信号；第二个数据采集点和第三个数据采集点分别采集风速、风向、机组功率、转速和浆距角传感器输出的电压信号，采用32通道数据采集设备采集多路电压信号，三个数据采集点的硬件之间采用无线传输方式进行远距离控制和数据传送；以及主机，通过无线方式与三个数据采集点连接，用于数据实时存储、分析和显示。
参见图3，一种风力机噪声测试方法，包括：
步骤1，将传声器放在置于地面的平板上，用于采集噪声数据，平板用直径为1m的金属材料制成，参见图2，传声器的位置到风力机的距离为r0，r0＝h+d/2，其中h为轮毂中心到地面的高度，d为风轮直径。
步骤2，测量声音的同时测量和采集气象数据，当风力发电机停机时，在相似风况下立刻测量背景噪声，测量背景噪声时，校验所述背景噪声是否可以代表风力发电机噪声辐射测量期间发生的背景噪声；
步骤3，将测量风速转换成不同标准对应下相应条件下的标准风速，这里不同标准目前现行的分别为iec61400-11，awea以及bwea，其中，在iec61400-11标准下，风速的测量方法为利用功率曲线反推风速，而风速标准化方式为转换到基准高度10m和基准粗糙程度0.05m相对应的标准风速vs，
步骤4，测量声压级，进行背景噪声的修正，包括：当平均背景噪声声压级比风力发电机和背景噪声的合成声压级低6db或更多时，修正值由下式确定：
其中，ls为风力机的发电机组运行中自身的等效连续声压级；ls+n为风力发电机组与背景合成噪声等效连续声压级；ln为背景等效连续声压级；
如果风力发电机组加背景噪声的等效连续声压级ls+n比背景噪声高出值小于6db但是大于3db，则ls+n的值通过减去1.3db进行修正，其数据进行特殊标记后不能用于确定视在声功率级；
如果如果风力发电机组加背景噪声的等效连续声压级ls+n比背景噪声高出值小于3db，就无需记录这些数据，只需记录风力机的发电机组噪声小于背景噪声。
步骤5，由背景修正声压级获得整数风速的视在声功率级，通过如下公式计算：
同样参见图2，其中，laeq,c,k表示基准条件下整数风速的背景修正的a计权声压级；r1为风轮中心到传声器的倾斜距离；s0为基准面积，s0＝1m2。
当然根据不同的标准要求，风力机噪声测试方法还可以进行扩展测试，如iec61400-11标准下的音调分析；awea标准下的额定声压级、背景噪声级、距离风轮中心不同位置声压级的关系曲线；以及bwea标准下进行简化的音调分析，以及噪声地图绘制。噪声地图显示风力机发电机组噪声的发射特性，从而根据不同噪声发射特性的机组选择合适的安装位置。
虽然本发明已经参考特定的说明性实施例进行了描述，但是不会受到这些实施例的限定而仅仅受到附加权利要求的限定。本领域技术人员应当理解可以在不偏离本发明的保护范围和精神的情况下对本发明的实施例能够进行改动和修改。