[发明专利]一种换流站滤波电容器电磁力噪声的声学建模方法

说明书

本发明公开了一种换流站滤波电容器电磁力噪声的声学建模方法，包括：在待建模滤波电容器上设置多个测点，测量每个测点的声压；利用加权迭代的方法求解获得等效源的强度参数，并建立待建模滤波电容器的等效源声学模型；进行声场重建，完成声学建模。本发明的声学建模方法基于等效源方法对滤波电容器进行声学建模，不仅能准确描述滤波电容器的声场特性，而且可降低所需的计算资源，提高计算效率，可应用于广域问题。

技术领域

本发明属于高电压直流输电技术领域，具体涉及一种换流站滤波电容器电磁力噪声的声学建模方法。

背景技术

为适应国内经济的快速发展，缓解我国电力能源供需矛盾，高压直流输电技术不断在输电容量和电压等级上取得重大突破。在高压直流输电工程大规模建设的同时，换流站设备噪声问题也日益凸显，这对换流站周边居民和生态环境造成了极其不利的影响。装设在换流站中的滤波及并联电容器装置台数众多，单台容量大，并且电容器自身的振动和噪声对流过的谐波电流十分敏感，少量谐波就可以引起巨大的振动噪声，是换流站的主要噪声来源之一。

关于换流站滤波电容的可听噪声及声学建模方法，国内外学者进行了许多相关方面的研究。关于电容器可听噪声，目前最广泛使用的建模方法仍然是传统的FEM和BEM等，这些方法虽然精度较高，但算法比较复杂，效率低下，并在广域问题上无能为力，亟需一种新型的声学建模方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种换流站滤波电容器电磁力噪声的声学建模方法，以解决上述存在的技术问题。本发明的声学建模方法基于等效源方法(Equivalent SourceMethod，ESM)对滤波电容器进行声学建模，不仅能准确描述滤波电容器的声场特性，而且可降低所需的计算资源，提高计算效率，可应用于广域问题。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种换流站滤波电容器电磁力噪声的声学建模方法，包括以下步骤：

步骤1，在待建模滤波电容器上设置多个测点，测量每个测点的声压；

步骤2，根据步骤1测量获取的声压数据，利用加权迭代的方法求解获得等效源的强度参数，并建立待建模滤波电容器的等效源声学模型；

步骤3，对步骤2建立的等效源声学模型进行声场重建，完成声学建模。

进一步的，步骤1中，在半消声室测量获取待建模滤波电容器的各个测点的声压。

进一步的，步骤1具体为，建立待建模滤波电容器的缩比样品，缩比样品与实际运行中的待建模滤波电容器仅在尺寸和容量上不同，在缩比样品上设置多个测点，测量每个测点的声压。

进一步的，步骤2具体包括：

预设初始参数包括：等效源分布在缩比样品的各个表面上，等效源数量N以及测点数量M；

在M个测点上所对应的声压值表示为：

p＝Gq (1)

式(1)中，p为M个测点位置所测得声压值组成的列向量，q为N个等效源强度组成的列向量，G为测点与等效源之间的传递函数，第m个测点与第n个等效源之间的传递函数记作g(m,n)，

g(m,n)＝iρckg(r_m,r_n) (2)

式(2)中：

ρ——空气密度，通常取标况下1.29Kg/m³，

c——空气声速，通常取340m/s，

k——波数，

g(r_m,r_n)——格林函数，其完整表达式为：