一种预制舱仓式储能电站主动降噪方法及装置与流程

1.本发明属于噪声治理领域，尤其是一种预制舱仓式储能电站主动降噪方法及装置。

背景技术：

2.随着电力行业的发展，新能源发电不断增多，在电网侧、电源侧和用户侧的储能需求不断增强。同时，城市电网的负荷水平也不断提升，存在一些分布式储能或者大容量的储能电站深入负荷中心，部分储能电站的选址实用电力负荷密集的城市区域。尤其是用户侧的储能电站，布点在大型商场、办公楼、充电站等。当储能电站工作时，其空调外机、空调风机和pcs等设备均会产生较大的噪声，尤其利用峰谷价差获利的储能电站，在夜间负荷低谷时持续工作，严重影响周边居民的正常生活和工作。同时，这些预制舱式储能电站发出的噪声也反应了储能电站的工作状态。
3.目前关于储能电站的噪声控制研究较少，比较传统的方法是通过改造发声设备如空调外机、通风设备、pcs等，改造期间造成储能电站停运，影响负荷用电；同时采用的安装隔音棉等被动降噪的设施增加了储能电站的可燃物，储能电站本身就具有高火灾风险，增加隔音棉等设施将降低储能电站散热能力和火灾风险。基于此，有必要针对上述问题，提供一种具有分析功能的有源降噪设备。

技术实现要素：

4.本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种具有分析功能的预制舱式储能电站的主动降噪装置。
5.本发明解决技术问题所采用的技术方案是：
6.本发明的第一方面是提供了一种预制舱仓式储能电站主动降噪方法，通过中央处理器及信号处理模块对声学阵列转换后的电信号进行滤波计算，通过算法定位噪声源，识别噪声源位置、噪声频段及幅值，同时经过分析计算出所述次级扬声器应当产生的有源声信号的频率、幅值及位置，首先通过功率放大器将功率放大，然后通过次级扬声器将电信号转换为声信号，将有源降噪声波发射出去，当效果不明显时，再确定最佳干扰位置，告知运维人员将其移动或取得自行移动授权后自行移动到最佳干扰位置后，重新发射声信号，进行有源降噪；
7.所述定位噪声源的算法为基于时延定位算法的球形插值法：
8.其中m0是参考阵元(0，0，0)，声源空间矢量为s，rs阵元s与m0的空间距离,ri是阵元mi与m0的空间距离
9.||m
i-s||-||s||＝d
i0
10.进一步带入r进行改写
11.(r
i-d
i0
)2＝(||s||-(||m
i-s||-||s||))212.展开整理，并引入误差ζ
[0013][0014]
n个阵元就可以得到误差的矩阵
[0015]
ξ＝ε-2rsd-2ms
[0016]
其中，
[0017]
当均方误差最小，带入方程求解得到声源位置源位置
[0018]
本发明的第二方法是提供了一种预制舱仓式储能电站主动降噪装置，包括：
[0019]
柜体，
[0020]
次级扬声器，为多个，安装在所述柜体的面板上，提供有源声信号；
[0021]
声学阵列，安装在所述柜体的面板上，所述声学阵列由多个收声孔按照设计的间隔及位置排布组成，所述声学阵列收集环境中的中低频段声信号，将声信号转换为电信号；
[0022]
中央处理器及信号处理模块，安装在所述柜体内，所述的中央处理器及信号处理模块对声学阵列转换后的电信号进行滤波计算，通过算法定位噪声源，识别噪声源位置、噪声频段及幅值，同时经过分析计算出所述次级扬声器应当产生的有源声信号的频率、幅值及位置，首先通过功率放大器将功率放大，然后通过次级扬声器将电信号转换为声信号，将有源降噪声波发射出去，当效果不明显时，再确定最佳干扰位置，告知运维人员将其移动或取得自行移动授权后自行移动到最佳干扰位置后，重新发射声信号，进行有源降噪。
[0023]
进一步地，还包括运动机构，驱动所述柜体移动。
[0024]
进一步地，所述运动机构为自动行走装置。
[0025]
本发明的优点和积极效果是：
[0026]
1.本发明装置具有声学阵列装置，不仅能为储能电站预制舱的噪声进行定位和分析，同时通过噪声还能够发现储能电站潜在的安全隐患。
[0027]
2.本发明装置与传统的被动降噪方式相比，不增加储能电站预制舱本身的装置，不降低其散热能力，不需要停运进行改装。
附图说明
[0028]
图1为本发明降噪装置正视示意图；
[0029]
图2为本发明降噪装置侧视示意图；
[0030]
图3为本发明降噪装置工作原理示意图；
[0031]
图4为本发明降噪装置工作流程示意图。
具体实施方式
[0032]
需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
[0033]
需要指出的是，除非另有指明，本技术使用的所有技术和科学术语具有与本技术
所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0034]
如图1、2所示，一种预制舱仓式储能电站主动降噪装置，其由柜体1，万向轮2，次级扬声器3，声学阵列4，中央处理器及信号处理模块6，运动机构7组成；
[0035]
其中所述的柜体1为次级扬声器3、声学阵列4、中央处理器及信号处理模块6、运动机构7及其电气与物理连线提供了布置位置及支撑；
[0036]
所述的万向轮2为运动机构7的移动提供了前进及转向能力；
[0037]
所述的次级扬声器3能够提供有源声信号，将功率放大器产生的电信号转换为声信号，提供有源声信号对预制舱式储能电站产生的噪声进行干扰。
[0038]
所述的声学阵列4为36个收声孔5按照设计的间隔及位置排布组成的声学阵列，可以准确收集环境中的中低频段声信号，将声信号转换为电信号，通过中央处理器及信号处理模块6进行滤波计算，准备识别噪声源位置、噪声频段及幅值；
[0039]
所述的中央处理器及信号处理模块6能够对信号进行滤波计算，通过算法定位噪声源，识别噪声源位置、噪声频段及幅值，同时经过分析计算出次级扬声器3应当产生的有源声信号的频率、幅值及位置，首先通过功率放大器将功率放大，通过次级扬声器3将电信号转换为声信号，将有源降噪声波发射出去，当效果不明显时，再确定最佳干扰位置，告知运维人员将其移动或取得自行移动授权后自行移动到最佳干扰位置后，重写发射声信号，进行有源降噪；
[0040]
所述定位噪声源的算法为基于时延定位算法的球形插值法：
[0041]
其中m0是参考阵元(0，0，0)，声源空间矢量为s，rs阵元s与m0的空间距离,ri是阵元mi与m0的空间距离
[0042]
||m
i-s||-||s||＝d
i0
[0043]
进一步带入r进行改写
[0044]
(r
i-d
i0
)2＝(||s||-(||m
i-s||-||s||))2[0045]
展开整理，并引入误差ζ
[0046][0047]
n个阵元就可以得到误差的矩阵
[0048]
ξ＝ε-2rsd-2ms
[0049]
其中，
[0050]
当均方误差最小，带入方程求解得到声源位置源位置
[0051]
所述的运动机构7为自动行走装置，取得自行移动授权后，可以进行自行移动至合适的降噪位置。
[0052]
所述预制舱式储能电站的有源主动降噪装置依靠市电及锂电池联合供电。
[0053]
所述的有源降噪装置一般布置在储能电站预制舱容易发出噪音的空调外机、空调风机和pcs等设备处，布置距离根据现场通道及舱距布置，一般直线距离不宜超过5m。
[0054]
如图3所示，所述的有源降噪装置其工作原理为，当发现储能电站中预制舱噪音超过相关国家、行业或地方标准时，布置本有源降噪装置，通常将其布置在容易发出噪音的空调外机、空调风机和pcs等设备处，通过声学阵列收集噪声源的噪声信号，经过滤波计算，确定噪声的位置、频段和幅值；由中央处理器计算出五个次级扬声器3需要发出的有源声信号的频率、幅值和位置及其次级扬声器3间的声信号的排练组合；通过信号处理模块将功率放大，通过五个次级扬声器3将制定的有源声信号进行发射，对噪声源进行干扰，同时通过声学阵列收集干扰后的环境噪声，经过滤波计算，判定其噪声的频段和幅值是否符合标准规定，若已经符合则在噪声超标时段进行有源降噪；若仍不符合，则告知运维人员将其移动或取得自行移动授权后自行移动到最佳干扰位置后，进行有源降噪。
[0055]
如图4所示，所述的有源降噪装置其工作流程为，当某储能电站预制舱出现超标噪声后，布置本设备。开始进行有源降噪，通过声学阵列收集噪声源的噪声信号，经过滤波处理，由中央处理器核心算法计算后，由次级扬声器3发出有源声信号，若降噪效果符合标准则在噪声超标时段进行有源降噪；若仍不符合，则告知运维人员将其移动或取得自行移动授权后自行移动到最佳干扰位置后，进行有源降噪。
[0056]
应用实施例1
[0057]
某位于市区的储能电站因距离居民区较近，遭到市民投诉，经过声级计测量后，发现某预制舱噪声超标。布置本有源降噪装置后，将其布置在容易发出噪音的空调外机处，通过声学阵列收集噪声源的噪声信号，经过滤波计算，确定噪声的位置为空调外机处，其频段为10hz～1000hz，幅值最大为100db；由中央处理器计算出五个次级扬声器3需要发出的有源声信号的频率分别为25、100、300、350、350hz，幅值分别为30、30、35、20、20db，位置不需要移动；通过信号处理模块将功率放大，通过五个次级扬声器3将制定的有源声信号进行发射，对噪声源进行干扰，同时通过声学阵列收集干扰后的环境噪声，经过滤波计算，判定其噪声的幅值已经降低为最大值低于40db，符合标准规定，在6-9月每天晚7-9时开启本装置即可显著降低投诉。
[0058]
应用实施例2
[0059]
某位于市区的充电站配置由分布式储能预制舱，因距离居民区较近，遭到市民投诉，经过声级计测量后，发现该预制舱噪声超标。布置本有源降噪装置后，将其布置在容易发出噪音的空调外机处，通过声学阵列收集噪声源的噪声信号，经过滤波计算，确定噪声的位置为pcs处，其频段为60hz～300hz，幅值最大为90db；由中央处理器计算出五个次级扬声器3需要发出的有源声信号的频率分别为80、100、300、250、250hz，幅值分别为15、15、30、20、20db，最佳工作位置为pcs正面；通过信号处理模块将功率放大，通过五个次级扬声器3将制定的有源声信号进行发射，对噪声源进行干扰，同时通过声学阵列收集干扰后的环境噪声，经过滤波计算，判定其噪声的幅值降低为最大值低于65db，噪声仍过大；推动本装置到pcs正面后，重新接通电源开启工作，通过声学阵列收集噪声源的噪声信号，经过滤波计算，其频段为60hz～300hz，幅值最大为100db；由中央处理器计算出五个次级扬声器3需要发出的有源声信号的频率分别为100、100、300、250、250hz，幅值分别为15、15、20、10、10db，通过信号处理模块将功率放大，通过五个次级扬声器3将制定的有源声信号进行发射，对噪声源进行干扰，同时通过声学阵列收集干扰后的环境噪声，经过滤波计算，判定其噪声的幅值降低为最大值低于40db，符合标准规定，在该充电站充电负荷超过80％时布置本装置即
可显著降低噪声幅值。
[0060]
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.一种预制舱仓式储能电站主动降噪方法，其特征在于，通过中央处理器及信号处理模块对声学阵列转换后的电信号进行滤波计算，通过算法定位噪声源，识别噪声源位置、噪声频段及幅值，同时经过分析计算出所述次级扬声器应当产生的有源声信号的频率、幅值及位置，首先通过功率放大器将功率放大，然后通过次级扬声器将电信号转换为声信号，将有源降噪声波发射出去，当效果不明显时，再确定最佳干扰位置，告知运维人员将其移动或取得自行移动授权后自行移动到最佳干扰位置后，重新发射声信号，进行有源降噪；所述定位噪声源的算法为基于时延定位算法的球形插值法：其中m0是参考阵元(0，0，0)，声源空间矢量为s，r
s
阵元s与m0的空间距离,r
i
是阵元m
i
与m0的空间距离||m
i-s||-||s||＝d
i0
进一步带入r进行改写(r
i-d
i0
)2＝(||s||-(||m
i-s||-||s||))2展开整理，并引入误差ζn个阵元就可以得到误差的矩阵ξ＝ε-2r
s
d-2ms其中，当均方误差最小，带入方程求解得到声源位置求解得到声源位置2.一种预制舱仓式储能电站主动降噪装置，其特征在于，包括：柜体，次级扬声器，为多个，安装在所述柜体的面板上，提供有源声信号；声学阵列，安装在所述柜体的面板上，所述声学阵列由多个收声孔按照设计的间隔及位置排布组成，所述声学阵列收集环境中的中低频段声信号，将声信号转换为电信号；中央处理器及信号处理模块，安装在所述柜体内，所述的中央处理器及信号处理模块对声学阵列转换后的电信号进行滤波计算，通过算法定位噪声源，识别噪声源位置、噪声频段及幅值，同时经过分析计算出所述次级扬声器应当产生的有源声信号的频率、幅值及位置，首先通过功率放大器将功率放大，然后通过次级扬声器将电信号转换为声信号，将有源降噪声波发射出去，当效果不明显时，再确定最佳干扰位置，告知运维人员将其移动或取得自行移动授权后自行移动到最佳干扰位置后，重新发射声信号，进行有源降噪。3.根据权利要求2所述的预制舱仓式储能电站主动降噪装置，其特征在于，还包括运动机构，驱动所述柜体移动。4.根据权利要求3所述的预制舱仓式储能电站主动降噪装置，其特征在于，所述运动机构为自动行走装置。

技术总结

本发明涉及一种预制舱仓式储能电站主动降噪方法及装置，装置包括次级扬声器，声学阵列及中央处理器及信号处理模块，所述的中央处理器及信号处理模块对声学阵列转换后的电信号进行滤波计算，通过算法定位噪声源，识别噪声源位置、噪声频段及幅值，经过分析计算出所述次级扬声器应当产生的有源声信号的频率、幅值及位置，首先通过功率放大器将功率放大，然后通过次级扬声器将电信号转换为声信号，将有源降噪声波发射出去。本发明不仅能为储能电站预制舱的噪声进行定位和分析，同时通过噪声还能够发现储能电站潜在的安全隐患。能够发现储能电站潜在的安全隐患。能够发现储能电站潜在的安全隐患。