[发明专利]一种基于逆控制技术的电力变压器噪声控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力变压器的噪声抑制领域，尤其涉及一种基于逆控制技术的电力变压器噪声控制方法。

背景技术

近年来，由于城市用电量的不断增长，用电负荷密度越来越高，以及城市规模的不断扩大，越来越多的电力变压器（特别是变电所、变电站）深入负荷（城市）中心，且建于商业区和居民区内，因此电力变压器的噪声就是不得不考虑的问题，在众多的电力变压器中，又以电力变压器的噪声问题最为突出。电力变压器（包括电力变压器）的噪声不但污染环境，危害人类身体健康，并且随着公众环境意识的提高和环保部门对各类噪声的限制，电力变压器的噪声问题已经带来了很多社会效益及经济效益的损失。

目前，对于电力变压器的噪声控制处理技术主要可以分为无源控制技术和有源控制技术。其中，无源控制技术适合于电力变压器中高频噪声的控制。而低频噪声（1000Hz以下的噪声）具有穿透力强、传播距离远的特点，无源控制技术对低频噪声控制效果并不理想。同时，采用无源控制技术还存增加电力变压器体积，导致电力变压器散热困难等问题。

综上，只采取无源控制技术去抑制电力变压器的噪声是不现实的，特别是对于电力变压器的这类噪声主要成分为低频噪声的电力变压器。因此，针对低频噪声进行控制的有源控制技术便应运而生。有源控制技术的基本思想是利用声的干涉原理，通过次级声源发出与噪声源噪声信号幅值相同，相位相反的声信号，在噪声控制区域与噪声源声信号进行抵消，从而在静音区达到降噪效果。

目前被采用的有源控制技术主要可分为前馈控制系统与反馈控制系统。其中反馈结构控制系统因其控制系结构较为复杂、对控制参数要求较高且系统稳定性不好，在实际工程中应用并不广泛，相应地基于这种结构的控制短发开发并不成熟。本控制方法是在前馈控制系统的基础之上引入逆控制思想，从控制原理上避免了反馈控制系统中在输出端进行全反馈可能引入扰动造成控制系统失稳问题，并设计了一个具有较好稳定性、快速性与灵敏性同时具有独立消除扰动信号干扰功能的自适应噪声有源控制系统。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，提供一种能有效控制电力变压器低频噪声的基于逆控制技术的电力变压器噪声控制方法，特别适用于抑制电力变压器的这类噪声主要成分为低频噪声的电力变压器噪声。

本发明提供的基于逆控制技术的电力变压器噪声控制方法，采用基于逆控制结构（逆控制，Adaptive Inverse Control,是一种基于过程数学模型进行控制器设计的控制策略）的控制系统，利用被控对象的逆作为串联控制器对系统的动态特性作开环控制，从而避免了因反馈而引起的不稳定问题。同时本发明提供的基于逆控制技术的电力变压器噪声控制方法在控制系统中引入自适应对象扰动消除器，该扰动消除器能有效消除次级传感器在进行误差信号拾取时可能受到的其他噪声源干扰信号，最大程度上保证控制系统的鲁棒性（鲁棒是Robust的音译，所谓“鲁棒性”，是指控制系统在一定的参数摄动下，维持某些性能的特性）与准确性。

为解决上述技术问题，本发明提供一种基于逆控制技术的电力变压器噪声控制方法，包括：

通过在电力变压器周边布放初级传感器采集电力变压器噪声源所产生的噪声信号，作为整个控制系统的参考信号；

通过布放在静音区的误差传感器采集静音区的次级降噪声源产生的降噪信号与电力变压器噪声源所产生的噪声信号叠加产生的误差信号；

对所述初级传感器和误差传感器采集的信号进行调理，然后进行模数转换后为一组离散数组存放在控制系统中；

控制系统根据所述误差信号，通过自适应建模器为次级声通道建立次级声通道模型，并根据所述次级声通道模型模拟所述次级降噪声源所产生的降噪声信号在空间中传播的物理过程，获取模拟次级声源声信号；

控制系统根据所述误差信号，通过自适应逆建模器对次级声通道进行逆建模，在控制系统中与所述次级声通道模型串联从而抵消次级声通道对控制算法的影响，使得次级降噪声源与电力变压器噪声源保持高线性相关度；

对所述参考信号进行自适应滤波，计算出与所述参考信号幅值相等的声信号并进行反相处理，获得控制所述次级降噪声源的控制信号；

次级降噪声源根据所述控制信号输出降噪声信号。

其中，所述通过布放在静音区的误差传感器采集静音区处噪声源信号与降噪信号叠加产生的误差信号之后，还包括：

根据所述误差声信号及其变化率对所述参考信号进行滤波处理，消除干扰误差以及次级声通道模型失配。