阅读说明：本技术 一种基于层次分析法对配电房进行主动降噪的方法及装置 (Method and device for actively reducing noise of power distribution room based on analytic hierarchy process ) 是由 罗阳 梁汝波 区振华 陆新永 陈志成 何智祥 陈卓昀 胡梓新 杨薇 刘振杰 龙希 于 2020-07-10 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种基于层次分析法对配电房进行主动降噪的方法及装置,其中方法包括以下步骤：分离初级声波,得到高频声波和低频声波；分别计算对全波、所述高频声波和所述低频声波进行主动降噪的综合评分,并计算不进行降噪的综合评分；根据所述综合评分的结果,输出相应的次级声波。其中装置包括初级声波转换模块、综合评分模块和次级声波输出模块；所述初级声波转换模块与所述综合评分模块连接,所述综合评分模块还与所述次级声波输出模块连接；所述综合评分模块内设置有所述层次分析算法。本发明用所述次级声波抵消所述初级声波实现主动降噪,以解决目前配电房降噪成本高、对设备散热不利的问题。(The invention provides a method and a device for actively reducing noise of a power distribution room based on an analytic hierarchy process, wherein the method comprises the following steps: separating the primary sound wave to obtain a high-frequency sound wave and a low-frequency sound wave; respectively calculating comprehensive scores for actively reducing noise of the full wave, the high-frequency sound wave and the low-frequency sound wave, and calculating comprehensive scores for not reducing noise; and outputting corresponding secondary sound waves according to the comprehensive grading result. The device comprises a primary sound wave conversion module, a comprehensive scoring module and a secondary sound wave output module; the primary sound wave conversion module is connected with the comprehensive scoring module, and the comprehensive scoring module is also connected with the secondary sound wave output module; the comprehensive grading module is internally provided with the hierarchical analysis algorithm. The active noise reduction is realized by using the secondary sound waves to offset the primary sound waves, so that the problems of high noise reduction cost and unfavorable heat dissipation of equipment in the conventional power distribution room are solved.)

一种基于层次分析法对配电房进行主动降噪的方法及装置

技术领域

本发明涉及电力工程设施领域，更具体地，涉及一种基于层次分析法对配电房进行主动降噪的方法及装置。

背景技术

近年来，随着我国城市建设的蓬勃发展，配电站作为电能传输的枢纽支撑起城市建设的重任，得到了广泛的应用，使得人们与其的距离越来越近。在人们享受配电站带来的电能质量和可靠性大大提高的同时，也忍受着其带来的噪声的困扰。近些年来，电网收到大量的噪音投诉，这大大增加了人们对于配电房的建设的担忧。

配电房噪声中占主要的部分就是变压器所产生的噪声。变压器产生噪声的主原因有：1.变压器线圈通过电流与漏磁耦合由于电场力导致线圈震动，产生噪声；2.变压器风机的转动和母线电流与其产生的漏磁引起的震动引起变压器外壳震动，产生噪声。3.变压器在高磁密状态下，出现励磁现象产生较大噪声。这些噪声由高频噪声和低频噪声共同构成。

现有的配电房的降噪主要是从被动降噪方面去考虑的，采取的措施有：1.从源头上来考虑，优化变压器的设计，进行减震处理和采用更优质的材料进行降噪。这无疑大大增加了变压器的成本，同时产生的效果却很小；2.从传播方面来考虑，采用吸音的材料，增加阻尼，达到降噪的目的，同时这些材料的成本较高，但增加这些材料给配电房的散热造成了很大的影响，同时为了散热势必有降噪材料不能覆盖的地方，降噪效果也不是很好。

在中国申请的专利202010013207.8说明书中公开了一种配变电设备主动和被动综合降噪系统，在变压器室和电抗器室墙上涂吸收噪音材料、底座增加减震零件的方式降噪，这样仍会增加成本，并对设备的散热造成影响。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术所述的至少一种缺陷，提供一种基于层次分析法对配电房进行主动降噪的方法及装置，以解决目前降噪成本高、对设备散热不利的问题，来达到降低降噪成本、不影响设备散热的效果，并提高降噪效果。

为了达到上述技术效果，本发明的技术方案如下：

一方面，本发明提供一种基于层次分析法对配电房进行主动降噪的方法，该方法包括以下步骤：

S1:分离初级声波，得到高频声波和低频声波；所述初级声波为配电房内噪音声波；

S2:分别计算对全波、所述高频声波和所述低频声波进行主动降噪的综合评分，并计算不进行降噪的综合评分；

所述综合评分是对所述配电房噪音的综合评价指标；计算所述综合评分采用了层次分析算法；

所述全波包括所述高频声波和所述低频声波；

S3:根据所述综合评分的结果，输出相应的次级声波，所述次级声波用来抵消所述初级声波。

需要说明的是，步骤S1是将配电房中的噪声分离出高频声波和低频声波；步骤S2是对不同方式降噪后的效果进行评价，这个评价指标是主动降噪后的综合评分，并且计算综合评分采用了层次分析法这一运筹学中的理论；主动降噪的方式分为三种，分别是只对高频声波主动降噪、只对低频声波主动降噪和对全波进行主动降噪，对全波进行降噪即为对高频声波和低频声波一起降噪；通过对不同方式的主动降噪计算各自的综合评分后，步骤S3选择一种最优的综合评价所对应的主动降噪方式进行降噪；另外，若不进行降噪的综合评价最优则不进行主动降噪；降噪是通过产生次级声波来抵消初级声波从而达到降噪的目的，次级声波即为选择的主动降噪方式中需要降噪的初级声波相位相反的声波。

需要说明的是，采用本发明降噪方法降噪，不需要增加减震零件、涂覆降噪材料即可实现降噪，这样既降低了降噪成本，又不会因为涂覆其他材料影响设备的散热；同时，本方法具有多种降噪方式，可针对高频声波、低频声波和全波分别来降噪，更有针对性的实施可以提高降噪效果，不会因为降噪零件固有降噪频率与噪音产生的频率不符导致降噪效果差。

进一步的，所述步骤S2中的层次分析算法具有三层结构：

第一层为所述综合评分的最终结果；

第二层为影响所述综合评分的评价指标；

第三层为影响所述第二层中评价指标的评价指标；

所述综合评分的计算方程为：

S_i(j)表示第i层第j个评价指标的评分；S_i-1(k)表示第i-1层第k个评价指标的评分；w_i-1(k)表示i-1层k评价指标的权重，K表示第i层第j个评价指标与第i-1层的相关联的评价指标的个数。

需要说明的是，在实际情况中，工作人员可以将层次分析算法分为除三层外其他层级的算法，但是所运用的计算方程依然相同，这里不做限定；依据层次分析法的原理，每一层中具有若干个评价指标，并且每个评价指标在下一层中具有若干个相关联的评价指标，并且每个评价指标对上一层关联的评价指标都有其对应的权重。

进一步的，所述第二层的评价指标包括满意度、行业、房屋密度中的其中至少一种。

其中，满意度表示人们对配电房噪声的满意程度；行业表示噪声对不同行业的影响程度，一些高精密仪器生产对噪声要求较高；房屋密度表示房间的空间使得噪声对人的影响程度。

进一步的，在所述第三层中并影响所述满意度的所述评价指标包括环境、声音大小、距离和人流密度。

需要说明的是，通过统计不同声音大小对人们的影响得出评分，影响越大分数越低；对于距离的影响，声音在传播中会衰减，且不同频率的声音衰减速度不同，可设置配电房在不会影响人们生活的距离时为100分，在能够影响人们生活时依据决策者的需求进行评分，距离越小评分越低；对于人流的密度，通过房屋的密度和经过配电房的人流量进行评分，密度越大分数越低；对于环境，声音传播中植物能够起到衰减声音的作用，同时一些区域采用隔音材料同样可以大大减少噪声的影响程度，因此，本发明依据现场环境对声音的减少度进行评分，环境越好，评分越高。

进一步的，在所述第三层中并影响所述行业的所述评价指标包括声敏感度和人流密度。

进一步的，在所述第三层中并影响所述房屋密度的所述评价指标包括人流密度和房屋间距。

进一步的，所述第二层的评价指标还包括主动降噪的成本。

需要说明的是，成本表示采用主动去噪的成本，为了减少不必要的启动，同时减少不必要的主动降噪初级声波复杂程度，本发明将其转化为主动降噪的成本，以实现不必要的启动和减少不必要的初级声波的复杂度。

进一步的，在所述第三层中并影响所述成本的所述评价指标包括声音大小和所述初级声波的复杂度。

另一方面，本发明提供一种应用上述对配电房进行主动降噪的方法的降噪装置，所述装置包括初级声波转换模块、综合评分模块和次级声波输出模块；所述初级声波转换模块与所述综合评分模块连接，所述综合评分模块还与所述次级声波输出模块连接；

所述综合评分模块内设置有所述层次分析算法。

需要说明的是，该装置首先通过初级声波转换模块将初级声波分离为高频声波和低频声波，另外初级声波转换模块将高频声波、低频声波和全波转换成电信号传递给综合评分模块，综合评分模块接收到电信号后根据设置在其内的层次分析算法计算不同降噪方式的综合评分数值，然后依据综合评分数值大小，选择最优的主动降噪方式进行降噪，产生与选择的降噪方式对应波形转化的电信号幅值相同相位相反的电信号并输出给次级声波输出模块；次级声波输出模块将电信号转换为次级声波向外发出，次级声波抵消初级声波中相应的声波来达到降噪的目的。

采用本发明降噪装置，可以实现主动降噪的目的，并且不需要增加减震零件、涂覆降噪材料即可实现降噪，这样既降低了降噪成本，又不会因为涂覆其他材料影响设备的散热；同时，本装置具有多种降噪方式，可针对高频声波、低频声波和全波分别来降噪，更有针对性的实施可以提高降噪效果，不会因为降噪零件固有降噪频率与噪音产生的频率不符导致降噪效果差。

进一步的，本发明降噪装置还包括误差声波接收模块，所述误差声波接收模块与所述综合评分模块连接；所述综合评分模块包括自适应算法控制器。

需要说明的是，当综合评分模块选择了降噪方式后，将降噪方式对应声波的电信号传输给自适应算法控制器作为参考波形，然后根据自适应算法控制器中的参考波形产生幅值相同相位相反的电信号并输出给次级声波输出模块；误差声波接收模块用于接收主动降噪后环境中的噪声，并将噪声分离，再转换为电信号传输给综合评分模块进行计算不同降噪方式的综合评分数值，综合评分模块选择最优的降噪方式，并将相应的波形传递到自适应算法控制器中作为参考波形，这样既可实时动态的调整降噪输出的波形，让主动降噪效果达到最优。

与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：

本发明主动降噪的方法，将配电房中的噪声分离出高频声波和低频声波；对不同方式降噪后的效果进行评价；通过对不同方式的主动降噪计算各自的综合评分后，选择一种最优的综合评价所对应的主动降噪方式进行降噪；不需要增加减震零件、涂覆降噪材料即可实现降噪，这样既降低了降噪成本，又不会因为涂覆其他材料影响设备的散热；同时，本方法具有多种降噪方式，可针对高频声波、低频声波和全波分别来降噪，更有针对性的实施可以提高降噪效果，不会因为降噪零件固有降噪频率与噪音产生的频率不符导致降噪效果差。

本发明的主动降噪装置，先通过初级声波转换模块将初级声波分离为高频声波和低频声波，另外初级声波转换模块将高频声波、低频声波和全波转换成电信号传递给综合评分模块，综合评分模块接收到电信号后根据设置在其内的层次分析算法计算不同降噪方式的综合评分数值，然后依据综合评分数值大小，选择最优的主动降噪方式进行降噪，产生与选择的降噪方式对应波形转化的电信号幅值相同相位相反的电信号并输出给次级声波输出模块；次级声波输出模块将电信号转换为次级声波向外发出，次级声波抵消初级声波中相应的声波来达到降噪的目的。采用本发明降噪装置，可以实现主动降噪的目的，并且不需要增加减震零件、涂覆降噪材料即可实现降噪，这样既降低了降噪成本，又不会因为涂覆其他材料影响设备的散热；同时，本装置具有多种降噪方式，可针对高频声波、低频声波和全波分别来降噪，更有针对性的实施可以提高降噪效果，不会因为降噪零件固有降噪频率与噪音产生的频率不符导致降噪效果差。

附图说明

图1为本发明实施例1主动降噪的方法流程图；

图2为本发明实施例1中层次分析算法的层次结构图；

图3为本发明实施例2降噪装置结构示意图。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；

为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；

对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。

实施例1

如图1所示，本实施例提供一种基于层次分析法对配电房进行主动降噪的方法，该方法包括以下步骤：

S1:分离初级声波，得到高频声波和低频声波；所述初级声波为配电房内噪音声波；

S2:分别计算对全波、所述高频声波和所述低频声波进行主动降噪的综合评分，并计算不进行降噪的综合评分；

所述综合评分是对所述配电房噪音的综合评价指标；计算所述综合评分采用了层次分析算法；

所述全波包括所述高频声波和所述低频声波；

S3:根据所述综合评分的结果，输出相应的次级声波，所述次级声波用来抵消所述初级声波。

需要说明的是，步骤S1是将配电房中的噪声分离出高频声波和低频声波；步骤S2是对不同方式降噪后的效果进行评价，这个评价指标是主动降噪后的综合评分，并且计算综合评分采用了层次分析法这一运筹学中的理论；主动降噪的方式分为三种，分别是只对高频声波主动降噪、只对低频声波主动降噪和对全波进行主动降噪，对全波进行降噪即为对高频声波和低频声波一起降噪；通过对不同方式的主动降噪计算各自的综合评分后，步骤S3选择一种最优的综合评价所对应的主动降噪方式进行降噪；另外，若不进行降噪的综合评分最优，即不进行主动降噪；降噪是通过产生次级声波来抵消初级声波从而达到降噪的目的，次级声波即为选择的主动降噪方式中需要降噪的初级声波相位相反的声波。

需要说明的是，采用本发明降噪方法降噪，不需要增加减震零件、涂覆降噪材料即可实现降噪，这样既降低了降噪成本，又不会因为涂覆其他材料影响设备的散热；同时，本方法具有多种降噪方式，可针对高频声波、低频声波和全波分别来降噪，更有针对性的实施可以提高降噪效果，不会因为降噪零件固有降噪频率与噪音产生的频率不符导致降噪效果差。

其中，所述步骤S2中的层次分析算法结合图2所示，具有三层结构：

第一层为所述综合评分的最终结果；

第二层为影响所述综合评分的评价指标；

第三层为影响所述第二层中评价指标的评价指标；

所述综合评分的计算方程为：

S_i(j)表示第i层第j个评价指标的评分；S_i-1(k)表示第i-1层第k个评价指标的评分；w_i-1(k)表示i-1层k评价指标的权重，K表示第i层第j个评价指标与第i-1层的相关联的评价指标的个数。

需要说明的是，在实际情况中，工作人员可以将层次分析算法分为除三层外其他层级的算法，但是所运用的计算方程依然相同，这里不做限定；依据层次分析法的原理，每一层中具有若干个评价指标，并且每个评价指标在下一层中具有若干个相关联的评价指标，并且每个评价指标对上一层关联的评价指标都有其对应的权重。

其中，所述第二层的评价指标包括满意度、行业和降噪的成本。满意度表示人们对配电房噪声的满意程度；行业表示噪声对不同行业的影响程度，一些高精密仪器生产对噪声要求较高；为了减少不必要的启动，同时减少初级声波复杂程度对成本的影响，本实施例将其转化为主动降噪的成本，以实现不必要的启动和根据初级声波降噪的复杂度进行评价。

其中，在所述第三层中并影响所述满意度的所述评价指标包括环境、声音大小、距离和人流密度。

需要说明的是，通过统计不同声音大小对人们的影响得出评分，影响越大分数越低；对于距离的影响，声音在传播中会衰减，且不同频率的声音衰减速度不同，可设置配电房在不会影响人们生活的距离时为100分，在能够影响人们生活时依据决策者的需求进行评分，距离越小评分越低；对于人流的密度，通过房屋的密度和经过配电房的人流量进行评分，密度越大分数越低；对于环境，声音传播中植物能够起到衰减声音的作用，同时一些区域采用隔音材料同样可以大大减少噪声的影响程度，因此，本发明依据现场环境对声音的减少度进行评分，环境越好，评分越高。

其中，在所述第三层中并影响所述行业的所述评价指标包括声敏感度和人流密度。一些高精密仪器生产对噪声要求较高，由决策者将其分为不同等级进行评分，行业要求越高，声敏感度和人流密度对噪音要去越高，相同的噪音影响的评分越低。

进一步的，在所述第三层中并影响所述行业的所述评价指标包括声音大小和初级声波的复杂度。声音越大降噪成本越高，相应评分越低；初级声波越复杂成本越高，相应评分越低。

实施例2

本实施例提供一种应用实施例1对配电房进行主动降噪的方法的降噪装置，所述装置包括初级声波转换模块、综合评分模块和次级声波输出模块；所述初级声波转换模块与所述综合评分模块连接，所述综合评分模块还与所述次级声波输出模块连接；

所述综合评分模块内设置有所述层次分析算法。

需要说明的是，如图3所示，该装置首先通过初级声波转换模块将初级声波分离为高频声波和低频声波，另外初级声波转换模块将高频声波、低频声波和全波转换成电信号传递给综合评分模块，综合评分模块接收到电信号后根据设置在其内的层次分析算法计算不同降噪方式的综合评分数值，然后依据综合评分数值大小，选择最优的主动降噪方式进行降噪，产生与选择的降噪方式对应波形转化的电信号幅值相同相位相反的电信号并输出给次级声波输出模块；次级声波输出模块将电信号转换为次级声波向外发出，次级声波抵消初级声波中相应的声波来达到降噪的目的。

需要补充的是，初级声波转换模块是通过滤波器分离初级声波的，并通过A/D转换将模拟信号转换为数字信号传输给综合评分模块；综合评分模块通过滤波器将需要降噪的波形转换成幅值相同相位相反模拟信号在传递给次级声波输出模块；次级声波输出模块接收到模拟信号后，先通过放大器进行放大，再通过D/A转换为模拟信号，通过扬声器输出次级声波。

采用本发明降噪装置，可以实现主动降噪的目的，并且不需要增加减震零件、涂覆降噪材料即可实现降噪，这样既降低了降噪成本，又不会因为涂覆其他材料影响设备的散热；同时，本装置具有多种降噪方式，可针对高频声波、低频声波和全波分别来降噪，更有针对性的实施可以提高降噪效果，不会因为降噪零件固有降噪频率与噪音产生的频率不符导致降噪效果差。

进一步的，本发明降噪装置还包括误差声波接收模块，所述误差声波接收模块与所述综合评分模块连接；所述综合评分模块包括自适应算法控制器。

需要说明的是，当综合评分模块选择了降噪方式后，将降噪方式对应声波的电信号传输给自适应算法控制器作为参考波形，然后根据自适应算法控制器中的参考波形产生幅值相同相位相反的电信号并输出给次级声波输出模块；误差声波接收模块用于接收主动降噪后环境中的噪声，并将噪声分离，再转换为电信号传输给综合评分模块进行计算不同降噪方式的综合评分数值，综合评分模块选择最优的降噪方式，并将相应的波形传递到自适应算法控制器中作为参考波形，这样既可实时动态的调整降噪输出的波形，让主动降噪效果达到最优。

需要补充的是，误差声波接收模块接收到次级声波后通过滤波器将次级声波分离，然后通过A/D转换将模拟信号转换为数字信号传输给综合评分模块。

相同或相似的标号对应相同或相似的部件；

附图中描述位置关系的用于仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。