[发明专利]一种特高压输电线路噪声测量系统及方法

说明书

一种特高压输电线路噪声测量系统及方法，该系统包括：声压传声单元，用于将收集到的可听噪声信号转换为电信号，传输给噪声频程计算单元；噪声频程计算单元，对声压传声单元传输而来的可听噪声原始电信号进行倍频程计算，得到可听噪声8 kHz分量；运算平台，运行有LOF‑EMD‑XGBoost模型，用于计算出可听噪声的A声级有效数据。本发明该方法提出使用LOF‑EMD‑XGBoost机器学习模型替代传统的经验公式，不会因为气象因素的增多而造成修正难度增大；使用LOF算法针对噪声频程计算单元中出现的无效数据进行剔除，从而保证模型的可靠性。

技术领域

本发明涉及电力系统测量技术领域，具体涉及一种特高压输电线路噪声测量系统及方法。

背景技术

我国特高压输电线路大量建设和投入运行，特高压输电线路产生的电磁环境干扰包括：可听噪声、无线电干扰、电晕损失、地面电场等。其中，输电线路电晕现象产生的可听噪声作为输电线路的设计标准之一，在收集的过程中极易受到背景噪声干扰，如果不对收集到的输电线路可听噪声数据进行处理，那么输电线路的准确评估将受到巨大影响。

目前许多学者开展了关于输电线路可听噪声有效数据的研究：通过快速傅里叶变化与小波变换对可听噪声的原始信号进行降噪减少背景噪声的干扰；研究可听噪声A声级与电晕电流之间的经验公式，从而间接获得可听噪声从而回避背景噪声干扰；研究可听噪声8kHz分量与A声级之间的经验公式，间接获取可听噪声回避背景噪声干扰(可听噪声8kHz分量受到背景噪声影响较小)；研究小波分解、有限长单位冲击响应滤波器对收集到的声音信号中的背景噪声进行剔除，直接得到输电线路可听噪声有效数据。

然而上述方法在实际收集输电线路可听噪声有效数据过程中难以获得线路上电晕电流大小；输电线路可听噪声受环境因素影响较大，上述方法难以获得考虑众多环境因素的修正经验公式。上述剔除背景噪声的方法无论是直接剔除背景噪声，还是通过间接的方式获得某些变量与A声级之间的转换关系回避背景噪声，都没有考虑气象因素对输电线路可听噪声的影响，或是难以考虑气象因素对可听噪声的影响。因此亟需可以利用多种气象因素获得可听噪声A声级有效数据的方法。

发明内容

针对目前特高压交流输电线路可听噪声数据采集中存在的背景噪声问题，本发明提供一种特高压输电线路噪声测量系统及方法，该方法提出使用LOF-EMD-XGBoost机器学习模型替代传统的经验公式，不会因为气象因素的增多而造成修正难度增大；使用LOF算法针对噪声频程计算单元中出现的无效数据进行剔除，从而保证模型的可靠性。

本发明采取的技术方案为：

一种特高压输电线路噪声测量系统，该系统包括：

声压传声单元，用于将收集到的可听噪声信号转换为电信号，传输给噪声频程计算单元；

噪声频程计算单元，对声压传声单元传输而来的可听噪声原始电信号进行倍频程计算，得到可听噪声8kHz分量；

运算平台，运行有LOF-EMD-XGBoost模型，用于计算出可听噪声的A声级有效数据。

所述噪声频程计算单元，将收集到的声音信号以倍频程的形式分解到16Hz，31.5Hz，63Hz，125Hz，250Hz，500Hz，1000Hz，2000Hz，4000Hz，8000Hz这10个频段。

所述运算平台为笔记本电脑，用于接收噪声频程计算单元计算出的输电线路可听噪声8kHz分量，并运行LOF-EMD-XGBoost可听噪声A声级有效数据计算模型。

所述LOF-EMD-XGBoost模型分为LOF算法、EMD算法和XGBoost算法三部分：

LOF算法，通过计算输电线路可听噪声倍频程多维数据集中各点的距离与密度从而剔除异常值；