CN117253471A - 一种风电场噪声与振动处理方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种风电场噪声与振动处理方法及系统，通过在风机叶片上安装多个次级声源，在风机塔架内安装麦克风、控制器等设备，采用自适应滤波算法生成控制信号，驱动次级声源发出抵消低频噪声的声波，并利用无源消声器等设备对中高频噪声进行控制，从而有效降低风电场噪声与振动。本发明可以实时适应气动噪声变化并优化控制，不会增加风机叶片阻力，对风机性能无负面影响；可以提高降噪效果并节省能耗成本；具有良好的通用性和适应性。本发明适用于各型号规格的风电设备，可有效减少风电场运行的环境噪声污染。

Description

一种风电场噪声与振动处理方法及系统

技术领域

本发明属于风能利用技术领域，具体涉及一种风电场噪声与振动处理方法及系统。

背景技术

风电是一种清洁、可再生的能源，但是风电场的运行也会产生一定的噪声和振动，对周围环境和居民造成了不良影响。风电场噪声的主要来源是风力机叶片产生的气动噪声，以及风力机塔架、基础和变速箱等结构噪声。风电场噪声的频率范围一般在20～20000赫兹之间，其中低频段(20～200赫兹)噪声占比较大，且具有较强的穿透性和扩散性，对人体健康和心理造成较大的影响。

针对风电场噪声问题，现有技术主要采用了无源降噪技术和有源降噪技术两大类。

无源降噪技术是利用吸声、隔声、消声等材料或设备来吸收或阻挡噪声的传播，这种技术对中高频段噪声具有良好的控制效果，但在低频段噪声控制中，需要使用尺寸大、重量重、成本高的材料或设备，控制效果也有限。

有源降噪技术是利用次级声源产生与主要噪声源相反相位的声波来抵消或减弱噪声，这种技术对低频段噪声具有较好的控制效果，且设备体积小、重量轻、成本低。

然而，现有的有源降噪技术在风电场中的应用还存在一些问题，例如：次级声源的数量、位置、输出功率等参数难以确定；次级声源与主要噪声源之间的相位差和幅值差难以实时调节；次级声源可能会产生新的噪声或干扰信号等。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种风电场噪声与振动处理方法及系统，用于解决解决现有技术中次级声源布置不合理、控制效果与风机适应性较差的技术问题。

本发明采用以下技术方案：

一种风电场噪声与振动处理系统，其特征在于，包括：

声波单元，用于产生与主要噪声源相反相位的声波，抵消或减弱风机叶片产生的气动噪声；

采集单元，用于采集风机叶片产生的气动噪声信号和结构噪声信号；

控制单元，用于接收麦克风采集的噪声信号，运行自适应滤波算法生成与噪声信号相反相位的控制信号，并输出给次级声源；

功放单元，用于放大控制单元输出的控制信号，并驱动次级声源发出声波；

噪声单元，用于对中高频段噪声进行反射、干涉、吸收；

干预单元，用于对气动噪声产生机理进行干预；

供电单元，用于为控制单元、功放单元和声波单元提供电力。

具体的，声波单元包括多个次级声源，多个次级声源安装在风机叶片上。

进一步的，次级声源为小型扬声器或压电换能器，在叶片前缘、后缘、上表面和下表面分别布置一排，以覆盖叶片主要噪声的辐射区域。

具体的，采集单元包括多组麦克风，多组麦克风分别安装在风机塔架顶部、中部和底部，以覆盖风机叶片主要噪声的传播路径。

具体的，控制单元采用的自适应滤波算法为最小均方误差算法、归一化最小均方误差算法或快速自适应滤波算法中的任意一种。

具体的，噪声单元包括无源消声器，一个或多个无源消声器安装在风机塔架的出口处或入口处。

进一步的，无源消声器为共振式消声器或扩张式消声器中的任意一种。

具体的，干预单元包括无源降噪装置，无源降噪装置安装在叶片的前缘或后缘。

进一步的，无源降噪装置为紊流化装置或锯齿形结构中的任意一种。

第二方面，本发明实施例提供了一种风电场噪声与振动处理方法，包括以下步骤：

S1、采集风机叶片产生的气动噪声信号和结构噪声信号；

S2、基于自适应滤波算法生成控制信号，该控制信号与步骤S2得到的风机叶片产生的气动噪声信号和结构噪声信号相反相位；

S3、放大步骤S2得到的控制信号并驱动扬声器发出与主要噪声源相反相位的声波，对中高频段噪声进行反射、干涉、吸收。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：

一种风电场噪声与振动处理系统，通过在风机叶片上安装多个次级声源，而不仅仅是在叶片前缘和后缘各安装一排，这样可以增加次级声源的覆盖范围和输出功率，从而提高消声效果。

进一步的，在风机塔架内安装了多组麦克风，而不仅仅是在塔架顶部和底部各安装一组，这样可以增加麦克风的采样精度和信号质量，从而提高自适应滤波算法的性能。

进一步的，在风机塔架内安装了一个或多个无源消声器，而不仅仅是在塔架出口处或入口处安装一个，这样可以利用无源消声器对中高频段噪声进行补充控制，从而提高整体降噪效果。

进一步的，在风机叶片上安装了一些无源降噪装置，而不仅仅是在叶片前缘或后缘安装一个，这样可以利用无源降噪装置对气流分离、涡流脱落等气动噪声产生机理进行干预，从而降低气动噪声的强度

可以理解的是，上述第二方面的有益效果可以参见上述第一方面中的相关描述，在此不再赘述。

综上所述，本发明利用有源噪声控制技术和无源噪声控制技术相结合的方式，有效地降低风机叶片产生的气动噪声和结构噪声，同时降低风机叶片的振动，从而减少风电场对周围环境和居民的噪声影响。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明系统示意图；

图2为本发明系统工作原理图；

图3为本发明方法流程示意图；

图4为本发明一实施例提供的计算机设备的示意图；

图5为本发明根据一实施例提供的一种芯片的框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

还应当理解，在本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

还应当进一步理解，在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本发明中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

应当理解，尽管在本发明实施例中可能采用术语第一、第二、第三等来描述预设范围等，但这些预设范围不应限于这些术语。这些术语仅用来将预设范围彼此区分开。例如，在不脱离本发明实施例范围的情况下，第一预设范围也可以被称为第二预设范围，类似地，第二预设范围也可以被称为第一预设范围。

取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”或“响应于检测”。类似地，取决于语境，短语“如果确定”或“如果检测(陈述的条件或事件)”可以被解释成为“当确定时”或“响应于确定”或“当检测(陈述的条件或事件)时”或“响应于检测(陈述的条件或事件)”。

在附图中示出了根据本发明公开实施例的各种结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。

本发明提供了一种风电场噪声与振动处理方法，通过在风机叶片上安装多个次级声源，在风机塔架内安装麦克风、控制器等设备，采用自适应滤波算法生成控制信号，驱动次级声源发出抵消低频噪声的声波，并利用无源消声器等设备对中高频噪声进行控制，从而有效降低风电场噪声与振动。本方法能够实时适应气动噪声变化并优化控制，不会增加风机叶片阻力，对风机性能无负面影响；可以提高降噪效果并节省能耗成本；具有良好的通用性和适应性。本发明适用于各型号规格的风电设备，可有效减少风电场运行的环境噪声污染。

本发明通过在叶片上增加次级声源的数量和覆盖面，采用自适应滤波算法,以及与无源降噪技术的结合，实现了对风电场噪声和振动的有效控制,不影响风机性能，具有良好的适应性。

请参阅图1，本发明一种风电场噪声与振动处理系统，该系统能够用于实现风电场噪声与振动处理方法，具体的，该风电场噪声与振动处理系统包括：

声波单元，风机叶片上安装的多个次级声源，用于产生与主要噪声源相反相位的声波，从而抵消或减弱风机叶片产生的气动噪声；

采集单元，风机塔架内安装的多组麦克风，用于采集风机叶片产生的气动噪声信号和结构噪声信号；

控制单元，风机塔架内安装的控制器，用于接收麦克风采集的噪声信号，运行自适应滤波算法，生成与噪声信号相反相位的控制信号，并输出给次级声源；

功放单元，风机塔架内安装的功放器，用于放大控制器输出的控制信号，并驱动次级声源发出声波；

噪声单元，风机塔架内安装的一个或多个无源消声器，用于对中高频段噪声进行反射、干涉、吸收等作用，从而降低噪声的传播；

干预单元，风机叶片上安装的一些无源降噪装置，用于对气流分离、涡流脱落等气动噪声产生机理进行干预，从而降低气动噪声的强度；

供电单元，风机塔架内安装的电源系统，用于为控制器、功放器和次级声源提供稳定可靠的电力。

请参阅图2，本发明再一个实施例中，本发明一种风电场噪声与振动处理系统，利用有源噪声控制技术和无源噪声控制技术相结合的方式，有效地降低风机叶片产生的气动噪声和结构噪声，同时也降低风机叶片的振动。具体工作原理如下：

当风力作用于风机叶片时，风机叶片产生主要噪声源，主要噪声源包括气动噪声信号和结构噪声信号；

麦克风采集主要噪声源，并将其传输给控制器，控制器运行自适应滤波算法，生成与主要噪声源相反相位的控制信号，并将其传输给功放器；

功放器放大该控制信号，并驱动次级声源发出与主要噪声源相反相位的声波，该声波与主要噪声源在空间中相遇时，发生相互抵消或减弱的效果，从而降低了低频段噪声的强度；同时，无源消声器会对中高频段噪声进行反射、干涉、吸收等作用，产生反射信号，并与主要噪声源在空间中相遇时，发生相互抵消或减弱的效果，从而降低中高频段噪声的强度。

此外，无源降噪装置会对气流分离、涡流脱落等气动噪声产生机理进行干预，从而降低了气动噪声的强度。

最终传播到环境中的噪声信号会比主要噪声源大大减小，从而达到了减少风电场噪声与振动影响的目的。

请参阅图3，本发明一种风电场噪声与振动处理方法，包括以下步骤：

S1、采集风机叶片产生的气动噪声信号和结构噪声信号；

在风机塔架内安装麦克风、控制器、功放器、消声器和电源系统，麦克风用于采集风机叶片产生的气动噪声信号和结构噪声信号，控制器用于运行自适应滤波算法生成控制信号，功放器用于放大控制信号并驱动扬声器发出声波，消声器用于对中高频段噪声进行反射、干涉、吸收等作用，电源系统用于为控制器、功放器和扬声器提供稳定可靠的电力。

S2、基于自适应滤波算法生成控制信号，该控制信号与步骤S2得到的风机叶片产生的气动噪声信号和结构噪声信号相反相位；

S3、放大步骤S2得到的控制信号并驱动扬声器发出与主要噪声源相反相位的声波，对中高频段噪声进行反射、干涉、吸收，该声波与主要噪声源在空间中相遇时发生相互抵消或减弱的效果，从而降低了低频段噪声的强度。降低风电场噪声与振动影响，最终传播到环境中的噪声信号会比主要噪声源大大减小，从而达到了减少风电场噪声与振动影响的目的。

其中，在风机叶片上安装扬声器和锯齿形结构，扬声器用于产生与主要噪声源相反相位的声波，锯齿形结构用于对气流分离、涡流脱落等气动噪声产生机理进行干预。

利用消声器和锯齿形结构对中高频段噪声进行补充控制，消声器对中高频段噪声进行反射、干涉、吸收等作用，产生反射信号，并与主要噪声源在空间中相遇时，也会发生相互抵消或减弱的效果，从而降低了中高频段噪声的强度；锯齿形结构会对气流分离、涡流脱落等气动噪声产生机理进行干预，从而降低了气动噪声的强度。

本实施方式利用有源噪声控制技术可以更有效地降低低频噪声，且不会增加风机叶片的重量和阻力，对风机性能和寿命没有负面影响。

本实施方式采用了快速自适应滤波(FXLMS)算法，可以实时适应风机叶片产生的气动噪声信号的变化，并自动调节扬声器的输出信号，从而保证最佳消声效果。

本实施方式利用扩张式消声器和锯齿形结构对中高频段噪声进行补充控制，从而提高整体降噪效果，同时也减少了对扬声器输出功率的要求，从而节省了能耗和成本。

本实施方式可以根据不同型号和规格的风机进行灵活配置和调整，具有较强的通用性和适应性。

本发明的其他实施方式或变形方案：

在不脱离本发明要旨和范围的前提下，本发明可以采用以下其他技术方案或细节变化：

在本实施方式中，次级声源是小型扬声器，但是也可以使用压电换能器作为次级声源，压电换能器可以利用压电效应将电能转换为机械能，并产生与主要噪声源相反相位的声波。

在本实施方式中，控制器是通用的计算机系统，但是也可以使用专用的数字信号处理器作为控制器，数字信号处理器可以利用专门设计的硬件和软件来处理数字信号，并运行自适应滤波算法。

在本实施方式中，自适应滤波算法是快速自适应滤波(FXLMS)算法，但是也可以使用最小均方误差(LMS)算法、归一化最小均方误差(NLMS)算法等其他自适应滤波算法，这些算法都可以根据噪声信号的变化自动调节滤波器的系数，从而生成与噪声信号相反相位的控制信号。

在本实施方式中，功放器是数字类型的，但是也可以使用模拟类型的功放器，这些功放器都可以将控制器输出的控制信号放大，并驱动次级声源发出声波。

在本实施方式中，无源消声器为扩张式消声器，但是也可以使用共振式消声器等其他类型的无源消声器，这些消声器都可以利用其内部结构对中高频段噪声进行反射、干涉、吸收等作用，从而降低噪声的传播。

在本实施方式中，无源降噪装置为锯齿形结构，但是也可以使用紊流化装置等其他类型的无源降噪装置，这些降噪装置都可以利用其表面形状对气流分离、涡流脱落等气动噪声产生机理进行干预，从而降低气动噪声的强度。

在本实施方式中，电源系统为直流电源系统，但是也可以使用交流电源系统等其他类型的电源系统，这些电源系统都可以利用风机本身发电或外接电网为控制器、功放器和次级声源提供稳定可靠的电力。

本发明再一个实施例中，提供了一种终端设备，该终端设备包括处理器以及存储器，所述存储器用于存储计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，所述处理器用于执行所述计算机存储介质存储的程序指令。处理器可能是中央处理单元(Central ProcessingUnit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor、DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等，其是终端的计算核心以及控制核心，其适于实现一条或一条以上指令，具体适于加载并执行一条或一条以上指令从而实现相应方法流程或相应功能；本发明实施例所述的处理器可以用于风电场噪声与振动处理方法的操作，包括：

采集风机叶片产生的气动噪声信号和结构噪声信号；基于自适应滤波算法生成控制信号，该控制信号与风机叶片产生的气动噪声信号和结构噪声信号相反相位；放大得到的控制信号并驱动扬声器发出与主要噪声源相反相位的声波，对中高频段噪声进行反射、干涉、吸收。

请参阅图4，终端设备为计算机设备，该实施例的计算机设备60包括：处理器61、存储器62以及存储在存储器62中并可在处理器61上运行的计算机程序63，该计算机程序63被处理器61执行时实现实施例中的储层改造井筒中流体组成计算方法，为避免重复，此处不一一赘述。或者，该计算机程序63被处理器61执行时实现实施例风电场噪声与振动处理系统中各模型/单元的功能，为避免重复，此处不一一赘述。

计算机设备60可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。计算机设备60可包括，但不仅限于，处理器61、存储器62。本领域技术人员可以理解，图4仅仅是计算机设备60的示例，并不构成对计算机设备60的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如计算机设备还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。

所称处理器61可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其它通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其它可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

存储器62可以是计算机设备60的内部存储单元，例如计算机设备60的硬盘或内存。存储器62也可以是计算机设备60的外部存储设备，例如计算机设备60上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card，SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。

进一步地，存储器62还可以既包括计算机设备60的内部存储单元也包括外部存储设备。存储器62用于存储计算机程序以及计算机设备所需的其它程序和数据。存储器62还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。

请参阅图5，终端设备为芯片，该实施例的芯片600包括处理器622，其数量可以为一个或多个，以及存储器632，用于存储可由处理器622执行的计算机程序。存储器632中存储的计算机程序可以包括一个或一个以上的每一个对应于一组指令的模块。此外，处理器622可以被配置为执行该计算机程序，以执行上述的风电场噪声与振动处理方法。

另外，芯片600还可以包括电源组件626和通信组件650，该电源组件626可以被配置为执行芯片600的电源管理，该通信组件650可以被配置为实现芯片600的通信，例如，有线或无线通信。此外，该芯片600还可以包括输入/输出(I/O)接口658。芯片600可以操作基于存储在存储器632的操作系统。

本发明再一个实施例中，本发明还提供了一种存储介质，具体为计算机可读存储介质(Memory)，所述计算机可读存储介质是终端设备中的记忆设备，用于存放程序和数据。可以理解的是，此处的计算机可读存储介质既可以包括终端设备中的内置存储介质，当然也可以包括终端设备所支持的扩展存储介质。计算机可读存储介质提供存储空间，该存储空间存储了终端的操作系统。并且，在该存储空间中还存放了适于被处理器加载并执行的一条或一条以上的指令，这些指令可以是一个或一个以上的计算机程序(包括程序代码)。需要说明的是，此处的计算机可读存储介质可以是高速RAM存储器，也可以是非不稳定的存储器(Non-Volatile Memory)，例如至少一个磁盘存储器。

可由处理器加载并执行计算机可读存储介质中存放的一条或一条以上指令，以实现上述实施例中有关风电场噪声与振动处理方法的相应步骤；计算机可读存储介质中的一条或一条以上指令由处理器加载并执行如下步骤：

采集风机叶片产生的气动噪声信号和结构噪声信号；基于自适应滤波算法生成控制信号，该控制信号与风机叶片产生的气动噪声信号和结构噪声信号相反相位；放大得到的控制信号并驱动扬声器发出与主要噪声源相反相位的声波，对中高频段噪声进行反射、干涉、吸收。

综上所述，本发明一种风电场噪声与振动处理方法及系统，可以实时适应气动噪声变化并优化控制，不会增加风机叶片阻力，对风机性能无负面影响；可以提高降噪效果并节省能耗成本；具有良好的通用性和适应性。本发明适用于各型号规格的风电设备，可有效减少风电场运行的环境噪声污染。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本发明中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/终端和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/终端实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random-Access Memory，RAM)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等，需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括是电载波信号和电信信号。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种风电场噪声与振动处理系统，其特征在于，包括：

声波单元，用于产生与主要噪声源相反相位的声波，抵消或减弱风机叶片产生的气动噪声；

采集单元，用于采集风机叶片产生的气动噪声信号和结构噪声信号；

控制单元，用于接收麦克风采集的噪声信号，运行自适应滤波算法生成与噪声信号相反相位的控制信号，并输出给次级声源；

功放单元，用于放大控制单元输出的控制信号，并驱动次级声源发出声波；

噪声单元，用于对中高频段噪声进行反射、干涉、吸收；

干预单元，用于对气动噪声产生机理进行干预；

供电单元，用于为控制单元、功放单元和声波单元提供电力。

2.根据权利要求1所述的风电场噪声与振动处理系统，其特征在于，声波单元包括多个次级声源，多个次级声源安装在风机叶片上。

3.根据权利要求2所述的风电场噪声与振动处理系统，其特征在于，次级声源为小型扬声器或压电换能器，在叶片前缘、后缘、上表面和下表面分别布置一排，以覆盖叶片主要噪声的辐射区域。

4.根据权利要求1所述的风电场噪声与振动处理系统，其特征在于，采集单元包括多组麦克风，多组麦克风分别安装在风机塔架顶部、中部和底部，以覆盖风机叶片主要噪声的传播路径。

5.根据权利要求1所述的风电场噪声与振动处理系统，其特征在于，控制单元采用的自适应滤波算法为最小均方误差算法、归一化最小均方误差算法或快速自适应滤波算法中的任意一种。

6.根据权利要求1所述的风电场噪声与振动处理系统，其特征在于，噪声单元包括无源消声器，一个或多个无源消声器安装在风机塔架的出口处或入口处。

7.根据权利要求6所述的风电场噪声与振动处理系统，其特征在于，无源消声器为共振式消声器或扩张式消声器中的任意一种。

8.根据权利要求1所述的风电场噪声与振动处理系统，其特征在于，干预单元包括无源降噪装置，无源降噪装置安装在叶片的前缘或后缘。

9.根据权利要求8所述的风电场噪声与振动处理系统，其特征在于，无源降噪装置为紊流化装置或锯齿形结构中的任意一种。

10.一种风电场噪声与振动处理方法，其特征在于，基于根据权利要求1至9中任一项所述的风电场噪声与振动处理系统，包括以下步骤：

S1、采集风机叶片产生的气动噪声信号和结构噪声信号；

S2、基于自适应滤波算法生成控制信号，该控制信号与步骤S2得到的风机叶片产生的气动噪声信号和结构噪声信号相反相位；

S3、放大步骤S2得到的控制信号并驱动扬声器发出与主要噪声源相反相位的声波，对中高频段噪声进行反射、干涉、吸收。