集中式光伏电站的运行警报系统的制作方法

本发明涉及光伏发电，尤其涉及集中式光伏电站的运行警报系统。

背景技术：

1、光伏电站，是一种利用太阳光能、采用光伏发电板、逆变器等电子元件组成的发电体系，与电网相连并向电网输送电力的光伏发电系统。光伏发电板是将多块光电转换材料集成在一块基底上，在大规模集中式光伏发电站中，会使用数量巨大的光伏发电板排布成阵列，通过串/并联电路连接至升压、变流设备将电能存储在蓄电池中或并入电网。光伏发电板具有一定的使用寿命，并且由于制造工艺复杂、集成线路或其他故障的存在以及光电转换材料的工作发热等问题使得每一块光伏发电板都可能具有不同的使用寿命。因此，集中式光伏电站中光伏板的使用寿命的智能监测、评估以及警报，对提高光伏电站运行维护效率显得尤为重要。

2、公开号为cn109961157a的专利文献公开了一种太阳能光伏发电系统的巡检方法，包括：设定巡检无人机的飞行路径，并由巡检无人机实时回传拍摄的巡检画面和巡检无人机接收的地面温度传感器检测的太阳能光伏发电系统的温度参数；主控中心比对巡检画面图像和温度参数信息，并判断太阳能光伏发电系统的故障信息；巡检无人机定位故障太阳能光伏发电系统的位置，并实时监测回传该故障太阳能光伏发电系统的图像、设备温度参数信息；运维人员现场查看太阳能光伏发电系统的故障检测装置的运行参数，并判断故障问题，实施维修。

3、现有技术中虽然通过无人机自动巡检进行故障定位，但是需要运维人员现场判断故障问题并实施维修，造成对光伏电站的故障问题的判断仍然依赖于人工，导致对光伏电站运行维护效率低。

技术实现思路

1、为此，本发明提供集中式光伏电站的运行警报系统，用以解决现有技术中光伏电站运行维护效率低的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供一种集中式光伏电站的运行警报系统，该系统包括：获取模块，用以通过红外热成像仪搭载无人机对光伏板进行巡检，获取光伏板表面的红外图像；所述红外图像包括光伏板任一位置点的红外强度值和所述位置点对应的温度；

3、处理模块，与所述获取模块连接，包括划分单元、筛分单元和修正单元，其中，所述划分单元，用以根据所述光伏板表面的几何特征对所述红外图像进行划分得到若干网格，每个所述网格对应一个第一网格数据，所述第一网格数据包括第一红外强度值和第一温度；

4、所述筛分单元，用以根据筛分条件筛分出异常第一网格数据；所述筛分条件为所述网格的第一红外强度值为异常第一红外强度值或所述网格的第一温度为异常第一温度；

5、所述修正单元，用以通过调节后的第一修正系数修正所述异常第一红外强度值以及通过调节后的第二修正系数修正所述异常第一温度并得到第二网格数据；所述第二网格数据包括第二红外强度值和第二温度；

6、判断模块，与所述处理模块连接，用以根据第一判断条件判断异常光伏板以及根据第二判断条件判断所述异常光伏板中的故障光伏板；所述第一判断条件为所述光伏板中异常网格面积占比确定的异常指数大于标准异常指数，所述第二判断条件为所述光伏板中故障网格数量与异常网格数量确定的故障指数大于标准故障指数，所述异常网格是由第二红外强度值确定，所述故障网格是由所述第二红外强度值和所述第二温度确定；

7、评估模块，与所述判断模块连接，用以根据故障光伏板的故障面积增长速率计算所述故障光伏板的剩余使用寿命以及根据所述故障光伏板的剩余使用寿命评估所述故障光伏板的运行状态；

8、警报模块，与所述评估模块连接，用以根据所述故障光伏板的运行状态确定是否发出警报以及警报等级。

9、进一步地，所述划分单元，用以将所述第一红外图像等分成若干矩形网格，将其中每3行每3列共计9个矩形网格划分为一个网格组；每个所述网格对应一个第一网格数据，所述第一网格数据包括网格第一红外强度值和网格第一温度。

10、进一步地，所述筛分单元包括计算器和比较器，用以根据筛分条件筛分出异常网格数据，包括：

11、取所述网格组中的任一矩形网格p，所述矩形网格p的第一红外强度值为rp，与矩形网格p相邻的8个矩形网格的第一红外强度值分别为rp1，rp2，rp3，rp4，rp5，rp6，rp7，rp8，则所述计算器计算得到相邻的8个矩形网格的第一平均红外强度值rp＝(rp1+rp2+rp3+rp4+rp5+rp6+rp7+rp8)/8，计算得到所述矩形网格p的第一红外强度值与所述相邻的8个矩形网格的第一平均红外强度值的差值为drp＝|rp-rp|；

12、在所述比较器预设所述矩形网格p的第一红外强度值与相邻的8个矩形网格的第一平均红外强度值的标准差值为drp0，当drp＞drp0时，则确定所述矩形网格p的第一红外强度值为异常第一红外强度值；

13、所述矩形网格p的第一温度为rp，与矩形网格p相邻的8个矩形网格的第一温度分别为tp1，tp2，tp3，tp4，tp5，tp6，tp7，tp8，则所述计算器计算得到相邻的8个矩形网格的第一平均温值tp＝(tp1+tp2+tp3+tp4+tp5+tp6+tp7+tp8)/8，计算得到所述矩形网格p的第一温度与所述相邻的8个矩形网格的第一平均温度的差值为dtp＝|tp-tp|；

14、在所述比较器预设所述矩形网格p的第一温度与相邻的8个矩形网格的第一平均温度的标准差值为dtp0，当dtp＞dtp0时，则确定所述矩形网格p的网格第一温度为异常第一温度；

15、在所述筛分单元预设所述筛分条件：当所述矩形网格p的第一红外强度值为异常第一红外强度值或所述矩形网格p的第一温度为异常第一温度时，所述矩形网格p的网格数据为异常第一网格数据。

16、进一步地，所述修正单元，用以通过调节第一修正系数修正所述异常第一红外强度值以及通过调节第二修正系数修正所述异常第一温度并得到修正后的网格数据，其中，所述第一修正系数为异常第一红外强度值的修正系数，记为α，所述第二修正系数为异常第一温度的修正系数，记为β，所述修正后的网格数据为第二网格数据；

17、当确定所述矩形网格p的第一红外强度值为异常第一红外强度值时，所述修正单元调节所述第一修正系数α，使得所述矩形网格p的第一红外强度值与相邻的8个矩形网格的第一平均红外强度值的差值drp≤所述标准差值drp0并得到所述矩形网格p的第二红外强度值rp’；

18、当确定所述矩形网格p的网格温度为异常网格温度时，所述修正单元调节所述第二修正系数β，使得所述矩形网格p的网格温度与相邻的8个矩形网格的平均温度的差值dtp≤所述标准差值dtp0并得到所述矩形网格p的第二温度tp’；

19、所述第二红外强度值和所述第二温度为第二网格数据。

20、进一步地，所述判断模块包括第一判断单元和第二判断单元，其中，所述第一判断单元，用以根据第一判断条件判断异常光伏板，包括：在所述第一判断单元预设光伏板表面积为ss，光伏板异常面积为sh，光伏板异常面积sh/光伏板表面积为ss＝异常指数γ，在所述第一判断单元预设标准异常指数γ0，

21、当0≤γ≤γ0时，所述第一判断单元判断所述光伏板为正常光伏板；

22、当γ＞γ0时，所述第一判断单元判断所述光伏板为异常光伏板。

23、进一步地，在所述第一判断单元预设标准红外强度值r0，

24、当所述矩形网格p的第二红外强度值rp’≤标准红外强度值r0时，所述第一判断单元判断所述矩形网格p为正常网格；

25、当所述矩形网格p的第二红外强度值rp’＞标准红外强度值r0时，所述第一判断单元判断所述矩形网格p为异常网格并将所述异常网格计入异常网格数n；

26、在所述第一判断单元预设矩形网格p的网格面积为s0，所述光伏板异常面积sh＝网格面积s0×异常网格数n。

27、进一步地，所述第二判断单元，用以根据第二判断条件判断所述异常光伏板中的故障光伏板，包括：

28、在所述第二判断单元预设标准温度t0，当所述矩形网格p的第二温度tp’≤标准温度t0时，所述第二判断单元判断所述矩形网格p为非故障网格；

29、当所述矩形网格p的第二温度tp’＞标准温度t0时，所述第一判断单元判断所述矩形网格p为故障网格并将所述故障网格计入故障网格数m；

30、故障指数δ＝故障网格数m/异常网格数n，在所述第二判断单元预设标准故障指数δ0，

31、当0＜δ≤δ0时，所述第二判断单元判断所述异常光伏板为非故障光伏板；

32、当δ＞δ0时，所述第二判断单元判断所述异常光伏板为故障光伏板。

33、进一步地，所述评估模块，包括计算单元和评估单元，其中，

34、所述计算单元用以根据故障光伏板的故障面积增长速率计算所述故障光伏板的剩余使用寿命，包括：

35、所述光伏板的红外图像为时间序列数据，包括第一时刻红外图像和第二时刻红外图像，所述第一时刻位于所述第二时刻之前；将所述故障光伏板的第一时刻故障网格数记为m(t ime1)，将所述故障光伏板的第二时刻故障网格数记为m(t ime2)，则所述故障面积增长速率vs＝(m(t ime2)-m(t ime1))×s0/(t ime2-t ime1)；

36、所述计算单元计算所述故障光伏板的剩余使用寿命yt＝(ss-m(t ime2)×s0)/vs。

37、进一步地，所述评估单元，用以根据所述故障光伏板的剩余使用寿命评估所述故障光伏板的运行状态，包括：

38、在所述评估单元预设标准剩余时间yt0，当yt＞2×yt0时，所述评估单元评估所述故障光伏板为正常运行状态；

39、当yt0＜yt≤2×yt0时，所述评估单元评估所述故障光伏板为预告结束运行状态；

40、当0≤yt≤yt0时，所述评估单元评估所述故障光伏板为紧急结束运行状态。

41、进一步地，所述警报模块，用以根据所述故障光伏板的运行状态确定是否发出警报以及警报等级，

42、当所述故障光伏板为正常运行状态时，所述警报模块不发出警报；

43、当所述故障光伏板为预告结束运行状态时，所述警报模块确定警报等级为普通警报；

44、当所述故障光伏板为紧急结束运行状态时，所述警报模块确定警报等级为紧急警报。

45、与现有技术相比，本发明的有益效果在于，通过红外热成像仪搭载无人机对光伏板进行巡检，实现了对光伏发电站无人值守巡检；通过对红外图像进行网格划分，使得数据更加精细化；通过筛分单元筛分出异常网格数据并修正异常网格数据得到修正后的网格数据，实现对获取的数据进行数据清洗，提高数据准确度；通过判断模块判断出异常光伏板并进一步在异常光伏板中判断出故障光伏板，提高了对故障光伏板判断的准确度；通过评估模块的计算单元故障光伏板的剩余使用寿命，实现了对光伏电站运行中的光伏板的寿命预测；通过评估单元评估故障光伏板的不同的运行状态，使得光伏电站运行维护的精细化程度更高；通过警报模块针对光伏板不同的运行状态发出不同的警报等级，提高了光伏电站运行维护效率。

46、尤其，通过对网格数据的红外强度值和温度值进行异常数据的筛选，去除了异常网格数据点，实现了对获取数据的清洗。

47、尤其，通过调节第一修正系数修正异常红外强度值以及通过调节第二修正系数修正异常温度，提高了数据的准确性。

48、尤其，根据修正后的红外强度值与标准红外强度值比较得到异常网格数并计算得到异常光伏板的异常面积，通过第一判断单元判断得到异常光伏板，使得对异常光伏板的判断可靠性高。

49、尤其，通过第二判断单元进一步的在异常光伏板中判断得到故障光伏板，提高了对故障光伏板的判断的精准度。

50、尤其，通过评估模块的计算单元计算得到光伏板的剩余使用寿命，实现了对光伏电站运行中的光伏板的寿命预测。

51、尤其，通过评估单元评估得到光伏板的运行状态，使得光伏电站运行维护精细化程度更高。

52、尤其，通过警报模块对运行中的光伏板进行不同等级警报，提高了光伏电站运行维护的效率。