一种光伏板热斑定位方法及系统技术方案

本发明专利技术公开一种光伏板热斑定位方法及系统，包括采集光伏板的灰度图像和红外图像；对灰度图像和红外图像处理，获取单个光伏板红外图像；对光伏板红外图像进行处理，判断光伏板的各个网格红外图像是否包含热斑；根据图像拍摄时的参数及光伏场站设计参数，获得包含热斑的光伏板对应的经纬度。本申请公开的光伏板热斑定位方法，对光伏板进行图像拍摄，基于灰度图像提取光伏板边界，从红外图像中分割出单个光伏板的红外图像，根据拍摄的角度数据对光伏板的红外图像进行校正，解决单一红外图像无法准确获取单个光伏板红外图像的弊端，提高热斑定位的准确性和可靠性。

A hot spot location method and system for photovoltaic panels

【技术实现步骤摘要】
一种光伏板热斑定位方法及系统
本专利技术涉及光伏产业
，特别涉及一种光伏板热斑定位方法及系统。
技术介绍
随着全球能源危机的日益凸显，火力发电所导致的环境问题日益严重，世界各国对清洁、可再生能源的开发、研究投入越来越大。在这种趋势下，基于太阳能的光伏产业迅猛发展，然而太阳能光伏发电站在运作的过程中，会因为各种原因使电池板上出现遮挡，从而导致照射在发电组件上的阳光强度不一致，在此过程中，因温度过高而出现的热斑效应会极大地增加发电成本，甚至严重影响到光伏电站的正常发电工作。目前，针对发电组件热斑效应的检测方法研究大致可分为两种：一种是基于太阳能电池片电气特性，即通过对发电组件的输出电压、输出电流、输出功率等进行监控的检测方法，基于电气特性监控的检测方法，在技术实现上主要是基于部署在光伏电站内的传感器，通过实时采集传感器的数据进行检测，但是由于所需部署的传感器数量和光伏电站规模呈正比，同时由于传感器部署难度和成本较高，因此该方法无法进行大规模推广；另外一种是基于发电组件图像分析的检测方法，基于图像分析的检测方法，主要是通过分析光伏板在不同工作状态下的温度分布热成像，利用机器学习或图像处理方法实现热斑检测，该方法是一种非侵入式的热斑检测方法，不容易受到电厂所在环境的影响，节省了大量用于部署传感器及电路的资金，但是一般情况下，光伏电站建设在远离市区的荒野、建筑物顶部，占地面积大，由成千上万块光伏板构成，人工采集光伏电站的红外图像在可操作性、安全性、效率及检测周期上不具备大规模推广的可能，同时，也没有考虑到因相机拍摄角度和方位对图像产生的畸变影响，信息利用不够充分，导致检测不准确。因此，如何解决光伏板热斑效应检测不准确、可靠度不高的缺点，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种光伏板热斑定位方法，为解决上述技术问题，本专利技术提供一种光伏板热斑定位方法，包括：采集光伏板的灰度图像和红外图像；对所述灰度图像和所述红外图像处理，获取单个光伏板的红外图像；对所述单个光伏板红外图像进行网格化处理，对网格红外图像进行识别，，判断所述单个光伏板网格的红外图像是否包含热斑；将包含热斑的所述单个光伏板网格的红外图像对应的拍摄时的参数及光伏场站设计参数进行计算，获得包含热斑的光伏板对应的经纬度。优选地，所述对所述灰度图像和所述红外图像处理，获取单个光伏板红外图像的过程包括：对所述灰度图像进行边缘检测并处理获得光伏板边缘；对所述光伏板红外图像，利用所述光伏板边缘进行图像分割获取各个光伏板的红外图像；对所述光伏板红外图像进行仿射变换获得矫正的单个光伏板红外图像。优选地，所述对所述灰度图像进行边缘检测并处理获得光伏板边缘的过程为：对所述灰度图像进行处理剔除所述灰度图像中的高频噪声获得图像；对所述图像进行卷积计算获得梯度图；应用非极大值抑制对所述灰度图像处理；应用双阈值检测所述灰度图像的真实的和潜在的边缘，并完成边缘检测获得光伏板边缘。优选地，所述对所述灰度图像进行处理剔除所述灰度图像中的高频噪声获得图像为：通过高斯滤波器对所述灰度图像进行处理剔除所述灰度图像中的高频噪声得到图像。优选地，所述对所述图像进行卷积计算获得梯度图为：通过分别对所述图像进行卷积获得水平方向梯度和垂直方向梯度，并对所述水平方向梯度和所述垂直方向梯度计算获得梯度图。优选地，所述采集光伏阵列的灰度图像和红外图像的还包括：采集图像时间、拍摄高度、拍摄经度、拍摄纬度、拍摄方位角及拍摄下倾角。本专利技术所提供的光伏板热斑定位方法，包括：采集光伏阵列的灰度图像和红外图像；对灰度图像和红外图像处理，获取单个光伏板红外图像；对单个光伏板红外图像进行网格化处理，对网格红外图像进行识别，判断单个光伏阵列板网格的红外图像对应的坐标位置是否包含热斑；；将包含热斑的所述单个光伏板网格的红外图像对应的拍摄时的参数及光伏场站设计参数进行计算，获得包含热斑的光伏板对应的经纬度。本申请公开的光伏板热斑定位方法，通过无人机携带摄像头，对光伏板进行图像拍摄，基于灰度图像提取光伏板边界，从红外图像中分割出单个光伏板的红外图像，再根据陀螺仪采集到角度数据对光伏板的红外图像进行校正剔除几何畸变影响，解决了基于单一红外图像无法准确获取单个光伏板红外图像的弊端，规避了天气、气温等因素的影响，提高了热斑定位的准确性和可靠性。本申请还公开了一种光伏板热斑定位系统，包括无人机和设置于无人机下方的热斑定位装置，热斑定位装置包括定位仪、通讯器、陀螺仪、红外摄像头、灰度摄像头和热斑识别模块，热斑识别模块用于获取包含热斑的光伏板位置信息，通过本系统利用上述方法，提高了光伏组件热斑定位准确度，提高了定位可靠性。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为本专利技术所提供的一种光伏板热斑定位方法的流程示意图；图2为本专利技术所提供的另一种光伏板热斑定位方法的流程示意图；图3为本专利技术所提供的一种具体实施方式的整体结构示意图；图4为图3所示的热斑定位装置结构示意图。其中，图3-图4中：无人机—1，热斑定位装置—2，定位仪—201，通讯器—202，陀螺仪—203，红外摄像头—204，灰度摄像头—205，热斑识别模块—206。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。请参考图1，图1为本专利技术所提供的一种具体实施方式的整体结构示意图。在本专利技术所提供的一种具体实施方式中，本申请公开的光伏板热斑定位方法，包括：步骤1：采集光伏板的灰度图像和红外图像；具体过程为：操作员控制搭载有热斑定位装置2的无人机1升至光伏场站上空，通过实时回传的图像调整无人机1的飞行高度和摄像头拍摄角度，直至有完整的光伏板处于摄像头的拍摄范围内，使无人机1稳定，通过灰度摄像头205采集光伏场站的灰度图像Ii，通过红外摄像头204采集光伏场站的红外图像Ri。步骤2：对灰度图像和红外图像处理，获取单个光伏板红外图像；当处理器接收到步骤1采集的光伏场站的灰度图像Ii、红外图像Ri后，利用图像处理技术，获得完整的单个光伏板红外图像步骤3：对单个光伏板红外图像进行网格化处理，对网格红外图像进行识别，判断单个光伏板网格的红外图像对应的坐标位置是否包含热斑；光伏面板表面多呈网格状，可据此将对应光伏板的红外图像进行网格化本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光伏板热斑定位方法，其特征在于，包括：/n采集光伏板的灰度图像和红外图像；/n对所述灰度图像和所述红外图像处理，获取单个光伏板红外图像；/n对所述单个光伏板红外图像进行网格化处理，对网格红外图像进行识别，判断所述单个光伏板网格的红外图像是否包含热斑；/n将包含热斑的所述单个光伏板网格的红外图像对应的拍摄时的参数及光伏场站设计参数进行计算，获得包含热斑的光伏板对应的经纬度。/n

【技术特征摘要】
1.一种光伏板热斑定位方法，其特征在于，包括：
采集光伏板的灰度图像和红外图像；
对所述灰度图像和所述红外图像处理，获取单个光伏板红外图像；
对所述单个光伏板红外图像进行网格化处理，对网格红外图像进行识别，判断所述单个光伏板网格的红外图像是否包含热斑；
将包含热斑的所述单个光伏板网格的红外图像对应的拍摄时的参数及光伏场站设计参数进行计算，获得包含热斑的光伏板对应的经纬度。


2.根据权利要求1所述的光伏板热斑定位方法，其特征在于，所述对所述灰度图像和所述红外图像处理，获取单个光伏板红外图像的过程包括：
对所述灰度图像进行边缘检测并处理获得各个光伏板边缘；
对所述光伏板红外图像，利用所述光伏板边缘进行图像分割获取各个光伏板的红外图像；
对所述光伏板红外图像进行仿射变换获得矫正的单个光伏板红外图像。


3.根据权利要求2所述的光伏板热斑定位方法，其特征在于，所述对所述灰度图像进行边缘检测并处理获得各个光伏板边缘的过程为：
对所述灰度图像进行处理剔除所述灰度图像中的高频噪声获得图像；
对所述图像进行卷积计算获得梯度图；
应用非极大值抑制对所述灰度图像处理；

【专利技术属性】
技术研发人员：张聪聪，王立文，李端平，张琪，陈睿之，岳阳，时凯，
申请(专利权)人：华润智慧能源有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44