基于计算机视觉的光伏电站火灾隐患监测方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于计算机视觉的光伏电站火灾隐患监测方法及系统，该方法包括基于光伏电站的电气数据分析是否发生直流电弧的第一判断结果；在第一判断结果表征发生直流电弧时，获取监控设备采集的光伏电站的视频图像，基于视频图像分析是否发生直流电弧的第二判断结果；在第二判断结果表征发生直流电弧时，基于视频图像分析在预设时间段内直流电弧的第一状态变化数据，基于电气数据分析预设时间段内直流电弧的第二状态变化数据；基于所述第一状态变化数据和第二状态变化数据确定光伏电站是否存在火灾隐患。本发明专利技术提高光伏电站火灾隐患分析的准确性和有效性。火灾隐患分析的准确性和有效性。火灾隐患分析的准确性和有效性。

【技术实现步骤摘要】
基于计算机视觉的光伏电站火灾隐患监测方法及系统


[0001]本专利技术涉及光伏电站监测
，具体涉及基于计算机视觉的光伏电站火灾隐患监测方法及系统。

技术介绍

[0002]光伏电站中的火灾事故因素很多，直流电弧产生是光伏电站中最常见的故障现象，由于接点脱落、器件老化、绝缘破裂、接地不良等情况都会产生电弧，且直流电弧不存在过零点，一旦产生就会持续燃烧，很难熄灭，极易造成火灾事故。

技术实现思路

[0003]针对上述现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种基于计算机视觉的光伏电站火灾隐患监测方法及系统，提高光伏电站火灾隐患分析的准确性和有效性。该技术方案如下：第一方面，提供了基于计算机视觉的光伏电站火灾隐患监测方法，该方法包括如下步骤：（1）基于光伏电站的电气数据分析是否发生直流电弧的第一判断结果；（2）在第一判断结果表征发生直流电弧时，获取监控设备采集的光伏电站的视频图像，基于所述视频图像分析是否发生直流电弧的第二判断结果；（3）在第二判断结果表征发生直流电弧时，基于视频图像分析在预设时间段内直流电弧的第一状态变化数据，基于电气数据分析预设时间段内直流电弧的第二状态变化数据；（4）基于所述第一状态变化数据和第二状态变化数据确定光伏电站是否存在火灾隐患。
[0004]在一些实施方式中，所述（1），包括基于线路电流和电源电压变化特征分析是否发生直流电弧的第一判断结果。
[0005]在一些实施方式中，所述（2），包括：基于帧差法判断当前图像帧相对于前一图像帧是否出现异常目标；基于异常目标区域像素的颜色特征作为第一特征，基于异常目标区域的形状特征作为第二特征；获取沿异常目标区域中心向异常目标区域外围方向上的像素梯度变化序列特征作为第三特征，获取至少4个方向上的像素梯度变化序列特征作为第三特征组，所述至少4个方向覆盖范围大于270度；基于第一特征、第二特征、第三特征组判断图像帧中是否存在直流电弧区域。
[0006]在一些实施方式中，所述（3），包括：基于可见光视频图像获取在预设时间段内直流电弧的图像特征序列数据，并获取发生直流电弧的第一位置；基于热成像图像分析所述第一位置在预设时间段内的温度序列数据；
基于图像特征序列数据和温度序列数据的关联关系确定在预设时间段内直流电弧的第一状态变化数据。
[0007]在一些实施方式中，基于可见光视频图像获取在预设时间段内直流电弧的图像特征序列数据，包括：基于图像帧的直流电弧区域的面积、直流电弧区域边缘上距离最远的两个点之间的直线距离确定直流电弧的第一图像特征参数；基于直流电弧区域的弧柱区域和外围光圈区域图像像素特征确定直流电弧的第二图像特征参数；基于所述第一图像特征参数和第二图像特征参数获取预设时间段内直流电弧的图像特征序列数据。
[0008]在一些实施方式中，所述基于图像特征序列数据和温度序列数据的关联关系确定在预设时间段内直流电弧的第一状态变化数据，包括：基于样本数据确定正常直流电弧下图像特征序列数据和温度序列数据的第一关联关系、故障电弧下图像特征序列数据和温度序列数据的第二关联关系；基于当前时刻的图像特征序列数据和温度序列数据的第三关联关系确定预设时间段内直流电弧的第一状态变化数据为（第三关联关系
‑
第一关联关系）/（第二关联关系
‑
第一关联关系）。
[0009]在一些实施方式中，所述样本数据包括正常直流电弧下电弧发生期间的图像特征序列数据和直流电弧发生位置的温度序列数据、故障电弧下电弧发生期间的图像特征序列数据和直流电弧发生位置的温度序列数据；图像特征序列数据和温度序列数据的所述关联关系的获取方法包括：基于图像特征序列数据提取图像变化特征数据，基于温度序列数据提取温度变化特征数据；基于所述图像变化特征数据获取图像变化分布特征，基于所述温度变化特征数据获取温度变化分布特征；基于所述温度变化分布特征和图像变化分布特征获取温度变化特征数据中当前时刻的数据与图像特征序列数据的当前时刻前不同时刻的数据的依赖关系值；基于所述依赖关系值确定温度序列数据和图像特征序列数据的关联关系。
[0010]第二方面，提供了一种基于计算机视觉的光伏电站火灾隐患监测系统，该系统包括：第一分析判断模块，用于基于光伏电站的电气数据分析是否发生直流电弧的第一判断结果；第二分析判断模块，用于在第一判断结果表征发生直流电弧时，控制监控设备采集光伏电站的视频图像，基于光伏电站的视频图像分析是否发生直流电弧的第二判断结果；多维度数据变化监测模块，用于在第二判断结果表征发生直流电弧时，基于视频图像分析在预设时间段内直流电弧的第一状态变化数据，基于电气数据分析预设时间段内直流电弧的第二状态变化数据；火灾隐患监测模块，用于基于所述第一状态变化数据和第二状态变化数据确定光
伏电站是否存在火灾隐患。
[0011]第三方面，提供了一种电子设备，该电子设备包括处理器和存储器；所述存储器存储有至少一条指令，所述至少一条指令用于被所述处理器执行以实现上述第一方面所述的基于计算机视觉的光伏电站火灾隐患监测方法。
[0012]第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储有至少一条指令，所述至少一条指令用于被处理器执行以实现上述第一方面所述的基于计算机视觉的光伏电站火灾隐患监测方法。
[0013]本专利技术的一种基于计算机视觉的光伏电站火灾隐患监测方法及系统，具备如下有益效果：基于光伏电站电气数据的异常变化触发光伏电站视频图像的直流电弧分析，经过两次分析结果一致性判断，可以有效减小由于光伏电站受到内部逆变器和外在环境的干扰导致光伏电站的电气数据的多变进而导致的基于光伏电站的电气数据异常分析故障电弧的误判率。进一步的，通过第一状态变化数据和第二状态变化数据联合分析光伏电站是否存在火灾隐患，提高光伏电站火灾隐患分析结果的可信度。
附图说明
[0014]图1是本申请实施例中基于计算机视觉的光伏电站火灾隐患监测方法的流程示意图；图2是本申请实施例中基于视频图像分析直流电弧发生的流程示意图；图3是本申请实施例中图像特征序列数据和温度序列数据的关联关系获取方法流程示意图；图4是本申请实施例中基于计算机视觉的光伏电站火灾隐患监测系统的结构示意图。
具体实施方式
[0015]下面结合附图对本专利技术进行具体说明。
[0016]参见图1，本申请实施例中提供的一种基于计算机视觉的光伏电站火灾隐患监测方法，包括如下步骤：（1）基于光伏电站的电气数据分析是否发生直流电弧的第一判断结果；（2）在第一判断结果表征发生直流电弧时，获取监控设备采集的光伏电站的视频图像，基于所述视频图像分析是否发生直流电弧的第二判断结果；（3）在第二判断结果表征发生直流电弧时，基于视频图像分析在预设时间段内直流电弧的第一状态变化数据，基于电气数据分析预设时间段内直流电弧的第二状态变化数据；（4）基于所述第一状态变化数据和第二状态变化数据确定光伏电站是否存在火灾隐患。
[0017]本申请实施例中基于光伏电站的电气数据经过简单对比分析判断是否本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于计算机视觉的光伏电站火灾隐患监测方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）基于光伏电站的电气数据分析是否发生直流电弧的第一判断结果；（2）在第一判断结果表征发生直流电弧时，获取监控设备采集的光伏电站的视频图像，基于所述视频图像分析是否发生直流电弧的第二判断结果；（3）在第二判断结果表征发生直流电弧时，基于视频图像分析在预设时间段内直流电弧的第一状态变化数据，基于电气数据分析预设时间段内直流电弧的第二状态变化数据；（4）基于所述第一状态变化数据和第二状态变化数据确定光伏电站是否存在火灾隐患。2.根据权利要求1所述的基于计算机视觉的光伏电站火灾隐患监测方法，其特征在于，所述（1），包括基于线路电流和电源电压变化特征分析是否发生直流电弧的第一判断结果。3.根据权利要求1所述的基于计算机视觉的光伏电站火灾隐患监测方法，其特征在于，所述（2），包括：基于帧差法判断当前图像帧相对于前一图像帧是否出现异常目标；基于异常目标区域像素的颜色特征作为第一特征，基于异常目标区域的形状特征作为第二特征；获取沿异常目标区域中心向异常目标区域外围方向上的像素梯度变化序列特征作为第三特征，获取至少4个方向上的像素梯度变化序列特征作为第三特征组，所述至少4个方向覆盖范围大于270度；基于第一特征、第二特征、第三特征组判断图像帧中是否存在直流电弧区域。4.根据权利要求3所述的基于计算机视觉的光伏电站火灾隐患监测方法，其特征在于，所述（3），包括：基于可见光视频图像获取在预设时间段内直流电弧的图像特征序列数据，并获取发生直流电弧的第一位置；基于热成像图像分析所述第一位置在预设时间段内的温度序列数据；基于图像特征序列数据和温度序列数据的关联关系确定在预设时间段内直流电弧的第一状态变化数据。5.根据权利要求4所述的基于计算机视觉的光伏电站火灾隐患监测方法，其特征在于，基于可见光视频图像获取在预设时间段内直流电弧的图像特征序列数据，包括：基于图像帧的直流电弧区域的面积、直流电弧区域边缘上距离最远的两个点之间的直线距离确定直流电弧的第一图像特征参数；基于直流电弧区域的弧柱区域和外围光圈区域图像像素特征确定直流电弧的第二图像特征参数；基于所述第一图像特征参数和第二图像特征参数获取预设时间段内直流电弧的图像特征序列数据。6.根据权利要求4所述的基于计算机视觉的光伏电站火灾隐患监测方法，其特征在于，所述基于图像特征序列数据和温度序列数据的关联关系确定在预设...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨帆，马乐，李键，路亚斌，陶训峰，
申请(专利权)人：安徽省国家电投和新电力技术研究有限公司，
类型：发明
国别省市：