一种基于分布式光伏故障检测系统技术方案

本发明专利技术涉及分布式光伏故障检测技术领域，具体涉及一种基于分布式光伏故障检测系统，通过设置区域光伏分布划区模块、区域光伏板基本参数获取模块、区域光伏板运行参数获取模块、区域运行参数检测分析模块、云端数据库、区域智能显示终端，在传统光电输出检测上利用云端更加高效快捷，利用无人机对各区域分布式光伏板进行高清热成像图像采集，利用现代新颖图像处理和云端对比分析，同时考虑到各区域分布式光伏板的光电，温度，热斑，环境，阴影，尘埃和极端天气综合影响，相比较传统检测在极端天气下有明显优势，提高了光伏系统的全面性和准确率，通过区域智能显示终端实时直观了解系统的各项状态，增强了系统可观测性和检测效率。增强了系统可观测性和检测效率。增强了系统可观测性和检测效率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于分布式光伏故障检测系统


[0001]本专利技术涉及分布式光伏故障检测
，具体而言，涉及一种基于分布式光伏故障检测系统。

技术介绍

[0002]地球能源的快速消耗，使人们更加关注对可再生能源的使用，光伏发电板是一种利用光伏效应将光能转换成电能的发电设备，当光照射到半导体材料上时，光子与材料中的原子发生相互作用，激发出电子和电子空穴对，从而产生电流，以此实现电力的输出和传送，光伏发电系统可以分布式部署，将多个小规模的光伏系统分布在建筑物、屋顶、太阳能农业大棚等地方，这种分布式发电方式有效减少了电能输送的损耗和线路建设的成本，并促进了能源的自给自足，光伏发电系统的自给自足性可以降低对外部能源供应的依赖，增强能源安全，但是现有技术方案没有同时考虑到各区域分布式光伏板的光电、温度、热斑、环境、阴影、尘埃和极端天气综合影响，无法分析全面准确，由此可见，需要一种基于分布式光伏故障检测系统准确定位分析光伏运行潜在风险以提高系统的稳定性和效率。
[0003]现有技术针对分布式光伏的故障检测还存较大程度的局限性，具体的层面包括：
[0004]1、在分布式光伏系统中，分布式光伏不同于大面积阵列式光伏，可以统合大系统做统一管理，分布式光伏分散且相对独立，检测系统如果对故障报错，必须及时准确定位故障具体发生在哪个参数对应的部件。由于光伏系统被多个因素影响，故障可能是由不同的因素引起的，传统检测方法无法准确地定位故障点且需要耗费大量时间和精力。
[0005]2、在分布式光伏系统中，现有的检测系统多为检查人员携带检查设备进行定时定点的巡回检查，而传统检查方式只能检查光伏板的输出电压电流，无法科学全面的筛查分布式光伏板的潜在运行异常因素，不仅极大降低了对分布式光伏板进行响应处理的时效性，导致对应区域的光伏发电突发故障的频次上升。同时，分布式光伏板分散且独立，检测和判断异常的周期都很长和固定维护成本也很高，不利于分布式光伏板合理高效的维护运行。
[0006]3、在分布式光伏系统中，现有的检测系统缺乏针对具体的分布式光伏表面热斑、表面尘埃、表面阴影、空气尘埃影响的判断和排除极端天气对分布式光伏检测的破坏性扰乱的干扰，没有云端数据端对各因素进行分析判断，也没有对各因素有具体的直观的数据图表报告，缺乏直观有效的观察分布式光伏板每一个具体的运行情况，不能对分布式光伏板具体运行参数做实时的检测判断，效率和准确性极其低下。

技术实现思路

[0007]为了克服
技术介绍
中的缺点，本专利技术实施例提供了一种基于分布式光伏故障检测系统，能够有效解决上述
技术介绍
中涉及的问题。
[0008]本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种基于分布式光伏故障检测系统，包括：区域光伏分布划区模块，区域光伏板基本参数获取模块，区域光伏板运行参数获
取模块，区域运行参数检测分析模块，云端数据库，区域智能显示终端。区域光伏分布划区模块，将分布式光伏划分为若干区域，其中各区域分别对应若干光伏板，记为各区域光伏板。区域光伏板基本参数获取模块，用于获取各区域光伏板的基本参数，评估光电符合系数。区域光伏板运行参数获取模块，用于获取各区域光伏板的运行参数，对各区域光伏板进行高清热成像图像采集,对采集的各区域光伏板的高清热成像图像进行图像处理，结合图像处理结果，评估运行温度符合系数和光吸收减弱指数。区域运行参数检测分析模块，用于根据各区域光伏板的光电符合系数、运行温度符合系数和光吸收减弱指数，对各区域光伏板运行参数进行获取并分析，评估出各区域光伏板对应的运行风险指数。云端数据库，用于存储各区域光伏板各基本参数和各运行参数及根据各参数得出的评估结果、处理过程的数据，并存储图像处理下各预定义灰度值。区域智能显示终端，依据各区域光伏板的运行风险指数和云端数据库的各区域光伏板各基本参数和各运行参数，通过智能显示终端进行综合显示。
[0009]作为一种优选设计方案，所述云端数据库用于存储各区域光伏板各基本参数和各运行参数及根据各参数得出的评估结果、处理过程的数据，具体包括：云端数据库存储的各运行参数包括各区域光伏板的各种因子，包括各区域光伏板的预定义老化损耗因子、光伏板表面阴影覆盖对各区域光伏板影响因子、各区域光伏板预定义极端天气修正因子、预定义标准灰度值下空气尘埃密度对各区域光伏板影响因子、预定义标准灰度值下各区域光伏板表面尘埃密度对各区域光伏板影响因子。各区域光伏板的预定义热斑判定起始温度、环境温度灰度值图像。各区域光伏板的图像处理下各预定义值对应灰度值，包括预定义各区域光伏板标准温度对应灰度值、预定义各区域光伏板标准光照无尘埃匹配标准灰度值、预定义各区域光伏板阴影阈值匹配标准灰度值。
[0010]作为一种优选设计方案，所述区域光伏板基本参数获取模块中获取各区域光伏板基本参数的具体过程包括：确定各区域光伏板对应的放置位置及编号，n表示区域各区域光伏板放置位置的编号，放置位置与编号一一对应，将各区域光伏板使用时长进行若干等比分割，得到各检测时间点，记为t0，t0＝1,2,...,t。在各检测时间点，对各区域光伏板基本参数进行检测，其中基本参数包括各区域光伏板的输出电流、输出电压、光照强度有效光面积空气尘埃密度D，得到各检测时间点对应各区域光伏板的输出电流、输出电压，进而处理得到各检测时间点对应各区域光伏板的实际输出功率并计算得到各检测时间中各区域光伏板的实际平均输出功率各区域光伏板放置位置的编号、检测时间点、输出电流、输出电压、光照强度、有效光面积、输出功率和空气尘埃密度D实时上传云端数据库。与云端数据库的各区域光伏板有效光面积的各区域光伏板光照强度区间下的对应输出功率进行匹配，得到各检测时间点中各区域光伏板有效光面积的各区域光伏板对应输出功率依据各检测时间点，与云端数据库的各区域光伏板的预定义老化损耗因子进行匹配，得到各区域光伏板的老化损耗值
[0011]作为一种优选设计方案，所述区域光伏板基本参数获取模块对应的光电符合系数α，具体的获取步骤为：根据各区域光伏板的放置位置的编号n，检测时间点t0，对应的实际输出功率实际平均输出功率有效光面积光照强度老化损耗值以及各
区域光伏板有效光面积的各区域光伏板对应输出功率计算出光电符合系数α，光电符合系数α的具体计算公式为：其中为预设的各区域光伏板对应电池板所属输出功率允许偏差值，为预设的各区域光伏板所属输出功率的输出稳定影响因子，光电符合系数α实时上传云端数据库。
[0012]作为一种优选设计方案，对区域光伏板运行参数获取模块还用于各区域光伏板热斑占比判定，具体过程包括：通过无人机携带的高清热成像摄像头近距离对区域各光伏全板拍摄，得到各区域光伏板的运行温度图像和环境温度图像，以云端数据库的预定义标准温度K1对应灰度值为基准，通过得到的温度图像灰度值处理后，所有灰度值点全部统计，记为m0，m0＝1,2,...,m，以及云端数据库的存储的各区域光伏板放置位置的编号n，得到各区域光伏板的实际运行温度依据云端数据库各区域光伏板预定义热斑判定起始温度设热斑判定函数统计所有在各区域光伏板预定义热斑判本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于分布式光伏故障检测系统，其特征在于，包括：区域光伏分布划区模块，将分布式光伏划分为若干区域，其中各区域分别对应若干光伏板，记为各区域光伏板；区域光伏板基本参数获取模块，用于获取各区域光伏板的基本参数，评估光电符合系数；区域光伏板运行参数获取模块，用于获取各区域光伏板的运行参数，对各区域光伏板进行高清热成像图像采集,对采集的各区域光伏板的高清热成像图像进行图像处理，结合图像处理结果，评估运行温度符合系数和光吸收减弱指数；区域运行参数检测分析模块，用于根据各区域光伏板的光电符合系数、运行温度符合系数和光吸收减弱指数，对各区域光伏板运行参数进行获取并分析，评估出各区域光伏板对应的运行风险指数；云端数据库，用于存储各区域光伏板各基本参数和各运行参数及根据各参数得出的评估结果、处理过程的数据，并存储图像处理下各预定义灰度值；区域智能显示终端，依据各区域光伏板的运行风险指数和云端数据库的各区域光伏板各基本参数和各运行参数，通过智能显示终端进行综合显示。2.根据权利要求1所述的一种基于分布式光伏板故障检测系统，其特征在于，所述云端数据库用于存储各区域光伏板各基本参数和各运行参数及根据各参数得出的评估结果和处理过程的数据，具体包括：云端数据库存储的各运行参数包括各区域光伏板的各种因子，包括各区域光伏板的预定义老化损耗因子、光伏板表面阴影覆盖对各区域光伏板影响因子、各区域光伏板预定义极端天气修正因子、预定义标准灰度值下空气尘埃密度对各区域光伏板影响因子、预定义标准灰度值下各区域光伏板表面尘埃密度对各区域光伏板影响因子；各区域光伏板的预定义热斑判定起始温度、环境温度灰度值图像；各区域光伏板的图像处理下各预定义值对应灰度值，包括预定义各区域光伏板标准温度对应灰度值、预定义各区域光伏板标准光照无尘埃匹配标准灰度值、预定义各区域光伏板阴影阈值匹配标准灰度值。3.根据权利要求1所述的一种基于分布式光伏故障检测系统，其特征在于，所述区域光伏板基本参数获取模块中获取各区域光伏板基本参数的具体过程包括：确定各区域光伏板对应的放置位置及编号，n表示区域各区域光伏板放置位置的编号，放置位置与编号一一对应，将各区域光伏板使用时长进行若干等比分割，得到各检测时间点，记为t0，t0＝1,2,...,t；在各检测时间点，对各区域光伏板基本参数进行检测，其中基本参数包括各区域光伏板的输出电流、输出电压、光照强度有效光面积空气尘埃密度D，得到各检测时间点对应各区域光伏板的输出电流、输出电压，进而处理得到各检测时间点对应各区域光伏板的实际输出功率并计算得到各检测时间中各区域光伏板的实际平均输出功率各区域光伏板放置位置的编号、检测时间点、输出电流、输出电压、光照强度、有效光面积、输出功率和空气尘埃密度D实时上传云端数据库；与云端数据库的各区域光伏板有效光面积的各区域光伏板光照强度区间下的对应输
出功率进行匹配，得到各检测时间点中各区域光伏板有效光面积的各区域光伏板对应输出功率依据各检测时间点，与云端数据库的各区域光伏板的预定义老化损耗因子进行匹配，得到各区域光伏板的老化损耗值4.根据权利要3所述的一种基于分布式光伏故障检测系统，其特征在于，所述区域光伏板基本参数获取模块对应的光电符合系数α，具体的获取步骤为：根据各区域光伏板的放置位置的编号n，检测时间点t0，对应的实际输出功率实际平均输出功率有效光面积光照强度老化损耗值以及各区域光伏板有效光面积的各区域光伏板对应输出功率计算出光电符合系数α，光电符合系数α的具体计算公式为：其中为预设的各区域光伏板对应电池板所属输出功率允许偏差值，为预设的各区域光伏板所属输出功率的输出稳定影响因子，光电符合系数α实时上传云端数据库。5.根据权利要求1所述的一种基于分布式光伏故障检测系统，其特征在于，所述区域光伏板运行参数获取模块还用于各区域光伏板热斑占比判定，具体过程包括：通过无人机携带的高清热成像摄像头近距离对区域各光伏全板拍摄，得到各区域光伏板的运行温度图像和环境温度图像，以云端数据库的预定义标准温度K1对应灰度值为基准，通过得到的温度图像灰度值处理后，所有灰度值点全部统计，记为m0，m0＝1,2,...,m，以及云端数据库的存储的各区域光伏板放置位置的编号n，得到各区域光伏板的实际运行温度依据云端数据库各区域光伏板预定义热斑判定起始温度设热斑判定函数统计所有在各区域光伏板预定义热斑判定起始温度以上的对应灰度值点，统计后各区域光伏板热斑与全板灰度值占比值记为σ，其计算公式为：各区域光伏板热斑与全板灰度值占比值σ实时上传云端数据库。6.根据权利要求5所述的一种基于分布式光伏故障检测系统，其特征在于，所述区域光伏板运行...

【专利技术属性】
技术研发人员：贺松波，
申请(专利权)人：湖南华辰悦科技有限公司，
类型：发明
国别省市：