(12)发明专利申请
(10)申请公布号 CN 112288902 A(43)申请公布日 2021.01.29
(21)申请号 202010972946.X(22)申请日 2020.09.16
(71)申请人 华电电力科学研究院有限公司
地址 310030 浙江省杭州市西湖区西湖科
技经济园西园一路10号(72)发明人 张士龙 任翔
(74)专利代理机构 杭州天欣专利事务所(普通
合伙) 33209
代理人 张狄峰(51)Int.Cl.
G07C 1/20(2006.01)G01S 17/08(2006.01)H04N 5/225(2006.01)H04N 5/232(2006.01)H04N 5/33(2006.01)
权利要求书1页 说明书4页 附图1页
(54)发明名称
一种无人值守光伏电站自动巡检装置及自动巡检方法
(57)摘要
本发明公开了一种无人值守光伏电站自动巡检装置及自动巡检方法，属于光伏领域，包括用于检测光伏组件热斑故障的红外热成像云平台、自动拍摄组件红外热斑故障的镜头、拍摄光学图像的镜头、激光测距仪、通信天线、电池和驱动部件；通过软件将现场对巡检地形拍的照片拟合成三维地图，运维人员在三维地图上设定自动巡检路线，装置将按照设定的自动巡检时间和自动巡检路线进行巡检和检测；拍摄的巡检录像和红外热成像图片通过无线传输至监控平台，平台对故障自动报警，节约成本，并且巡检结果不受环境和人员情绪的限制；实现光伏电站无人值守、自动巡检。
CN 112288902 ACN 112288902 A
权 利 要 求 书
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1.一种无人值守光伏电站自动巡检装置，其特征在于：包括用于检测光伏组件热斑故障的红外热成像云平台（1）、自动拍摄组件红外热斑故障的镜头（2）、拍摄光学图像的镜头（3）、激光测距仪（4）、通信天线（5）、电池（6）和驱动部件（7）；所述自动拍摄组件红外热斑故障的镜头（2）和拍摄光学图像的镜头（3）安装于用于检测光伏组件热斑故障的红外热成像云平台（1）的上方，且自动拍摄组件红外热斑故障的镜头（2）和拍摄光学图像的镜头（3）水平布置在装置的顶部，所述自动拍摄组件红外热斑故障的镜头（2）和拍摄光学图像的镜头（3）拍摄数据无线传输至监控平台；所述激光测距仪（4）安装于用于检测光伏组件热斑故障的红外热成像云平台（1）的下方，用于在装置行走时测量障碍物距离；所述通信天线（5）安装在装置的边侧，用于通信；所述电池（6）安装在装置的内部，用于提供电能；所述驱动部件（7）安装在装置的底部，用于驱动装置底部的胶轮行走。
2.根据权利要求1所述的无人值守光伏电站自动巡检装置，其特征在于：所述装置对其自动巡检的范围进行全面拍照，绘制装置自动巡检范围的三维地图。
3.根据权利要求2所述的无人值守光伏电站自动巡检装置，其特征在于：在三维地图上设置装置的行走路线，装置按照设定的行走路线进行定时自动巡检。
4.根据权利要求3所述的无人值守光伏电站自动巡检装置，其特征在于：在三维地图上设定的行走路线为闭环路线，当路线上可能存在障碍物时，设定路线时，设定障碍物的旁路路线，当装置遇到障碍物时自动选择旁路路线继续巡检，直至回到闭环路线的终点。
5.一种如权利要求1~4中任一项所述的无人值守光伏电站自动巡检装置的自动巡检方法，其特征在于：过程如下：
1）运维人员检查驱动部件（7）是否正常；2）运维人员检查激光测距仪（4）、通信天线（5）、电池（6）是否正常；3）运维人员检查用于检测光伏组件热斑故障的红外热成像云平台（1）、自动拍摄组件红外热斑故障的镜头（2）、拍摄光学图像的镜头（3）设备是否正常；
4）运维人员进行光伏电站自动巡检范围拍照；5）通过软件将拍照形成三维地图；6）运维人员设定自动巡检路线和巡检点的用于检测光伏组件热斑故障的红外热成像云平台（1）的角度；
7）启动装置，自动巡检；8）设定自动定时巡检的时间；9）自此，日复一日的巡检工作交给自动巡检装置，人员返回监控中心。
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说 明 书
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一种无人值守光伏电站自动巡检装置及自动巡检方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种无人值守光伏电站自动巡检装置及自动巡检方法，属于光伏领域。
背景技术
[0002]太阳电池组件通常安装在地域开阔、阳光充足的地带。在长期使用中难免落上飞鸟、尘土、落叶等遮挡物，这些遮挡物在太阳电池组件上就形成了阴影，在大型太阳电池组件方阵中行间距不适合也能互相形成阴影。由于局部阴影的存在，太阳电池组件中某些电池单片的电流、电压发生了变化。其结果使太阳电池组件局部电流与电压之积增大，从而在这些电池组件上产生了局部温升。太阳电池组件中某些电池单片本身缺陷也可能使组件在工作时局部发热，这种现象叫“热斑效应”。[0003]在一定条件下，一串联支路中被遮蔽的太阳电池组件，将被当作负载消耗其他有光照的太阳电池组件所产生的能量。被遮蔽的太阳电池组件此时会发热，这种效应能严重地破坏太阳能电池，严重的可能使焊点融化、封装材料破坏，甚至会使整个组件失效，有光照的太阳电池所产生的部分能量，都可能被遮蔽的电池所消耗。[0004]光伏组件热斑的危害很大，因此电站需要经常查找这种热斑故障的组件及时更换，但是一个大型光伏电站有数万、甚至数十万张组件，由人员全面排查热斑故障难度很大，基本难以实现，并且光伏电站地域辽阔，由人员对整个光伏电站按时巡检难度很大，因此需要一种自动排查光伏电站热斑故障同时能自动巡检的装置。
[0005]电力系统具有大量无人值守机房/变电站的用户的远程综合监控需求，通过加强计算机技术、图像数字化技术和信息技术的应用，实现用户对前端无人或少人值守系统的综合监控、集中管理，利用现有的网络对前端的图像、环境、设备运行状态、门禁、周界防范等进行有效的监控和管理，大幅度提高了对前端监控的实时性、有效性，降低了人员及管理成本。
[0006]光伏电站，特别是偏远地区的光伏电站，无人值守是大势所趋。无人值守系统的优点如下：
1、架构合理，理念先进；2、综合平台,功能强大：集视频监控、动力环境监测、综合报警处理于一体，支持短信发送报警；
3、集成度高，使用方便，降低用户维护成本；4、扩展性好，灵活升级；5、开放协议，便于兼容；6、安全生产，增效减资，减员增效；
因此急需一种无人值守光伏电站自动巡检装置及无人值守光伏电站自动巡检方法，实现自动开展检测，减少人员，提高光伏电站运维的自动化水平。
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说 明 书
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发明内容
[0007]本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种无人值守光伏电站自动巡检装置及自动巡检方法。
[0008]本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种无人值守光伏电站自动巡检装置，其特征在于：包括用于检测光伏组件热斑故障的红外热成像云平台、自动拍摄组件红外热斑故障的镜头、拍摄光学图像的镜头、激光测距仪、通信天线、电池和驱动部件；所述自动拍摄组件红外热斑故障的镜头和拍摄光学图像的镜头安装于用于检测光伏组件热斑故障的红外热成像云平台的上方，且自动拍摄组件红外热斑故障的镜头和拍摄光学图像的镜头水平布置在装置的顶部，所述自动拍摄组件红外热斑故障的镜头和拍摄光学图像的镜头拍摄数据无线传输至监控平台；所述激光测距仪安装于用于检测光伏组件热斑故障的红外热成像云平台的下方，用于在装置行走时测量障碍物距离；所述通信天线安装在装置的边侧，用于通信；所述电池安装在装置的内部，用于提供电能；所述驱动部件安装在装置的底部，用于驱动装置底部的胶轮行走。[0009]进一步的，所述装置对其自动巡检的范围进行全面拍照，绘制装置自动巡检范围的三维地图。
[0010]进一步的，在三维地图上设置装置的行走路线，装置按照设定的行走路线进行定时自动巡检。
[0011]进一步的，在三维地图上设定的行走路线为闭环路线，当路线上可能存在障碍物时，设定路线时，设定障碍物的旁路路线，当装置遇到障碍物时自动选择旁路路线继续巡检，直至回到闭环路线的终点。[0012]进一步的，装置设置了自动拍摄组件红外热斑故障的镜头和拍摄光学图像的镜头，既能自动巡检组件红外热斑，又能进行可见光拍照和录像，进行组件、设备、环境的巡检。
[0013]进一步的，装置设置了用于检测光伏组件热斑故障的红外热成像云平台，在三维地图上设定路线时，可以根据预先知道的设备的高低位置变化，提前设定各个巡检点的用于检测光伏组件热斑故障的红外热成像云平台的角度，装置进行到设定点时，自动按照程序调整角度，进行巡检。[0014]进一步的，无人值守光伏电站自动巡检装置能自动巡检、自动判别、自动报警，装置具备如下功能：
1）自动进行巡检。[0015]2）自动进行红外热成像试验检测和数据判别。
[0016]所述的无人值守光伏电站自动巡检装置的自动巡检方法，其特征在于：过程如下：
1）运维人员检查驱动部件是否正常；2）运维人员检查激光测距仪、通信天线、电池等设备是否正常；3）运维人员检查用于检测光伏组件热斑故障的红外热成像云平台、自动拍摄组件红外热斑故障的镜头、拍摄光学图像的镜头设备是否正常；
4）运维人员进行光伏电站自动巡检范围拍照；5）通过软件将拍照形成三维地图；6）运维人员设定自动巡检路线和巡检点的用于检测光伏组件热斑故障的红外热成像
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云平台的角度；
7）启动装置，自动巡检；8）设定自动定时巡检的时间；9）自此，日复一日的巡检工作交给自动巡检装置，人员返回监控中心。[0017]本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：装置运行时，实现无人值守，减少了人员的投入，降低了成本，并且人员不用被迫暴晒了，改善了人员工作环境，提高了光伏电站的自动运维水平。提高了自动化程度，减少了人员巡检的误差，减少试验结果的不确定度，提高了试验结果的数据准确性。附图说明
[0018]图1是本发明的结构示意图。[0019]图中：用于检测光伏组件热斑故障的红外热成像云平台1、自动拍摄组件红外热斑故障的镜头2、拍摄光学图像的镜头3、激光测距仪4、通信天线5、电池6、驱动部件7。具体实施方式
[0020]下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。[0021]参见图1，一种无人值守光伏电站自动巡检装置，包括用于检测光伏组件热斑故障的红外热成像云平台1、自动拍摄组件红外热斑故障的镜头2、拍摄光学图像的镜头3、激光测距仪4、通信天线5、电池6和驱动部件7；自动拍摄组件红外热斑故障的镜头2和拍摄光学图像的镜头3安装于用于检测光伏组件热斑故障的红外热成像云平台1的上方，且自动拍摄组件红外热斑故障的镜头2和拍摄光学图像的镜头3水平布置在装置的顶部，自动拍摄组件红外热斑故障的镜头2和拍摄光学图像的镜头3拍摄数据无线传输至监控平台；激光测距仪4安装于用于检测光伏组件热斑故障的红外热成像云平台1的下方，用于在装置行走时测量障碍物距离；通信天线5安装在装置的边侧，用于通信；电池6安装在装置的内部，用于提供电能；驱动部件7安装在装置的底部，用于驱动装置底部的胶轮行走。[0022]具体的，装置对其自动巡检的范围进行全面拍照，绘制装置自动巡检范围的三维地图。
[0023]具体的，在三维地图上设置装置的行走路线，装置按照设定的行走路线进行定时自动巡检。
[0024]具体的，在三维地图上设定的行走路线为闭环路线，当路线上可能存在障碍物时，设定路线时，设定障碍物的旁路路线，当装置遇到障碍物时自动选择旁路路线继续巡检，直至回到闭环路线的终点。
[0025]无人值守光伏电站自动巡检装置的自动巡检方法，过程如下：
1）运维人员检查驱动部件7是否正常；2）运维人员检查激光测距仪4、通信天线5、电池6等设备是否正常；3）运维人员检查用于检测光伏组件热斑故障的红外热成像云平台1、自动拍摄组件红外热斑故障的镜头2、拍摄光学图像的镜头3设备是否正常；
4）运维人员进行光伏电站自动巡检范围拍照；
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5）通过软件将拍照形成三维地图；6）运维人员设定自动巡检路线和巡检点的用于检测光伏组件热斑故障的红外热成像云平台1的角度；
7）启动装置，自动巡检；8）设定自动定时巡检的时间；9）自此，日复一日的巡检工作交给自动巡检装置，人员返回监控中心。[0026]该装置通过软件将现场对巡检地形拍的照片拟合成三维地图，运维人员在三维地图上设定自动巡检路线，装置将按照设定的自动巡检时间和自动巡检路线进行巡检和检测；拍摄的巡检录像和红外热成像图片通过无线传输至监控平台，平台对故障自动报警，节约成本，并且巡检结果不受环境和人员情绪的限制；实现光伏电站无人值守、自动巡检。[0027]本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域专业技术人员公知的现有技术。[0028]虽然本发明已以实施例公开如上，但其并非用以限定本发明的保护范围，任何熟悉该项技术的技术人员，在不脱离本发明的构思和范围内所作的更动与润饰，均应属于本发明的保护范围。
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说 明 书 附 图
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