本申請(qǐng)涉及光伏電站監(jiān)測(cè)相關(guān)，具體涉及一種新能源分布式光伏電站的運(yùn)行故障監(jiān)測(cè)方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、在當(dāng)今全球能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的大背景下，新能源的開發(fā)與利用已成為推動(dòng)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵力量。分布式光伏電站作為新能源領(lǐng)域的重要組成部分，以其清潔、可再生的特點(diǎn)，在緩解能源危機(jī)、減少環(huán)境污染方面展現(xiàn)出巨大潛力，然而，隨著分布式光伏電站的廣泛部署與規(guī)模擴(kuò)大，其運(yùn)行過程中的故障監(jiān)測(cè)與維護(hù)問題日益凸顯，分布式光伏電站通常由大量光伏板組成，這些光伏板直接暴露于戶外環(huán)境中，長(zhǎng)期受到光照、溫度、濕度、風(fēng)沙等多種自然因素的影響，極易發(fā)生各種故障，如光伏板老化、裂紋、熱斑效應(yīng)、接線盒故障等，這些故障不僅會(huì)導(dǎo)致發(fā)電效率下降，還可能引發(fā)火災(zāi)等安全隱患，對(duì)電站的安全穩(wěn)定運(yùn)行構(gòu)成嚴(yán)重威脅，傳統(tǒng)的光伏電站故障監(jiān)測(cè)方法多依賴于人工巡檢，存在效率低、成本高、響應(yīng)慢等弊端，難以滿足大規(guī)模分布式光伏電站的運(yùn)維需求。

2、因此，現(xiàn)階段分布式光伏電站的運(yùn)行故障監(jiān)測(cè)相關(guān)技術(shù)中，存在難以精準(zhǔn)識(shí)別定位光伏板表面損傷異常，進(jìn)而導(dǎo)致故障識(shí)別的精準(zhǔn)性、可靠性不足的技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本申請(qǐng)通過提供一種新能源分布式光伏電站的運(yùn)行故障監(jiān)測(cè)方法及系統(tǒng)，采用集成高分辨率攝像頭和紅外熱像儀、圖像差分處理、檢測(cè)結(jié)果分析校驗(yàn)等技術(shù)手段，解決了現(xiàn)有新能源分布式光伏電站運(yùn)行故障監(jiān)測(cè)存在的難以精準(zhǔn)識(shí)別定位光伏板表面損傷異常，進(jìn)而導(dǎo)致故障識(shí)別的精準(zhǔn)性、可靠性不足的技術(shù)問題，達(dá)到了提高光伏電站運(yùn)行故障監(jiān)測(cè)的精準(zhǔn)度和可靠性的技術(shù)效果。

2、本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N新能源分布式光伏電站的運(yùn)行故障監(jiān)測(cè)方法，所述方法包括：獲取目標(biāo)分布式光伏電站的光伏陣列信息，基于所述光伏陣列信息布設(shè)多個(gè)監(jiān)測(cè)單元，每個(gè)監(jiān)測(cè)單元包括高分辨率攝像頭和紅外熱像儀；通過所述高分辨率攝像頭和所述紅外熱像儀，采集光伏板的光伏圖像序列和紅外圖像序列，識(shí)別并標(biāo)識(shí)所述紅外圖像序列的多個(gè)紅外圖像的異常溫度區(qū)域，獲得異常溫度分布；對(duì)所述光伏圖像序列進(jìn)行圖像差分，生成光伏板差分圖像，對(duì)所述光伏板差分圖像進(jìn)行區(qū)域檢測(cè)，獲取光伏板異常區(qū)域；對(duì)所述光伏板異常區(qū)域進(jìn)行分類和定位，獲得光伏板異常檢測(cè)結(jié)果，利用所述異常溫度分布對(duì)所述光伏板異常檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行分析校驗(yàn)，生成光伏板異常分布；通過無線通信將所述光伏板異常分布傳輸至中央監(jiān)控系統(tǒng)并進(jìn)行運(yùn)維規(guī)劃。

3、在可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述識(shí)別并標(biāo)識(shí)所述紅外圖像序列的多個(gè)紅外圖像的異常溫度區(qū)域，獲得異常溫度分布，執(zhí)行以下處理：對(duì)第一紅外圖像進(jìn)行溫度檢測(cè)，提取出每個(gè)像素點(diǎn)的溫度值，生成溫度矩陣；根據(jù)溫度閾值區(qū)間對(duì)所述溫度矩陣進(jìn)行區(qū)域分割，基于區(qū)域分割結(jié)果進(jìn)行標(biāo)識(shí)，生成初始異常區(qū)域標(biāo)識(shí)；對(duì)所述初始異常區(qū)域標(biāo)識(shí)進(jìn)行連通性分析，提取每個(gè)異常區(qū)域的形狀特征，標(biāo)注獲得異常溫度分布。

4、在可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述對(duì)所述光伏圖像序列進(jìn)行圖像差分，生成光伏板差分圖像，執(zhí)行以下處理：對(duì)所述光伏圖像序列進(jìn)行灰度化處理，獲得光伏灰度圖像序列；對(duì)所述光伏灰度圖像序列進(jìn)行圖像配準(zhǔn)，基于圖像配準(zhǔn)結(jié)果進(jìn)行圖像差分，生成光伏板差分圖像。

5、在可能的實(shí)現(xiàn)方式中，對(duì)所述光伏灰度圖像序列進(jìn)行圖像配準(zhǔn)，基于圖像配準(zhǔn)結(jié)果進(jìn)行圖像差分，還執(zhí)行以下處理：提取每個(gè)光伏灰度圖像的關(guān)鍵特征點(diǎn)，對(duì)相鄰的兩個(gè)光伏灰度圖像進(jìn)行特征點(diǎn)匹配，獲取多個(gè)匹配點(diǎn)位；根據(jù)匹配點(diǎn)位對(duì)齊圖像，生成圖像變換矩陣，進(jìn)行幾何變換完成圖像配準(zhǔn)；基于配準(zhǔn)后的圖像序列進(jìn)行圖像差分計(jì)算，生成光伏板差分圖像。

6、在可能的實(shí)現(xiàn)方式中，對(duì)所述光伏板差分圖像進(jìn)行區(qū)域檢測(cè)，獲取光伏板異常區(qū)域，還執(zhí)行以下處理：通過設(shè)置閾值對(duì)光伏板差分圖像進(jìn)行二值化處理，生成光伏板二值化差分圖像；對(duì)所述光伏板二值化差分圖像進(jìn)行連通性檢測(cè)，將相連的白色像素點(diǎn)標(biāo)記為同一連通區(qū)域，獲得多個(gè)連通區(qū)域；對(duì)所述多個(gè)連通區(qū)域分別進(jìn)行特征提取，分割獲得光伏板異常區(qū)域。

7、在可能的實(shí)現(xiàn)方式中，對(duì)所述光伏板異常區(qū)域進(jìn)行分類和定位，獲得光伏板異常檢測(cè)結(jié)果，還執(zhí)行以下處理：基于特征相似性將所述光伏板異常區(qū)域進(jìn)行特征聚類，基于特征聚類結(jié)果，利用異常分類模型進(jìn)行分類，獲得多個(gè)異常類型；標(biāo)注光伏板異常區(qū)域的邊界，生成光伏板異常檢測(cè)結(jié)果，所述光伏板異常檢測(cè)結(jié)果包括異常區(qū)域數(shù)量、位置以及異常程度。

8、在可能的實(shí)現(xiàn)方式中，利用所述異常溫度分布對(duì)所述光伏板異常檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行分析校驗(yàn)，生成光伏板異常分布，還執(zhí)行以下處理：通過空間坐標(biāo)匹配，將紅外圖像的異常溫度分布與光伏板異常檢測(cè)結(jié)果中的異常區(qū)域進(jìn)行對(duì)應(yīng)匹配；對(duì)每個(gè)匹配后的異常區(qū)域進(jìn)行一致性分析；若一致性校驗(yàn)通過，生成光伏板異常分布。

9、本申請(qǐng)還提供了一種新能源分布式光伏電站的運(yùn)行故障監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括：監(jiān)測(cè)單元布設(shè)模塊，所述監(jiān)測(cè)單元布設(shè)模塊用于獲取目標(biāo)分布式光伏電站的光伏陣列信息，基于所述光伏陣列信息布設(shè)多個(gè)監(jiān)測(cè)單元，每個(gè)監(jiān)測(cè)單元包括高分辨率攝像頭和紅外熱像儀；圖像序列采集模塊，所述圖像序列采集模塊用于通過所述高分辨率攝像頭和所述紅外熱像儀，采集光伏板的光伏圖像序列和紅外圖像序列，識(shí)別并標(biāo)識(shí)所述紅外圖像序列的多個(gè)紅外圖像的異常溫度區(qū)域，獲得異常溫度分布；光伏板異常區(qū)域獲取模塊，所述光伏板異常區(qū)域獲取模塊用于對(duì)所述光伏圖像序列進(jìn)行圖像差分，生成光伏板差分圖像，對(duì)所述光伏板差分圖像進(jìn)行區(qū)域檢測(cè)，獲取光伏板異常區(qū)域；光伏板異常分布生成模塊，所述光伏板異常分布生成模塊用于對(duì)所述光伏板異常區(qū)域進(jìn)行分類和定位，獲得光伏板異常檢測(cè)結(jié)果，利用所述異常溫度分布對(duì)所述光伏板異常檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行分析校驗(yàn)，生成光伏板異常分布；光伏板異常分布運(yùn)維規(guī)劃模塊，所述光伏板異常分布運(yùn)維規(guī)劃模塊用于通過無線通信將所述光伏板異常分布傳輸至中央監(jiān)控系統(tǒng)并進(jìn)行運(yùn)維規(guī)劃。

10、擬通過本申請(qǐng)?zhí)岢龅囊环N新能源分布式光伏電站的運(yùn)行故障監(jiān)測(cè)方法及系統(tǒng)，獲取目標(biāo)分布式光伏電站的光伏陣列信息，基于光伏陣列信息布設(shè)多個(gè)監(jiān)測(cè)單元；采集光伏板的光伏圖像序列和紅外圖像序列，獲得異常溫度分布；對(duì)光伏板差分圖像進(jìn)行區(qū)域檢測(cè)，獲取光伏板異常區(qū)域；對(duì)光伏板異常檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行分析校驗(yàn)，生成光伏板異常分布；通過無線通信將光伏板異常分布傳輸至中央監(jiān)控系統(tǒng)并進(jìn)行運(yùn)維規(guī)劃。解決了現(xiàn)有新能源分布式光伏電站運(yùn)行故障監(jiān)測(cè)存在的難以精準(zhǔn)識(shí)別定位光伏板表面損傷異常，進(jìn)而導(dǎo)致故障識(shí)別的精準(zhǔn)性、可靠性不足的技術(shù)問題，達(dá)到了提高光伏電站運(yùn)行故障監(jiān)測(cè)的精準(zhǔn)度和可靠性的技術(shù)效果。

技術(shù)特征：

1.一種新能源分布式光伏電站的運(yùn)行故障監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，所述方法包括：

2.如權(quán)利要求1所述的一種新能源分布式光伏電站的運(yùn)行故障監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，所述識(shí)別并標(biāo)識(shí)所述紅外圖像序列的多個(gè)紅外圖像的異常溫度區(qū)域，獲得異常溫度分布，包括：

3.如權(quán)利要求1所述的一種新能源分布式光伏電站的運(yùn)行故障監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，所述對(duì)所述光伏圖像序列進(jìn)行圖像差分，生成光伏板差分圖像，包括：

4.如權(quán)利要求3所述的一種新能源分布式光伏電站的運(yùn)行故障監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，對(duì)所述光伏灰度圖像序列進(jìn)行圖像配準(zhǔn)，基于圖像配準(zhǔn)結(jié)果進(jìn)行圖像差分，包括：

5.如權(quán)利要求4所述的一種新能源分布式光伏電站的運(yùn)行故障監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，對(duì)所述光伏板差分圖像進(jìn)行區(qū)域檢測(cè)，獲取光伏板異常區(qū)域，包括：

6.如權(quán)利要求5所述的一種新能源分布式光伏電站的運(yùn)行故障監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，對(duì)所述光伏板異常區(qū)域進(jìn)行分類和定位，獲得光伏板異常檢測(cè)結(jié)果，包括：

7.如權(quán)利要求1所述的一種新能源分布式光伏電站的運(yùn)行故障監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，利用所述異常溫度分布對(duì)所述光伏板異常檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行分析校驗(yàn)，生成光伏板異常分布，包括：

8.一種新能源分布式光伏電站的運(yùn)行故障監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)用于實(shí)施權(quán)利要求1-7任意一項(xiàng)所述的一種新能源分布式光伏電站的運(yùn)行故障監(jiān)測(cè)方法，所述系統(tǒng)包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種新能源分布式光伏電站的運(yùn)行故障監(jiān)測(cè)方法及系統(tǒng)，涉及光伏電站監(jiān)測(cè)相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域，該方法包括：獲取目標(biāo)分布式光伏電站的光伏陣列信息，基于光伏陣列信息布設(shè)多個(gè)監(jiān)測(cè)單元；采集光伏板的光伏圖像序列和紅外圖像序列，獲得異常溫度分布；對(duì)光伏板差分圖像進(jìn)行區(qū)域檢測(cè)，獲取光伏板異常區(qū)域；對(duì)光伏板異常檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行分析校驗(yàn)，生成光伏板異常分布；通過無線通信將光伏板異常分布傳輸至中央監(jiān)控系統(tǒng)并進(jìn)行運(yùn)維規(guī)劃。解決了現(xiàn)有新能源分布式光伏電站運(yùn)行故障監(jiān)測(cè)存在的難以精準(zhǔn)識(shí)別定位光伏板表面損傷異常，進(jìn)而導(dǎo)致故障識(shí)別的精準(zhǔn)性、可靠性不足的技術(shù)問題，達(dá)到了提高光伏電站運(yùn)行故障監(jiān)測(cè)的精準(zhǔn)度和可靠性的技術(shù)效果。

技術(shù)研發(fā)人員：劉顯茁,李崇浩,王皓懷,劉佳樂,鄧韋斯,胡甲秋
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國(guó)南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9