CN104901617A - 一种光伏组件清洗实现方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种光伏组件清洗实现方法及系统，通过巡检设备采集不同区域光伏组件干净的表面与存在的污秽的表面的对比图像，根据遮挡程度分析算法，量化光伏组件的污秽程度。通过对光伏组件污秽程度值的采样，及通过服务器与同时、同位置组件的发电量相关联，随着光伏组件不同污秽程度时发电量变化的采样数据样本量增多，结合其他电气设备实时效率的分析，可提供光伏电站中不同区域的光伏方阵中光伏组件表面污秽程度对发电量影响与清洗成本的经济平衡点，并自动提示用户是否进行清洗，方便了用户。
Description
技术领域
本发明涉及光伏电站技术领域，尤其涉及的是一种光伏组件清洗实现方法及系统。
背景技术
随着光伏电站的大规模建设，投运的光伏电站数量剧增，光伏电站运维管理系统的作用是实现降低运维成本及保障发电量提升收益这两大核心目标。一个中等规模的30MW光伏电站，涉及到的光伏板、汇流箱、逆变器、箱变等设备数会多达十万以上，目前光伏电站的监控系统依靠传感器技术只能实现汇流箱、逆变器、箱变等设备电流、电压及温度等关键参数的运行状态监控。而光伏电站中数量最大的光伏电池组件的虽然可通过红外成像技术进行单体检测，但目前暂无有效的手段对其运行状态进行批量化的高效运维管理。
光伏组件表面的污秽程度直接影响发电效率，而大型光伏电站光伏组件的清洗工作耗时且费钱，目前的电站运营方普遍只能凭经验判断污秽程度决定清洗，甚至有的运营方干脆简单地按月或季度定期清洗，而不是根据实际的污秽程度或发电量降低的幅度决策。光伏电站的运营者对清洗运维决策方式简单粗放是因为无有效手段量化评估光伏组件表面污秽程度与发电量降幅的关系，因而也就无法根据发电量的提升与清洗投入之间的经济平衡点来决策清洗工作。
因此，现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种光伏组件清洗实现方法及系统，旨在解决现有技术中无有效手段量化评估光伏组件表面污秽程度与发电量降幅的关系，因而也就无法根据发电量的提升与清洗投入之间的经济平衡点来决策清洗工作的缺陷。
本发明的技术方案如下：
一种光伏组件清洗实现方法，其中，所述方法包括以下步骤：
A、采集光伏方阵中光伏组件表面污秽与干净区域的对比光学影像，并读取每一光伏组件的RFID标签；
B、将与RFID标签一一对应的光伏组件的对比光学影像与预先存储的标准光学影像进行比对，若光伏组件的光学参数值超出预先设定的标准光学参数值，则将光伏组件的对比光学影像上传至服务器；
C、服务器根据光伏组件的对比光学影像及预先设定的遮挡程度算法获取光学组件的污秽程度值，并获取与污秽程度值相对应的当前发电量，再根据光伏组件的当前发电量、及已存储的光伏组件清洗成本-发电量提升敏感度对应表判断是否清洗光伏组件；
D、当需清洗时，则向监控终端发送清洗通知消息。
所述光伏组件清洗实现方法，其中，所述光学参数值至少包括曝光度、对焦度、分辨率及白平衡值。
所述光伏组件清洗实现方法，其中，所述步骤B具体包括：
B1、将与RFID标签一一对应的光伏组件的对比光学影像中包括的曝光度、对焦度、分辨率及白平衡值，与所述标准光学影像中包括的曝光度、对焦度、分辨率及白平衡值对应进行比对；
B2、若对比光学影像中曝光度未超出所述标准光学影像中曝光度的指定范围、对比光学影像中对焦度未超出所述标准光学影像中对焦度的指定范围、对比光学影像中分辨率未超出所述标准光学影像中分辨率的指定范围且对比光学影像中白平衡值未超出所述标准光学影像中白平衡值的指定范围，则将光伏组件的对比光学影像上传至服务器。
所述光伏组件清洗实现方法，其中，所述步骤C具体包括：
C1、服务器根据光伏组件的对比光学影像中干净区域与污秽区域比值并量化得到光学组件的污秽程度值；
C2、根据光学组件的污秽程度值及预设的发电量-污秽程度值对应表获取与污秽程度值相对应的当前发电量；
C3、根据光学组件的污秽程度值及预设的污秽程度值-发电量衰减量对应表获取与污秽程度值相对应的当前理论发电量；
C4、判断所述当前发电量是否大于所述当前理论发电量，但是时则执行步骤C5，当否时则执行步骤C6；
C5、获取与光伏组件对应的清洗记录信息，并根据光伏组件的当前发电量、及已存储的光伏组件清洗成本-发电量提升敏感度对应表判断是否清洗光伏组件；
C6、向监控终端发送故障通知消息。
所述光伏组件清洗实现方法，其中，还包括：
E、当不需清洗时，则将光学组件的污秽程度值进行存储。
一种光伏组件清洗实现系统，其中，包括：
采集获取模块，用于采集光伏方阵中光伏组件表面污秽与干净区域的对比光学影像，并读取每一光伏组件的RFID标签；
比对上传模块，用于将与RFID标签一一对应的光伏组件的对比光学影像与预先存储的标准光学影像进行比对，若光伏组件的光学参数值超出预先设定的标准光学参数值，则将光伏组件的对比光学影像上传至服务器；
清洗决策模块，用于服务器根据光伏组件的对比光学影像及预先设定的遮挡程度算法获取光学组件的污秽程度值，并获取与污秽程度值相对应的当前发电量，再根据光伏组件的当前发电量、及已存储的光伏组件清洗成本-发电量提升敏感度对应表判断是否清洗光伏组件；
清洗通知模块，用于当需清洗时，则向监控终端发送清洗通知消息。
所述光伏组件清洗实现系统，其中，所述光学参数值至少包括曝光度、对焦度、分辨率及白平衡值。
所述光伏组件清洗实现系统，其中，所述比对上传模块具体包括：
比对单元，用于将与RFID标签一一对应的光伏组件的对比光学影像中包括的曝光度、对焦度、分辨率及白平衡值，与所述标准光学影像中包括的曝光度、对焦度、分辨率及白平衡值对应进行比对；
无线上传单元，用于若对比光学影像中曝光度未超出所述标准光学影像中曝光度的指定范围、对比光学影像中对焦度未超出所述标准光学影像中对焦度的指定范围、对比光学影像中分辨率未超出所述标准光学影像中分辨率的指定范围且对比光学影像中白平衡值未超出所述标准光学影像中白平衡值的指定范围，则将光伏组件的对比光学影像上传至服务器。
所述光伏组件清洗实现系统，其中，所述清洗决策模块具体包括：
污秽程度获取单元，用于服务器根据光伏组件的对比光学影像中干净区域与污秽区域比值并量化得到光学组件的污秽程度值；
发电量获取单元，用于根据光学组件的污秽程度值及预设的发电量-污秽程度值对应表获取与污秽程度值相对应的当前发电量；
理论发电量获取单元，用于根据光学组件的污秽程度值及预设的污秽程度值-发电量衰减量对应表获取与污秽程度值相对应的当前理论发电量；
判断单元，用于判断所述当前发电量是否大于所述当前理论发电量，但是时则启动第一控制单元，当否时则启动第二控制单元；
第一控制单元，用于获取与光伏组件对应的清洗记录信息，并根据光伏组件的当前发电量、及已存储的光伏组件清洗成本-发电量提升敏感度对应表判断是否清洗光伏组件；
第二控制单元，用于向监控终端发送故障通知消息。
所述光伏组件清洗实现系统，其中，还包括：
存储模块，用于当不需清洗时，则将光学组件的污秽程度值进行存储。
本发明所提供的一种光伏组件清洗实现方法及系统，通过巡检设备采集不同区域光伏组件干净的表面与存在的污秽的表面的对比图像，根据遮挡程度分析算法，量化光伏组件的污秽程度。通过对光伏组件污秽程度值的采样，及通过服务器与同时、同位置组件的发电量相关联，随着光伏组件不同污秽程度时发电量变化的采样数据样本量增多，结合其他电气设备实时效率的分析，可提供光伏电站中不同区域的光伏方阵中光伏组件表面污秽程度对发电量影响与清洗成本的经济平衡点，并自动提示用户是否进行清洗，方便了用户。
附图说明
图1为本发明所述光伏组件清洗实现方法较佳实施例的流程图。
图2为本发明所述光伏组件清洗实现系统较佳实施例的结构框图。
具体实施方式
本发明提供一种光伏组件清洗实现方法及系统，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参见图1，图1是本发明所述光伏组件清洗实现方法较佳实施例的流程图。如图1所示，其包括以下步骤：
步骤S100、采集光伏方阵中光伏组件表面污秽与干净区域的对比光学影像，并读取每一光伏组件的RFID标签。
步骤S200、将与RFID标签一一对应的光伏组件的对比光学影像与预先存储的标准光学影像进行比对，若光伏组件的光学参数值超出预先设定的标准光学参数值，则将光伏组件的对比光学影像上传至服务器。具体实施时，所述光学参数值至少包括曝光度、对焦度、分辨率及白平衡值。
步骤S300、服务器根据光伏组件的对比光学影像及预先设定的遮挡程度算法获取光学组件的污秽程度值，并获取与污秽程度值相对应的当前发电量，再根据光伏组件的当前发电量、及已存储的光伏组件清洗成本-发电量提升敏感度对应表判断是否清洗光伏组件。
步骤S400、当需清洗时，则向监控终端发送清洗通知消息。
本发明的实施例中，光伏电站的光伏组件经过一定时间的使用，光伏组件表面不可避免会产生积灰或其他污秽影响，这些覆盖在组件玻璃表面的物质遮挡了光线透过率，使得直射到组件硅片上的光线减弱，影响发电量。然而光伏电站中光伏组件的数量庞大，清洗工作耗时且成本高，电站的运维管理需要科学的清洗决策依据。其中，光伏电站包括多个光伏方阵。，每一光伏方阵又包括多个光伏组件，光伏组件相当于最小的发电单元，根据光伏组件的容量规格不同，设计时会按照模数将一定数量的光伏组件串联成光伏方阵，根据场地布置等条件可将光伏方阵布置为若干种组件的排布方式。
巡检专用手持设备可通过采集光伏组件干净的表面与存在的污秽的表面的对比照片，根据遮挡程度分析算法，量化组件的污秽程度。巡检时对光伏组件污秽程度的采样通过后台系统与同时、同位置组件的发电量相关联，随着光伏组件不同污秽程度时发电量变化的采样数据样本量增多，结合其他电气设备实时效率的分析，系统可提供光伏电站中不同区域的光伏方阵组件表面污秽程度对发电量影响与清洗成本的经济平衡点，从而为光伏电站分区清洗，精细化管理提供科学、经济的决策依据。
进一步的， 所述步骤S200具体包括：
步骤S201、将与RFID标签一一对应的光伏组件的对比光学影像中包括的曝光度、对焦度、分辨率及白平衡值，与所述标准光学影像中包括的曝光度、对焦度、分辨率及白平衡值对应进行比对；
步骤S202、若对比光学影像中曝光度未超出所述标准光学影像中曝光度的指定范围、对比光学影像中对焦度未超出所述标准光学影像中对焦度的指定范围、对比光学影像中分辨率未超出所述标准光学影像中分辨率的指定范围且对比光学影像中白平衡值未超出所述标准光学影像中白平衡值的指定范围，则将光伏组件的对比光学影像上传至服务器。
进一步的，所述步骤S300具体包括：
步骤S301、服务器根据光伏组件的对比光学影像中干净区域与污秽区域比值并量化得到光学组件的污秽程度值。
步骤S302、根据光学组件的污秽程度值及预设的发电量-污秽程度值对应表获取与污秽程度值相对应的当前发电量。
步骤S303、根据光学组件的污秽程度值及预设的污秽程度值-发电量衰减量对应表获取与污秽程度值相对应的当前理论发电量。
光伏组件污秽程度与发电量衰减存在线性关系，组件的清洗成本可统计，通过建立模型可分析组件清洗的成本与某一周期内发电量衰减导致的电量收入损失之间的相对关系，当污秽程度达到某一量值之后，则电量收入损失的趋势将大于清洗成本。而这一污秽程度的量值则是判断组件清洗对经济性影响的标准。
步骤S304、判断所述当前发电量是否大于所述当前理论发电量，但是时则执行步骤S305，当否时则执行步骤S306。
步骤S305、获取与光伏组件对应的清洗记录信息，并根据光伏组件的当前发电量、及已存储的光伏组件清洗成本-发电量提升敏感度对应表判断是否清洗光伏组件。
步骤S306、向监控终端发送故障通知消息。
进一步的，所述光伏组件清洗实现方法还包括：
步骤S500、当不需清洗时，则将光学组件的污秽程度值进行存储。
基于上述方法，本发明还提供一种光伏组件清洗实现系统，如图2所示，其包括：
采集获取模块100，用于采集光伏方阵中光伏组件表面污秽与干净区域的对比光学影像，并读取每一光伏组件的RFID标签；
比对上传模块200，用于将与RFID标签一一对应的光伏组件的对比光学影像与预先存储的标准光学影像进行比对，若光伏组件的光学参数值超出预先设定的标准光学参数值，则将光伏组件的对比光学影像上传至服务器；
清洗决策模块300，用于服务器根据光伏组件的对比光学影像及预先设定的遮挡程度算法获取光学组件的污秽程度值，并获取与污秽程度值相对应的当前发电量，再根据光伏组件的当前发电量、及已存储的光伏组件清洗成本-发电量提升敏感度对应表判断是否清洗光伏组件；
清洗通知模块400，用于当需清洗时，则向监控终端发送清洗通知消息。
进一步的，在所述光伏组件清洗实现系统中，所述光学参数值至少包括曝光度、对焦度、分辨率及白平衡值。
进一步的，在所述光伏组件清洗实现系统中，所述比对上传模块200具体包括：
比对单元，用于将与RFID标签一一对应的光伏组件的对比光学影像中包括的曝光度、对焦度、分辨率及白平衡值，与所述标准光学影像中包括的曝光度、对焦度、分辨率及白平衡值对应进行比对；
无线上传单元，用于若对比光学影像中曝光度未超出所述标准光学影像中曝光度的指定范围、对比光学影像中对焦度未超出所述标准光学影像中对焦度的指定范围、对比光学影像中分辨率未超出所述标准光学影像中分辨率的指定范围且对比光学影像中白平衡值未超出所述标准光学影像中白平衡值的指定范围，则将光伏组件的对比光学影像上传至服务器。
进一步的，在所述光伏组件清洗实现系统中，所述清洗决策模块300具体包括：
污秽程度获取单元，用于服务器根据光伏组件的对比光学影像中干净区域与污秽区域比值并量化得到光学组件的污秽程度值；
发电量获取单元，用于根据光学组件的污秽程度值及预设的发电量-污秽程度值对应表获取与污秽程度值相对应的当前发电量；
理论发电量获取单元，用于根据光学组件的污秽程度值及预设的污秽程度值-发电量衰减量对应表获取与污秽程度值相对应的当前理论发电量；
判断单元，用于判断所述当前发电量是否大于所述当前理论发电量，但是时则启动第一控制单元，当否时则启动第二控制单元；
第一控制单元，用于获取与光伏组件对应的清洗记录信息，并根据光伏组件的当前发电量、及已存储的光伏组件清洗成本-发电量提升敏感度对应表判断是否清洗光伏组件；
第二控制单元，用于向监控终端发送故障通知消息。
进一步的，在所述光伏组件清洗实现系统中，还包括：
存储模块，用于当不需清洗时，则将光学组件的污秽程度值进行存储。
综上所述，本发明所提供的一种光伏组件清洗实现方法及系统，通过巡检设备采集不同区域光伏组件干净的表面与存在的污秽的表面的对比图像，根据遮挡程度分析算法，量化光伏组件的污秽程度。通过对光伏组件污秽程度值的采样，及通过服务器与同时、同位置组件的发电量相关联，随着光伏组件不同污秽程度时发电量变化的采样数据样本量增多，结合其他电气设备实时效率的分析，可提供光伏电站中不同区域的光伏方阵中光伏组件表面污秽程度对发电量影响与清洗成本的经济平衡点，并自动提示用户是否进行清洗，方便了用户。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种光伏组件清洗实现方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
A、采集光伏方阵中光伏组件表面污秽与干净区域的对比光学影像，并读取每一光伏组件的RFID标签；
B、将与RFID标签一一对应的光伏组件的对比光学影像与预先存储的标准光学影像进行比对，若光伏组件的光学参数值超出预先设定的标准光学参数值，则将光伏组件的对比光学影像上传至服务器；
C、服务器根据光伏组件的对比光学影像及预先设定的遮挡程度算法获取光学组件的污秽程度值，并获取与污秽程度值相对应的当前发电量，再根据光伏组件的当前发电量、及已存储的光伏组件清洗成本-发电量提升敏感度对应表判断是否清洗光伏组件；
D、当需清洗时，则向监控终端发送清洗通知消息。
2.根据权利要求1所述光伏组件清洗实现方法，其特征在于，所述光学参数值至少包括曝光度、对焦度、分辨率及白平衡值。
3.根据权利要求2所述光伏组件清洗实现方法，其特征在于，所述步骤B具体包括：
B1、将与RFID标签一一对应的光伏组件的对比光学影像中包括的曝光度、对焦度、分辨率及白平衡值，与所述标准光学影像中包括的曝光度、对焦度、分辨率及白平衡值对应进行比对；
B2、若对比光学影像中曝光度未超出所述标准光学影像中曝光度的指定范围、对比光学影像中对焦度未超出所述标准光学影像中对焦度的指定范围、对比光学影像中分辨率未超出所述标准光学影像中分辨率的指定范围且对比光学影像中白平衡值未超出所述标准光学影像中白平衡值的指定范围，则将光伏组件的对比光学影像上传至服务器。
4.根据权利要求3所述光伏组件清洗实现方法，其特征在于，所述步骤C具体包括：
C1、服务器根据光伏组件的对比光学影像中干净区域与污秽区域比值并量化得到光学组件的污秽程度值；
C2、根据光学组件的污秽程度值及预设的发电量-污秽程度值对应表获取与污秽程度值相对应的当前发电量；
C3、根据光学组件的污秽程度值及预设的污秽程度值-发电量衰减量对应表获取与污秽程度值相对应的当前理论发电量；
C4、判断所述当前发电量是否大于所述当前理论发电量，但是时则执行步骤C5，当否时则执行步骤C6；
C5、获取与光伏组件对应的清洗记录信息，并根据光伏组件的当前发电量、及已存储的光伏组件清洗成本-发电量提升敏感度对应表判断是否清洗光伏组件；
C6、向监控终端发送故障通知消息。
5.根据权利要求1所述光伏组件清洗实现方法，其特征在于，还包括：
E、当不需清洗时，则将光学组件的污秽程度值进行存储。
6.一种光伏组件清洗实现系统，其特征在于，包括：
采集获取模块，用于采集光伏方阵中光伏组件表面污秽与干净区域的对比光学影像，并读取每一光伏组件的RFID标签；
比对上传模块，用于将与RFID标签一一对应的光伏组件的对比光学影像与预先存储的标准光学影像进行比对，若光伏组件的光学参数值超出预先设定的标准光学参数值，则将光伏组件的对比光学影像上传至服务器；
清洗决策模块，用于服务器根据光伏组件的对比光学影像及预先设定的遮挡程度算法获取光学组件的污秽程度值，并获取与污秽程度值相对应的当前发电量，再根据光伏组件的当前发电量、及已存储的光伏组件清洗成本-发电量提升敏感度对应表判断是否清洗光伏组件；
清洗通知模块，用于当需清洗时，则向监控终端发送清洗通知消息。
7.根据权利要求6所述光伏组件清洗实现系统，其特征在于，所述光学参数值至少包括曝光度、对焦度、分辨率及白平衡值。
8.根据权利要求7所述光伏组件清洗实现系统，其特征在于，所述比对上传模块具体包括：
比对单元，用于将与RFID标签一一对应的光伏组件的对比光学影像中包括的曝光度、对焦度、分辨率及白平衡值，与所述标准光学影像中包括的曝光度、对焦度、分辨率及白平衡值对应进行比对；
无线上传单元，用于若对比光学影像中曝光度未超出所述标准光学影像中曝光度的指定范围、对比光学影像中对焦度未超出所述标准光学影像中对焦度的指定范围、对比光学影像中分辨率未超出所述标准光学影像中分辨率的指定范围且对比光学影像中白平衡值未超出所述标准光学影像中白平衡值的指定范围，则将光伏组件的对比光学影像上传至服务器。
9.根据权利要求8所述光伏组件清洗实现系统，其特征在于，所述清洗决策模块具体包括：
污秽程度获取单元，用于服务器根据光伏组件的对比光学影像中干净区域与污秽区域比值并量化得到光学组件的污秽程度值；
发电量获取单元，用于根据光学组件的污秽程度值及预设的发电量-污秽程度值对应表获取与污秽程度值相对应的当前发电量；
理论发电量获取单元，用于根据光学组件的污秽程度值及预设的污秽程度值-发电量衰减量对应表获取与污秽程度值相对应的当前理论发电量；
判断单元，用于判断所述当前发电量是否大于所述当前理论发电量，但是时则启动第一控制单元，当否时则启动第二控制单元；
第一控制单元，用于获取与光伏组件对应的清洗记录信息，并根据光伏组件的当前发电量、及已存储的光伏组件清洗成本-发电量提升敏感度对应表判断是否清洗光伏组件；
第二控制单元，用于向监控终端发送故障通知消息。
10.根据权利要求6所述光伏组件清洗实现系统，其特征在于，还包括：
存储模块，用于当不需清洗时，则将光学组件的污秽程度值进行存储。
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