CN106774322A - 一种光伏电站巡检系统及其运行方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种光伏电站巡检系统及其运行方法。现在还没有一种能够实时监管光伏发电系统各项设备性能及整体指标，搬运清洗设备，从而实现光伏电站无人巡检的系统。本发明的特点是：包括中央控制单元、巡检机器人单元、保养维护单元、巡检导航单元、受巡检单元和智能清洗设备；中央控制单元通过无线通讯的方式对巡检机器人单元进行人工操作，同时巡检机器人单元能够将收集的各类数据处理分类之后发回给中央控制单元，使得中央控制单元能够实时了解光伏电站的情况；巡检机器人单元依靠巡检导航单元在智能清洗设备和受巡检单元各模块之间进行移动。本发明能够实时监管光伏发电系统各项设备性能及整体指标，搬运清洗设备。
Description
技术领域
本发明涉及一种光伏电站巡检系统及其运行方法，属于新能源领域。
背景技术
光伏电站大量建设之后的管理问题日趋突显。光伏电站建设往往比较分散，在运行时需要人员进行维护保养工作，在传统的运维方面，光伏电站的运维人员需兼顾运行及日常维护、检修等多项工作，成本高，而且维护也难以保证质量。不少光伏电站配备了基于数据通信的远程集中监控系统，虽然能够检测到部分光伏电站的运行数据，但无法了解光伏电站内的各设备的实时运行状况，仍然无法摆脱需要人工维护的局面。虽然目前也有一些相对较好的技术，如公开日为2013年01月30日，公开号为CN102902245A的中国专利中，公开了一种光伏电站智能监控系统，该光伏电站智能监控系统包括环境检测仪、数据采集器、存储设备、控制模块、中央处理器和显示器，该光伏电站智能监控系统能够预测分析未来日发电量，还能进行智能调控，但是不具备无人巡检及搬运清洗设备的功能。
现在城市与乡村风沙雾天气频频，尤其是在西部沙尘天气较多的地区，光伏板容易积灰，鸟雀排便也是个重要的影响因素，积灰之后光伏板难以自洁，降低了光伏发电的效率。为了实现光伏板清洗智能化，当前很多企业及科研机构研制生产了光伏板自动清洗机，类型各异，能够初步满足光伏板清洗要求。但是清洗设备往往只能在单个光伏板单元清洗，难以在不同光伏板单元之间进行移动。
现在还没有一种将现有技术有效整合后能够实时监管光伏发电系统各项设备性能及整体指标，搬运清洗设备，从而实现光伏电站无人巡检的系统。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构设计合理，能够实时监管光伏发电系统各项设备性能及整体指标，搬运清洗设备，从而实现光伏电站无人巡检的光伏电站巡检系统及其运行方法。
本发明解决上述问题所采用的技术方案是：该光伏电站巡检系统的特点在于：包括中央控制单元、巡检机器人单元、保养维护单元、巡检导航单元、受巡检单元和智能清洗设备；
中央控制单元包括数据接收处理模块、系统状态显示模块、人工操作模块、巡检机器人状态显示模块；
巡检机器人单元包括驱动模块、就地操作模块、通信及控制模块、搬运模块、数据与图像采集处理模块；
保养维护单元包括充电模块、检测模块和遮蔽模块；
巡检导航单元包括导航磁条和RFID卡；
受巡检单元包括光伏板阵列、充电控制器、逆变器、蓄电池组、配电柜等光伏电站的基本组成部分；
中央控制单元可以通过无线通讯的方式对巡检机器人单元进行人工操作，同时巡检机器人单元能够将收集的各类数据处理分类之后发回给中央控制单元，使得中央控制单元能够实时了解光伏电站的情况；巡检机器人单元依靠巡检导航单元在智能清洗设备和受巡检单元各模块之间进行移动；巡检机器人能够依靠巡检导航单元返回检修维护单元进行保养和充电。
作为优选，本发明所述中央控制单元中的数据接收处理模块通过无线通信的方式接收巡检机器人发回的光伏电站信息，进行进一步的梳理和分析，并将信息储存至数据库；所述系统状态显示模块显示数据处理模块发来的关键信息，并对不合格指标进行报警动作；所述人工操作模块可以对巡检机器人单元进行人工远程操作，对光伏电站内发生的非常规事态进行即时处理；所述巡检机器人状态显示模块能够显示机器人的实时位置、具体操作行为、巡检机器人各模块是否故障，同时能够发出报警信号进行提醒。
作为优选，本发明所述巡检机器人单元中的驱动模块能够驱动巡检机器人单元安全可靠的移动，并根据巡检导航单元提供的各种操作标志进行相应动作；就地操作模块能够提供人员进行现场操作的人机界面，并配有就地报警装置、就地紧急停车按钮等组件；通信及控制模块能够接收中央控制单元发出的指令，发回现场采集的各类信息，按设定好的程序自动控制巡检机器人单元工作或接收远方指令的控制对光伏电站内发生的非常规事态进行处理；搬运模块能够根据控制指令对智能清洗设备执行搬运或卸装操作，使得智能清洗设备能够在各个光伏板单元之间进行移动；数据与图像采集处理模块能够采集现场仪器设备的数据，检查受巡检单元各模块的外部状态，并对收集到的数据和图像进行处理和分类。
作为优选，本发明所述保养维护单元中的充电模块能够对巡检机器人进行自动充电；所述检测模块能够对返回的巡检机器人进行检测，判断机体的运行状态并传输体检报告给中央控制单元；所述遮蔽模块能够为巡检机器人、充电模块、检测模块遮风挡雨，减少自然环境对设备的破坏，延长设备使用寿命。
作为优选，本发明所述巡检导航单元中的导航磁条能够提供足够强度的磁场供巡检机器人单元识别判断；所述的RFID卡可以根据要求实际需求设定各类功能，如搬运、卸装、转弯、执行等。
作为优选，本发明所述的智能清洗设备能够根据程序设定的路径对单个光伏板单元进行自动清洗。
一种光伏电站巡检系统的运行方法，其特征在于：包括如下步骤：
（1）中央控制单元设定好巡检机器人单元的自动运行程序，巡检机器人单元收到指令后按规定程序进行运转，在需要进行巡视检查的时候，走出保养维护单元，沿着巡检导航单元移动，或搬运卸装智能清洗设备、或读取仪表和设备的数据、或检查受巡检单元各模块的外部状态，将初步处理后的各类数据和图像发回给中央控制单元，巡视检查完成后或突遇恶劣天气时返回保养维护单元；
（2）在返回保养维护单元后，巡检机器人可以自动充电，并使用保养维护单元内的设备对自身状况进行体检，及时排除故障隐患，同时将体检报告发回中央控制单元，使中央控制单元能够实时了解巡检机器人的状态；
（3）巡检机器人在巡检途中如果发现自身的组件出现故障、或受巡检单元和智能清洗设备发生故障、或光伏电站内出现危险源，会及时给中央控制单元发回报警信号，并且巡检机器人还能就地发出警报信号，提醒附近人员；
（4）当光伏电站内发生非常规事态且巡检机器人无法自动处理或工作人员希望进行远程操作时，可以发出指令遥控巡检机器人，根据实际的需要进行人工操作，操作完成后再将巡检机器人的工作状态切回自动运行模式。
本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：结构设计合理，通过有机的整合现有技术，第一能够实时监管光伏发电系统各项设备性能及整体指标，第二能够自动搬运光伏板清洗设备，从而实现光伏电站无人巡检，明显区别于传统的依靠人力进行巡检维护的方式。在路面上铺设磁条，通过磁导航传感器不间断的感应磁条产生的磁信号实现导航，通过读取预先埋设的RFID卡来完成指定任务，这种磁条导航技术的成本低，简单可靠。
附图说明
图1为本发明实施例中光伏电站巡检系统的结构示意图。
图2为本发明实施例中央控制单元的示意图。
图3为本发明实施例巡检机器人单元的示意图。
图4为本发明实施例保养维护单元的示意图。
图5为本发明实施例巡检导航单元的结构示意图。
图6为本发明实施例受巡检单元的结构示意图。
具体实施方式
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。
实施例。
参见图1至图6，本实施例中的光伏电站巡检系统包括中央控制单元、巡检机器人单元、保养维护单元、巡检导航单元、受巡检单元和智能清洗设备。
中央控制单元包括数据接收处理模块、系统状态显示模块、人工操作模块、巡检机器人状态显示模块；巡检机器人单元包括驱动模块、就地操作模块、通信及控制模块、搬运模块、数据与图像采集处理模块；保养维护单元包括充电模块、检测模块和遮蔽模块；巡检导航单元包括导航磁条和RFID卡；受巡检单元包括光伏板阵列、充电控制器、逆变器、蓄电池组、配电柜等光伏电站的基本组成部分。
中央控制单元可以通过无线通讯的方式对巡检机器人单元进行人工操作，同时巡检机器人单元能够将收集的各类数据处理分类之后发回给中央控制单元，使得中央控制单元能够实时了解光伏电站的情况；巡检机器人单元依靠巡检导航单元在智能清洗设备和受巡检单元各模块之间进行移动；巡检机器人能够依靠巡检导航单元返回检修维护单元进行保养和充电。
中央控制单元中的数据接收处理模块通过无线通信的方式接收巡检机器人发回的光伏电站信息，进行进一步的梳理和分析，并将信息储存至数据库；系统状态显示模块显示数据处理模块发来的关键信息，并对不合格指标进行报警动作；人工操作模块可以对巡检机器人单元进行人工远程操作，对光伏电站内发生的非常规事态进行即时处理；巡检机器人状态显示模块能够显示机器人的实时位置、具体操作行为、巡检机器人各模块是否故障，同时能够发出报警信号进行提醒。
巡检机器人单元中的驱动模块能够驱动巡检机器人单元安全可靠的移动，并根据巡检导航单元提供的各种操作标志进行相应动作；就地操作模块能够提供人员进行现场操作的人机界面，并配有就地报警装置、就地紧急停车按钮等组件；通信及控制模块能够接收中央控制单元发出的指令，发回现场采集的各类信息，按设定好的程序自动控制巡检机器人单元工作或接收远方指令的控制对光伏电站内发生的非常规事态进行处理；搬运模块能够根据控制指令对智能清洗设备执行搬运或卸装操作，使得智能清洗设备能够在各个光伏板单元之间进行移动；数据与图像采集处理模块能够采集现场仪器设备的数据，检查受巡检单元各模块的外部状态，并对收集到的数据和图像进行处理和分类。
保养维护单元中的充电模块能够对巡检机器人进行自动充电；检测模块能够对返回的巡检机器人进行检测，判断机体的运行状态并传输体检报告给中央控制单元；遮蔽模块能够为巡检机器人、充电模块、检测模块遮风挡雨，减少自然环境对设备的破坏，延长设备使用寿命。
巡检导航单元中的导航磁条能够提供足够强度的磁场供巡检机器人单元识别判断；RFID卡可以根据要求实际需求设定各类功能，如搬运、卸装、转弯、执行等。
智能清洗设备能够根据程序设定的路径对单个光伏板单元进行自动清洗。
本实施例中的光伏电站巡检系统的运行方法的具体步骤如下。
（1）中央控制单元设定好巡检机器人单元的自动运行程序，巡检机器人单元收到指令后按规定程序进行运转，在需要进行巡视检查的时候，走出保养维护单元，沿着巡检导航单元移动，或搬运卸装智能清洗设备、或读取仪表和设备的数据、或检查受巡检单元各模块的外部状态，将初步处理后的各类数据和图像发回给中央控制单元，巡视检查完成后或突遇恶劣天气时返回保养维护单元。
（2）在返回保养维护单元后，巡检机器人可以自动充电，并使用保养维护单元内的设备对自身状况进行体检，及时排除故障隐患，同时将体检报告发回中央控制单元，使中央控制单元能够实时了解巡检机器人的状态。
（3）巡检机器人在巡检途中如果发现自身的组件出现故障、或受巡检单元和智能清洗设备发生故障、或光伏电站内出现危险源，会及时给中央控制单元发回报警信号，并且巡检机器人还能就地发出警报信号，提醒附近人员。
（4）当光伏电站内发生非常规事态且巡检机器人无法自动处理或工作人员希望进行远程操作时，可以发出指令遥控巡检机器人，根据实际的需要进行人工操作，操作完成后再将巡检机器人的工作状态切回自动运行模式。
此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同，本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例说明。凡依据本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效变化或者简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种光伏电站巡检系统，其特征在于：包括中央控制单元、巡检机器人单元、保养维护单元、巡检导航单元、受巡检单元和智能清洗设备；
所述中央控制单元包括数据接收处理模块、系统状态显示模块、人工操作模块、巡检机器人状态显示模块；
所述巡检机器人单元包括驱动模块、就地操作模块、通信及控制模块、搬运模块、数据与图像采集处理模块；
所述保养维护单元包括充电模块、检测模块和遮蔽模块；
所述巡检导航单元包括导航磁条和RFID卡；
所述受巡检单元包括光伏板阵列、充电控制器、逆变器、蓄电池组和配电柜；
所述中央控制单元通过无线通讯的方式对巡检机器人单元进行人工操作，同时巡检机器人单元将收集的数据进行处理分类之后发回给中央控制单元，使得中央控制单元实时了解光伏电站的情况；巡检机器人单元依靠巡检导航单元在智能清洗设备和受巡检单元各模块之间进行移动；巡检机器人能够依靠巡检导航单元返回检修维护单元进行保养和充电。
2.根据权利要求1所述的光伏电站巡检系统，其特征在于：所述中央控制单元中的数据接收处理模块通过无线通信的方式接收巡检机器人发回的光伏电站信息，进行进一步的梳理和分析，并将信息储存至数据库；所述系统状态显示模块显示数据与图像采集处理模块发来的关键信息，并对不合格指标进行报警动作；所述人工操作模块对巡检机器人单元进行人工远程操作，对光伏电站内发生的非常规事态进行即时处理；所述巡检机器人状态显示模块显示机器人的实时位置、具体操作行为、以及巡检机器人各模块是否故障，同时发出报警信号进行提醒。
3.根据权利要求1所述的光伏电站巡检系统，其特征在于：所述巡检机器人单元中的驱动模块用于驱动巡检机器人单元安全可靠的移动，并根据巡检导航单元提供的各种操作标志进行相应动作；所述就地操作模块用于提供人员进行现场操作的人机界面，并配有就地报警装置和就地紧急停车按钮；通信及控制模块用于接收中央控制单元发出的指令，发回现场采集的各类信息，按设定好的程序自动控制巡检机器人单元工作或接收远方指令的控制对光伏电站内发生的非常规事态进行处理；搬运模块用于根据控制指令对智能清洗设备执行搬运或卸装操作，使得智能清洗设备在各个光伏板单元之间进行移动；数据与图像采集处理模块用于采集现场仪器设备的数据，检查受巡检单元各模块的外部状态，并对收集到的数据和图像进行处理和分类。
4.根据权利要求1所述的光伏电站巡检系统，其特征在于：所述保养维护单元中的充电模块用于对巡检机器人进行自动充电；所述检测模块用于对返回的巡检机器人进行检测，判断机体的运行状态并传输体检报告给中央控制单元；所述遮蔽模块用于为巡检机器人、充电模块和检测模块遮风挡雨，减少自然环境对设备的破坏，延长设备使用寿命。
5.根据权利要求1所述的光伏电站巡检系统，其特征在于：所述巡检导航单元中的导航磁条用于提供足够强度的磁场供巡检机器人单元识别判断；所述RFID卡根据实际需求设定各类功能，各类功能包括搬运、卸装、转弯和执行。
6.根据权利要求1所述的光伏电站巡检系统，其特征在于：所述智能清洗设备用于根据程序设定的路径对单个光伏板单元进行自动清洗。
7.一种如权利要求1～6任一权利要求所述的光伏电站巡检系统的运行方法，其特征在于：包括如下步骤：
（1）中央控制单元设定好巡检机器人单元的自动运行程序，巡检机器人单元收到指令后按规定程序进行运转，在需要进行巡视检查的时候，走出保养维护单元，沿着巡检导航单元移动，或搬运卸装智能清洗设备、或读取仪表和设备的数据、或检查受巡检单元各模块的外部状态，将初步处理后的各类数据和图像发回给中央控制单元，巡视检查完成后或突遇恶劣天气时返回保养维护单元；
（2）在返回保养维护单元后，巡检机器人自动充电，并使用保养维护单元内的设备对自身状况进行体检，及时排除故障隐患，同时将体检报告发回中央控制单元，使中央控制单元能够实时了解巡检机器人的状态；
（3）巡检机器人在巡检途中如果发现自身的组件出现故障、或受巡检单元和智能清洗设备发生故障、或光伏电站内出现危险源，会及时给中央控制单元发回报警信号，并且巡检机器人还会就地发出警报信号，提醒附近人员；
（4）当光伏电站内发生非常规事态且巡检机器人无法自动处理或工作人员希望进行远程操作时，发出指令遥控巡检机器人，根据实际的需要进行人工操作，操作完成后再将巡检机器人的工作状态切回自动运行模式。
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