CN109547755A - 一种光伏电站场区监控系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种光伏电站场区监控系统，通过其场区监控单元，在光伏电站的场区内出现入侵行为、设备状态异常或者火情时，自动跟踪录制视频，生成并输出视频信息和报警信号；并通过其数据处理单元对视频信息和报警信号进行存储和传输；最后由监控指挥中心接收数据处理单元传输的视频信息和报警信号，根据视频信息解析得到视频并进行显示，根据报警信号进行报警提示；从而实现了对光伏电站安防消防安全的实时监控，有效防止人员入侵、盗窃及火灾隐情的发生。本发明将安防功能和消防功能集于一套系统中，简化了系统的安装工作，节省了安装时长。

Description

一种光伏电站场区监控系统

技术领域

本发明涉及电子技术领域，尤其涉及一种光伏电站场区监控系统。

背景技术

目前，光伏发电因为具有安全可靠，清洁等优点，受到人们的广泛关注。近年来，由于光伏发电技术的成熟，光伏电站也开始投入使用。

不过，由于光伏电站占地面积大，所以大都建立在人烟稀少、环境恶劣的地方，对光伏电站的维护带来诸多不便。目前，随着电力“四摇”的普及，无人值守或少人值守成为可能，光伏电站在正常运作时，不会有工作人员在场，只有虽设备进行定期维护时，才有工作人员到场。由于无人值守或少人值守，光伏电站时常出现盗窃案件和带电设备引发的火灾的案件，因此，光伏电站通常会安装安防系统和消防系统两套独立的系统。

但分别安装安防系统和消防系统两套独立的系统，会使安装的工作过于繁琐，延长了安装工作的时长。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供光伏电站场区监控系统，以解决光伏电站的安防和消防系统的安装工作过于繁琐的问题。

为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

一种光伏电站场区监控系统，包括：场区监控单元、数据处理单元和监控指挥中心；其中：

所述场区监控单元的输出端口集与所述数据处理单元的网络侧接口集相连；所述数据处理单元的用户侧接口集与所述监控指挥中心的输入端口集相连；

所述场区监控单元用于在所述光伏电站的场区内出现入侵行为、设备状态异常或者火情时，自动跟踪录制视频，生成并输出视频信息和报警信号；

所述数据处理单元用于对所述视频信息和所述报警信号进行存储和传输；

所述监控指挥中心用于接收所述数据处理单元传输的所述视频信息和所述报警信号，根据所述视频信息解析得到视频并进行显示，根据所述报警信号进行报警提示。

优选的，所述场区监控单元，包括：N1个具备联动功能的安防消防一体化摄像头、N1个云台和N1个支撑体，N1为大于1的整数；其中：

所述安防消防一体化摄像头设置于所述云台的一侧；所述云台的另一侧设置于所述支撑体的支撑部位；并且所述支撑体设置于所述光伏电站的主要通道、入口处、围栏以及重要设备附近；

N1个所述安防消防一体化摄像头的输出端组成所述场区监控单元的输出端口集。

优选的，所述安防消防一体化摄像头采用可见光和红外光的双重监测模式；

所述监控指挥中心还用于：根据所述视频信息解析得到三维地图定位信息，并对所述三维地图定位信息进行显示。

优选的，所述场区监控单元还包括：报警单元；其中：

所述报警单元的控制端与N1个所述安防消防一体化摄像头的输出端相连；

所述报警单元用于根据接收到的所述报警信号发出警报。

优选的，所述场区监控单元还包括：人机交互单元；其中：

所述人机交互单元的控制端与所述数据处理单元的网络侧接口集相连；

所述人机交互单元用于根据所述监控指挥中心输出的控制信号，启动相应的工作模式。

优选的，所述数据处理单元，包括：交换机、站内服务器及存储单元；其中：

所述交换机的网络侧接口集作为所述数据处理单元的网络侧接口集，通过网线与所述场区监控单元的输出端口集相连；

所述交换机的用户侧端通过光纤与所述站内服务器的网络侧端相连；

所述站内服务器的存储端与所述存储单元相连；

所述站内服务器的用户侧接口集组成所述数据处理单元的用户侧接口集。

优选的，所述监控指挥中心，包括：N2个控制设备，N2为正整数；其中：

N2个所述控制设备的通讯端组成所述监控指挥中心的输入端口集，通过网线与所述数据处理单元的用户侧接口集相连。

优选的，还包括：远程监控单元；

所述远程监控单元与所述监控指挥中心通讯连接；

所述监控指挥中心还具备远程授权监控功能。

优选的，还包括：为所述场区监控单元供电的供电单元。

优选的，所述供电单元包括：箱式变电站、光伏发电模块、风力发电模块以及不间断电源UPS之中的至少一种；其中：

所述箱式变电站的低压侧与所述场区监控单元的电源端相连，所述箱式变电站的高压侧与集电线路相连；

所述光伏发电模块包括：独立的光伏组件和直流-交流转换模块；所述独立的光伏组件与所述直流-交流转换模块的直流侧相连，所述直流-交流转换模块的交流侧与所述场区监控单元的电源端相连；

所述风力发电模块包括：小型风力发电机和交流-直流-交流转换模块；所述小型风力发电机通过所述交流-直流-交流转换模块与所述场区监控单元的电源端相连。

相对于现有技术，本发明提供的光伏电站场区监控系统，通过其场区监控单元，在光伏电站的场区内出现入侵行为、设备状态异常或者火情时，自动跟踪录制视频，生成并输出视频信息和报警信号；并通过其数据处理单元对视频信息和报警信号进行存储和传输；最后由监控指挥中心接收数据处理单元传输的视频信息和报警信号，根据视频信息解析得到视频并进行显示，根据报警信号进行报警提示；从而实现了对光伏电站安防消防安全的实时监控，有效防止人员入侵、盗窃及火灾隐情的发生。本发明将安防功能和消防功能集于一套系统中，简化了系统的安装工作，节省了安装时长。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的光伏电站场区监控系统的示意图；

图2至图4为本发明另一实施例提供的光伏电站场区监控系统中的场区监控单元的三种实施方式的示意图；

图5为本发明另一实施例提供的光伏电站场区监控系统中的数据处理单元的一种实施方式的示意图；

图6为本发明另一实施例提供的光伏电站场区监控系统的另一示意图；

图7和图8为本发明另一实施例提供的场区监控单元的供电单元的两种结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

在本申请中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

为了解决光伏电站的安防和消防系统的安装工作过于繁琐的问题，本发明提供一种光伏电站场区监控系统，如图1所示，其具体结构包括：场区监控单元100、数据处理单元200和监控指挥中心300；其中：

场区监控单元100的输出端口集与数据处理单元200的网络侧接口集相连；数据处理单元200的用户侧接口集与监控指挥中心300的输入端口集相连。

在通常时间中，场区监控单元100处于正常工作状态，即自动巡航状态，场区监控单元100会按照预设程序，自动对光伏电站进行巡航，监视场区内的各种情况。

当有人进入光伏电站的围栏内时，场区监控单元100即可发现该入侵行为；当场区内的设备状态异常时，比如发生光伏组件倾倒、光伏组件向阳面温度过高或者线缆断接等情况时，场区监控单元100可以及时发现该异常情况；当场区内的草木，或者，光伏组件、逆变器、汇流箱或箱变等设备出现火情时，场区监控单元100也能够及时发现该火情。在发现上述几种异常情况时，该场区监控单元100将自动跟踪并录制视频，并根据录制得到的视频生成视频信息；同时，该场区监控单元100还会根据不同的情况输出相应种类的报警信号。

之后，数据处理单元200接收该视频信息和报警信号，并对该视频信息和报警信号进行存储，以供后续查看和检索；另外，该数据处理单元200还会在与监控指挥中心300建立数据连接后，将该视频信息和报警信号传输至监控指挥中心300。

最后，监控指挥中心300接收数据处理单元200传输的该视频信息和报警信号，根据视频信息解析得到视频并进行显示，根据报警信号进行报警提示。

工作人员根据该报警提示，可以及时的通过监控指挥中心300查看相应情况下录制的视频，从而对光伏电站的实时情况做出响应，进行相应的处理，避免造成更大的损失。

本实施例通过上述原理，实现了对于场区安防、消防情况的监视以及对异常情况视频的录制、传输和显示，并通过相应的报警提示提醒工作人员及时进行响应；从而实现了对光伏电站安防消防安全的实时监控，有效防止人员入侵、盗窃及火灾隐情的发生。本实施例将对于光伏电站场区的安防功能和消防功能集于一套系统中，简化了两种系统的安装工作，节省了安装时长。

值得说明的是，现有技术的消防安全监视系统覆盖设备局限，只在集中式光伏电站场区的逆变器室进行配置，而组串式逆变器、汇流箱、光伏组件等重要设备未配置。本实施例提供的该光伏电站场区监控系统，不仅能够实现安防消防同时监控，还能够实现对于场区内各种设备的消防监控，覆盖面广，消防安全系数高。

在上述实施例的基础之上，本发明的另一实施例提供了场区监控单元100的一种可选实施方式，如图2所示，其具体结构包括：N1个具备联动功能的安防消防一体化摄像头110、N1个云台120和N1个支撑体130，N1为大于1的整数；其中：

安防消防一体化摄像头110设置于云台120的一侧；云台120的另一侧设置于支撑体130的支撑部位；并且支撑体130设置于光伏电站的主要通道、入口处、围栏以及重要设备附近。

N1个安防消防一体化摄像头110的输出端组成场区监控单元100的输出端口集。

需要说明的是，安防消防一体化摄像头110可以在垂直方向任意角度之间转动，但不能在水平方向上转动，所以设置有云台120，与安防消防一体化摄像头110配合使用，通过控制云台120，就可以实现安防消防一体化摄像头110在水平方向的360°旋转，因此安防消防一体化摄像头110可以实现较大范围的观察。并且由于在不同的位置设置了至少两个安防消防一体化摄像头110，在一定程度上弥补了单台安防消防一体化摄像头110存在视野盲区的问题。另外，通过合理的设置安防消防一体化摄像头110的数量和位置，可以避免安防消防摄像头110的视野盲区问题。

还需要说明的是，由于光伏电站大多建在偏远、荒芜人烟的地区，所以安防消防一体化摄像头需要抵抗恶劣环境，因而本发明中的安防消防一体化摄像头110具有IP67的防护等级，抗高温和低温性能，以及防结雾的功能，并且除了安防消防一体化摄像头110的电源部分采取了必要的防浪涌保护接地等措施外，对云台120等设备本身也预采取部分防雷击保护措施。

通常时间内，安防消防一体化摄像头110按照预设程序，进行自动巡视。

在光伏电站的场区内出现入侵行为、设备状态异常或者火情时，相应的安防消防一体化摄像头110自动跟踪录制视频，生成并输出视频信息和报警信号。并且，工作人员可以根据需要通过监控指挥中心300控制相应的安防消防一体化摄像头110转动，以查看光伏电站的具体情况；或者，也可以通过安防消防一体化摄像头110内置的相应程序执行联动操作，实现对于异常情况的多方位监视与判断。并且，安防消防一体化摄像头110还具有自动剔除小动物干扰功能，同时能够排除山体没有植披的石层和土层所导致的高温干扰问题以及车辆干扰问题。

优选的，安防消防一体化摄像头110采用可见光和红外光的双重监测模式。

与单一可见光监测模式不同的是，安防消防一体化摄像头110通过红外光监测模式，可以探测到物体发出的红外线，因此安防消防一体化摄像头可以根据探设备发出的红外线来获得设备的温度，从而对光伏电站的设备的温度进行监测。并且如果监测到设备的温度(比如光伏组件向阳面的温度)超过相应的预警温度，则说明此设备存在消防隐患，需要工作人员排查。此外，安防消防一体化摄像头110内部可以根据设备特点和运行环境而设置有不同设备的温度阈值，以成功的判断出各种设备是否温度超高或者有消防隐患等；并且，工作人员也可以根据实际需要对各个温度阈值进行更改。

实际应用中，安防消防一体化摄像头110通过红外光监测模式还可以构建完整的光伏电站三维立体结构图，根据光伏电站的三维立体结构图生成光伏电站的结构数据；当发现安防消防异常情况时，可以将发生异常情况的实时位置信息保存在生成的视频信息中。相应的，监控指挥中心300还能够根据该视频信息解析得到三维地图定位信息，并对该三维地图定位信息进行显示，以便工作人员进行定位。

值得说明的是，现有技术的视频监控只能够实现监视功能，无法实现设备感温报警录制视频功能。并且，由于其采用人工巡逻和瞭望，因此存在着夜间与雾天不能观测的缺陷，同时也存在着人为失误这一不可预估因素，其可能造成的损失是最大的，另外，人力成本投入巨大，存在局限性和不稳定性。

而本实施例提供的该光伏电站场区监控系统，通过红外光监测模式，能够实现设备感温报警和定位功能，利于应用。并且，在大雾情况下，利用红外光监测模式，也可以很清晰的成像，对光伏电站进行准确的监测，同时节省人力成本。

优选的，如图3所示，该场区监控单元100还包括：报警单元140；该报警单元140的控制端与N1个安防消防一体化摄像头110的输出端相连。

当报警单元140接收到安防消防一体化摄像头110输出的报警信号时，可以根据报警信号的种类发出相应的警报。当相应的异常情况处理完成之后，工作人员还可以通过监控指挥中心300输出关闭信号，控制报警单元140停止报警。

该报警单元140可以存在多种实现形式，比如蜂鸣器、音频播放设备、警示灯等；并且，该报警单元140的个数及设置位置均不做具体限定，可以视其应用环境而定，均在本申请的保护范围内。

实际应用中，如图4所示，该场区监控单元100还可以包括：人机交互单元150；该人机交互单元150的控制端与数据处理单元200的网络侧接口集相连。

该人机交互单元150用于根据监控指挥中心300输出的控制信号，启动相应的工作模式。具体的，当人机交互单元150接收到第一控制信号时，启动第一种工作模式，例如发出尖锐的声音，来驱逐误入光伏电站的小动物或驱赶入侵光伏电站的人员；而当人机交互单元150接收到第二控制信号时，启动第二种工作模式，例如通过监控指挥中心300将工作人员的声音传输到人机交互单元150上，并通过设置于场区相应位置的人机交互单元150播放出来，实现工作人员的远程喊话，以驱赶入侵光伏电站的人员。

该人机交互单元150的设置位置并不仅限于图4所示的位置，此处仅为一种示例，可以视其具体应用环境而定，均在本申请的保护范围内。

其余结构和原理和上述实施例相同，此处不再赘述。

在上述实施例的基础之上，本发明的另一实施例提供了数据处理单元200的一种可选实施方式，如图5所示，其具体结构包括：交换机210、站内服务器220及存储单元230；其中：

交换机210的网络侧接口集组成数据处理单元200的网络侧接口集，通过网线与场区监控单元100的输出端口集相连；交换机210的用户侧端通过光纤与站内服务器220的网络侧端相连；站内服务器220的存储端与存储单元230相连；站内服务器220的用户侧接口集组成数据处理单元200的用户侧接口集。

当场区监控单元100输出视频信息和报警信号时，交换机210将视频信息和报警信号从其网络侧接口集交换到用户侧端，并通过光纤将视频信息和报警信号传输到站内服务器220。

站内服务器220在接收到视频信息和报警信号之后，通过其存储端将该视频信息和报警信号存储在存储单元230中，同时，还通过其用户侧接口集将该视频信息和报警信号输出。

实际应用中，该存储单元230可以是内置于站内服务器220中的数据存储单元，也可以是独立于该站内服务器220的存储单元，此处不做具体限定，视其应用环境而定，均在本申请的保护范围内。

其余结构和原理和上述实施例相同，此处不再赘述。

在上述实施例的基础之上，本发明的另一实施例提供了监控指挥中心300的一种可选实施方式，其具体包括：N2个控制设备，N2为正整数；该控制设备可以是多屏幕的大型显示设备，也可以是具备监控功能的电脑、台式机或者移动终端等，此处不做具体限定，可视其具体应用环境而定，均在本申请的保护范围内。N2个控制设备的通讯端组成监控指挥中心300的输入端口集，可以通过网线与数据处理单元200的用户侧接口集相连，也可以通过无线连接方式与数据处理单元200的用户侧接口集相连。

当控制设备与站内服务器220建立数据连接后，若场区监控单元100发现场区内出现入侵行为、设备状态异常或者火情，则该控制设备将会通过数据处理单元200得到相应的视频信息和报警信号。

若控制设备接收到安防报警信号，则会自动弹出安防报警提示。当工作人员注意到该安防报警提示后，可以通过控制设备查看根据视频信息解析得到的安防相关视频以及三维地图定位信息，进而得到入侵人员在光伏电站的三维结构图中的实时位置。

若控制设备接收到消防报警信号，则会自动弹出消防报警提示。当工作人员注意到该消防报警提示后，可以通过控制设备查看根据视频信息解析得到的消防相关视频以及三维地图定位信息，进而得到火情发生地在光伏电站的三维结构图中的实时位置。

实际应用中，该监控指挥中心还可以具备远程授权监控功能，此时，该光伏电站场区监控系统，如图6所示，还包括：远程监控单元400；该远程监控单元400与监控指挥中心300通讯连接。

该远程监控单元400可以是多屏幕的大型显示设备，也可以是具备监控功能的电脑、台式机或者移动终端等，此处不做具体限定，可视其具体应用环境而定，均在本申请的保护范围内。只有拥有相应权限的远程监控单元400才能与站内服务器建立数据连接，进而保证相应信息的安全性，降低数据外泄的可能性。

其余结构和原理和上述实施例相同，此处不再赘述。

在上述实施例的基础之上，本发明的另一实施例提供了场区监控单元100供电单元的多种可选供电方式，该供电单元可以为安防消防一体化摄像头110、云台120、报警单元140及人机交互单元150供电。

可选的，该供电单元可以是场区内不同集电线路的就近箱式变电站，该箱式变电站的低压侧与场区监控单元100内各个设备的电源端相连，该箱式变电站的高压侧与相应集电线路相连。箱式变电站的供电方式不受天气的影响，具有良好的供电稳定性。

或者，该供电单元可以为光伏发电模块，而该光伏发电模块如图7所示，包括：独立的光伏组件和直流-交流转换模块；该独立的光伏组件与直流-交流转换模块的直流侧相连，该直流-交流转换模块的交流侧与场区监控单元100内各个设备的电源端相连。此种供电方式可以将光伏发电模块直接设置在场区监控单元附近，进而不受传输距离的限制。

又或者，若光伏电站场区为多风地区，则该供电单元也可以为风力发电模块，而该风力发电模块如图8所示，包括：小型风力发电机和交流-直流-交流转换模块；小型风力发电机和交流-直流-交流转换模块；该小型风力发电机通过该交流-直流-交流转换模块与场区监控单元100内各个设备的电源端相连。

再或者，该供电单元为UPS(Uninterruptible Power System，不间断电源)，其容量能够为场区监控单元100内各个设备的正常运行保证至少48h的供电。

其余结构和原理和上述实施例相同，此处不再赘述。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种光伏电站场区监控系统，其特征在于，包括：场区监控单元、数据处理单元和监控指挥中心；其中：

所述场区监控单元的输出端口集与所述数据处理单元的网络侧接口集相连；所述数据处理单元的用户侧接口集与所述监控指挥中心的输入端口集相连；

所述场区监控单元用于在所述光伏电站的场区内出现入侵行为、设备状态异常或者火情时，自动跟踪录制视频，生成并输出视频信息和报警信号；

所述数据处理单元用于对所述视频信息和所述报警信号进行存储和传输；

所述监控指挥中心用于接收所述数据处理单元传输的所述视频信息和所述报警信号，根据所述视频信息解析得到视频并进行显示，根据所述报警信号进行报警提示。

2.根据权利要求1所述的光伏电站场区监控系统，其特征在于，所述场区监控单元，包括：N1个具备联动功能的安防消防一体化摄像头、N1个云台和N1个支撑体，N1为大于1的整数；其中：

所述安防消防一体化摄像头设置于所述云台的一侧；所述云台的另一侧设置于所述支撑体的支撑部位；并且所述支撑体设置于所述光伏电站的主要通道、入口处、围栏以及重要设备附近；

N1个所述安防消防一体化摄像头的输出端组成所述场区监控单元的输出端口集。

3.根据权利要求2所述的光伏电站场区监控系统，其特征在于，所述安防消防一体化摄像头采用可见光和红外光的双重监测模式；

所述监控指挥中心还用于：根据所述视频信息解析得到三维地图定位信息，并对所述三维地图定位信息进行显示。

4.根据权利要求2所述的光伏电站场区监控系统，其特征在于，所述场区监控单元还包括：报警单元；其中：

所述报警单元的控制端与N1个所述安防消防一体化摄像头的输出端相连；

所述报警单元用于根据接收到的所述报警信号发出警报。

5.根据权利要求2所述的光伏电站场区监控系统，其特征在于，所述场区监控单元还包括：人机交互单元；其中：

所述人机交互单元的控制端与所述数据处理单元的网络侧接口集相连；

所述人机交互单元用于根据所述监控指挥中心输出的控制信号，启动相应的工作模式。

6.根据权利要求1所述的光伏电站场区监控系统，其特征在于，所述数据处理单元，包括：交换机、站内服务器及存储单元；其中：

所述交换机的网络侧接口集作为所述数据处理单元的网络侧接口集，通过网线与所述场区监控单元的输出端口集相连；

所述交换机的用户侧端通过光纤与所述站内服务器的网络侧端相连；

所述站内服务器的存储端与所述存储单元相连；

所述站内服务器的用户侧接口集组成所述数据处理单元的用户侧接口集。

7.根据权利要求1所述的光伏电站场区监控系统，其特征在于，所述监控指挥中心，包括：N2个控制设备，N2为正整数；其中：

N2个所述控制设备的通讯端组成所述监控指挥中心的输入端口集，通过网线与所述数据处理单元的用户侧接口集相连。

8.根据权利要求1-7任一所述的光伏电站场区监控系统，其特征在于，还包括：远程监控单元；

所述远程监控单元与所述监控指挥中心通讯连接；

所述监控指挥中心还具备远程授权监控功能。

9.根据权利要求1-7任一所述的光伏电站场区监控系统，其特征在于，还包括：为所述场区监控单元供电的供电单元。

10.根据权利要求9所述的光伏电站场区监控系统，其特征在于，所述供电单元包括：箱式变电站、光伏发电模块、风力发电模块以及不间断电源UPS之中的至少一种；其中：

所述箱式变电站的低压侧与所述场区监控单元的电源端相连，所述箱式变电站的高压侧与集电线路相连；

所述光伏发电模块包括：独立的光伏组件和直流-交流转换模块；所述独立的光伏组件与所述直流-交流转换模块的直流侧相连，所述直流-交流转换模块的交流侧与所述场区监控单元的电源端相连；

所述风力发电模块包括：小型风力发电机和交流-直流-交流转换模块；所述小型风力发电机通过所述交流-直流-交流转换模块与所述场区监控单元的电源端相连。