CN110455437A - 基于光纤温度分布测试仪的太阳能电池板温度监测系统及布设监测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了基于光纤温度分布测试仪的太阳能电池板温度监测系统及布设监测方法，系统包括光纤温度分布测试仪、太阳能电池板组件、铂电阻测温仪和服务器，光纤温度分布测试仪上设置有感温光缆，感温光缆粘接在太阳能电池板组件的背板上，铂电阻温度仪连接有铂电阻探头，铂电阻探头固定在感温光缆和太阳能电池板组件的背板的粘接位置处；铂电阻测温仪和光纤温度分布测试仪均与服务器相连。本发明以光纤温度分布测试仪的分布式温度测试为核心，提出大规模太阳能电池板分布式温度监测系统布设方法，实现对大规模太阳能电池板的温度监测，具有系统复杂度低、可靠性高、布设简单、维护方便、可在运行期间实时校准、成本低等特点。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能电池板温度测试领域，具体涉及基于光纤温度分布测试仪的太阳能电池板温度监测系统及布设监测方法。
背景技术
随着社会发展对能源的需求越来越大，新的替代能源的利用和开发已成为各个国家迫切需要解决的问题，与传统能源相比，太阳能具有无污染、分布广、可方便利用并可重复使用的能源。太阳能电池是太阳能开发利用的核心部件，其光电转换效率与使用寿命更是明显的影响太阳能利用和推广的关键指标，大量研究表明，温度因素在很大程度上影响着太阳能电池板的光电转换效率和使用寿命，因此及时准确的获取太阳能电池板的温度对于提高其转换效率具有重要作用。
目前对太阳能电池进行温度测试主要采用铂电阻等点式温度传感器对太阳能电池板的温度进行测试，但是该方案在对大规模(数量达到数百、数千甚至数万块)太阳能电池板进行监测时，需要设置数百至数万个监测点，将面临系统极度复杂、系统可靠性低、传感器布设及布线十分困难、成本高、难以维护等问题，难以在大规模太阳能电池板温度监测中应用。
发明内容
针对现有的铂电阻等点式温度传感器对太阳能电池板的温度进行测试时，存在的系统极度复杂、系统可靠性低、传感器布设及布线十分困难、成本高、难以维护等问题，本发明的第一目的是提供了基于光纤温度分布测试仪的太阳能电池板温度监测系统。
本发明采用以下的技术方案：
基于光纤温度分布测试仪的太阳能电池板温度监测系统，包括光纤温度分布测试仪、太阳能电池板组件、铂电阻测温仪和服务器，光纤温度分布测试仪上设置有感温光缆，感温光缆粘接在太阳能电池板组件的背板上，铂电阻温度仪连接有铂电阻探头，铂电阻探头固定在感温光缆和太阳能电池板组件的背板的粘接位置处；铂电阻测温仪和光纤温度分布测试仪均与服务器相连。
优选地，光纤温度分布测试仪的数量为M，每台光纤温度分布测试仪具有N个通道，每个通道均连接感温光缆。
本发明的第二目的是提供了基于光纤温度分布测试仪的太阳能电池板温度监测系统的布设监测方法。
基于光纤温度分布测试仪的太阳能电池板温度监测系统的布设监测方法，包括以下步骤：
步骤101：服务器接入第i台光纤温度分布测试仪，M≥i≥1，M为光纤温度分布测试仪的总数量；
步骤102：设置n＝1，在第i光纤温度分布测试仪的第n个通道中接入感温光缆，设置第n个通道的初始光缆参数，N≥n≥1，N为光纤温度分布测试仪最大通道数；
步骤103：在太阳能电池板组件中布设接入第i台光纤温度分布测试仪的第n个通道的感温光缆，并将铂电阻探头固定在感温光缆和太阳能电池板组件的背板的粘接位置处；
其中，铂电阻探头具体固定在第1区间内，第1区间为第i台光纤温度分布测试仪第n通道的感温光缆与太阳能电池板组件粘接的第1个位置；
步骤104：将所有的光纤温度分布测试仪布设完成，启动服务器，接收光纤温度分布测试仪的温度分布测试信息，并针对太阳能电池板组件的温度数据进行统计及显示；
步骤105：针对初次运行进行温度校准，提高温度测试准确度；
步骤106：服务器在运行过程中，会结合铂电阻测温仪的测试结果及对应的光纤温度分布测试仪测试结果进行智能分析，对感温光缆与太阳能电池板背板的各个粘贴部位的起始位置及终止位置进行计算，如果铂电阻测温仪测试结果与第1区间温度出现较大差别会自动进行温度校准或报警提示。
优选地，步骤103中的感温光缆的具体布设过程为：
太阳能电池板组件由多块大太阳能电池板连接组成，每块大太阳能电池板由9块小太阳能电池板组成；
将感温光缆以直径DT盘绕成NT圈无骨架光纤环，将光纤环粘接在大太阳能电池板的背板的中心位置上，每块大太阳能电池板的背板均粘接一个光纤环；
铂电阻探头固定在光纤环和第一个大太阳能电池板板的背板的粘接位置处。
本发明具有的有益效果是：
本发明提出基于光纤温度分布测试仪的太阳能电池板温度监测系统及布设监测方法，以光纤温度分布测试仪的分布式温度测试为核心，结合单模/多模感温光缆耐腐蚀、耐高温、线性铺设等优点，提出大规模太阳能电池板分布式温度监测系统布设方法，实现对大规模太阳能电池板的温度监测，与传统点式温度传感器监测方案相比，具有系统复杂度低、可靠性高、布设简单、维护方便、可在运行期间实时校准、成本低等特点。
附图说明
图1为基于光纤温度分布测试仪的太阳能电池板温度监测系统的结构示意图。
图2为单通道感温光缆布置示意图。
图3为单块大太阳能电池板光缆环形排列铺设示意图。
图4为光纤温度系数实时自动校准流程示意图。
图5为根据粘贴部位中各个位置其温度变化趋势示意图
图6为单一通道中各个粘贴部位起始位置及终止位置自动统计计算方法流程图。
图7为智能温度误差判定及提醒功能流程示意图。
图8为与邻近光纤环比较判断该光纤环温度是否异常流程示意图。
图9为感温光缆光纤环定位方法流程示意图。
图10为反斯托克斯与斯托克斯拉曼散射损耗时域差分数据定位光纤环流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明的具体实施方式做进一步说明：
实施例1
结合图1，基于光纤温度分布测试仪的太阳能电池板温度监测系统，包括光纤温度分布测试仪1、太阳能电池板组件2、铂电阻测温仪3和服务器4，光纤温度分布测试仪上设置有感温光缆5，感温光缆粘接在太阳能电池板组件的背板上，铂电阻温度仪连接有铂电阻探头6，铂电阻探头固定在感温光缆和太阳能电池板组件的背板的粘接位置处。铂电阻测温仪和光纤温度分布测试仪均与服务器相连。
光纤温度分布测试仪的数量为M，每台光纤温度分布测试仪具有N个通道，每个通道均连接感温光缆。
实施例2
结合图1至图10，在实施例1的基础上，提供了基于光纤温度分布测试仪的太阳能电池板温度监测系统的布设监测方法，包括以下步骤：
步骤101：服务器接入第i台光纤温度分布测试仪，M≥i≥1，M为光纤温度分布测试仪的总数量；
步骤102：设置n＝1，在第i光纤温度分布测试仪的第n个通道中接入感温光缆，设置第n个通道的初始光缆参数，N≥n≥1，N为光纤温度分布测试仪最大通道数；
步骤103：在太阳能电池板组件中布设接入第i台光纤温度分布测试仪的第n个通道的感温光缆，并将铂电阻探头固定在感温光缆和太阳能电池板组件的背板的粘接位置处；
其中，铂电阻探头具体固定在第1区间内，第1区间为第i台光纤温度分布测试仪第n通道的感温光缆与太阳能电池板组件粘接的第1个位置；
步骤104：将所有的光纤温度分布测试仪布设完成，启动服务器，接收光纤温度分布测试仪的温度分布测试信息，并针对太阳能电池板组件的温度数据进行统计及显示；
步骤105：针对初次运行进行温度校准，提高温度测试准确度；
步骤106：服务器在运行过程中，会结合铂电阻测温仪的测试结果及对应的光纤温度分布测试仪测试结果进行智能分析，对感温光缆与太阳能电池板背板的各个粘贴部位的起始位置及终止位置进行计算，如果铂电阻测温仪测试结果与第1区间温度出现较大差别会自动进行温度校准或报警提示。
步骤103中的感温光缆的具体布设过程为：
太阳能电池板组件由多块大太阳能电池板7连接组成，每块大太阳能电池板由9块小太阳能电池板组成。
将感温光缆以直径DT盘绕成NT圈无骨架光纤环8，将光纤环粘接在大太阳能电池板的背板的中心位置上，每块大太阳能电池板的背板均粘接一个光纤环。每个大太阳能电池板背板粘贴的光纤环称为一个区间，按照该条光缆上各个区间光缆起始位置进行排序，起始位置最小的作为第1区间，起始位置最大的作为第ZMAX区间，换而言之对于第i台光纤温度分布测试仪第n通道来说，该通道第1个光纤环部位即为第1区间。
根据大太阳能电池板中心位置尺寸TYNSIZE确定感温部位光纤环直径DT，TYNSIZE≥DT≥5cm，TYNSIZE典型值为15cm，则DT典型值为10cm，感温部位光纤环圈数NT＝向上取整{感温部位光纤长度LT÷感温部位光纤环直径DT}。
粘接时的粘结剂可以选用环氧树脂胶，相邻两层光纤环平面间距为LPT，TYNSIZE/NT/3≥LPT≥0.5cm，典型值为0.5mm，光纤环粘贴位置应位于太阳能电池板背板的中心位置，光纤环排列中心位置应尽量与太阳能板中心位置接近或重叠，以保障光纤环测量温度与太阳能板温度接近，且光纤环各处所接触温度场尽量均匀，以通过传统光纤温度分布测试仪的1m空间分辨率指标实现TYNSIZE×TYNSIZE尺寸太阳能电池温度的准确测试，解决直接线性布设感温光缆由于空间分辨率指标较差难以准确测试太阳能电池温度的难题。
铂电阻探头固定在光纤环和第一个大太阳能电池板板的背板的粘接位置处。铂电阻探头通过电缆与铂电阻测温仪相连。
如果所使用的感温光缆上印有距离标识，则可记录光纤环前端位置距离标识填入服务器，该太阳能板对应光缆位置PT_INIT[i][n][p]。
将粘贴好的光纤环前端位置缠绕至光纤弯曲装置OFB上，光纤弯曲装置OFB的典型结构为直径0.5cm～1cm的圆柱形物体，启动第i台光纤温度分布测试仪对应通道n的光纤环定位功能，缠绕约1～2分钟后即可松开缠绕，记录分析出的该太阳能板位置PT_INIT[i][n][p]并填入服务器。感温光缆光纤环定位方法在下面会有具体的什么。
感温光缆铺设完成后，在一旁的太阳能板支架上使用感温光缆布设冗余维护光纤环9，光纤环直径为DE，20cm≥DE≥10cm长度为LE，圈数NE＝向上取整{LE÷DE}，可以采用透明胶带或帮扎带等方式将其固定在太阳能板支架上，用于后期光缆断裂时的维护熔接使用，尽量避免光缆断裂对其它太阳能板感温部位造成影响。
如图4，步骤105的温度校准过程如下，由用户启动此功能后，将会通过分时收集第i台光纤温度分布测试仪第n通道第1个光纤环部位在不同时间段的温度数据，结合对应的铂电阻测温仪数据作为校准源，对该通道光纤温度分布系数进行自动校准，该过程将会持续3小时至24小时，典型持续时间为12小时，其具体步骤如下：
步骤301：读取光纤温度分布测试仪的测试参数，其中，测试数据数量为NUM，采样分辨率为SAMR，空间分辨率为SPR，输入感温部位的光纤环长度为LT；
步骤302：设置光纤环起始位置CPOS的值为PT_INIT[i][n][0]，同时设置测试数据索引标志TI＝0；
步骤303：参数设置完毕，开始进行温度分布测试，等待温度分布测试结束；
步骤304：待温度分布测试结束后，记录第TI次温度分布测试结束时间TE[TI]，读取拉曼散射比值数据RTDATA[0]到RTDATA[NUM-1]共NUM个数据，读取距离分布数据RTXDATA[0]到RTXDATA[NUM-1]共NUM个数据；
步骤305：根据读取的数据，计算光纤环温度采样区域起始位置CZPS＝CPOS-SAMR，在RTXDAT[0～NUM-1]中寻找最接近CZPS的RTXDATA值，其数据下标即为感温光纤环温度采样区域起始位置对应数据下标DIS；
计算光纤环温度采样区域终止位置CZPE＝CPOS+LT+SAMR，在RTXDAT[0～NUM-1]中寻找最接近CZPE的RTXDATA值，其数据下标即为感温光纤环温度采样区域终止位置对应下标DIE；计算光纤环数据下标长度DIL＝DIE-DIS；
步骤306：设置DII的值为0；
步骤307：计算第TI次测试数据第DII下标对应的拉曼散射比值平均数据RTAVE[TI][DII]，该值的大小为AVE(RTDATA[(DIS+DII-SAMR)～(DIS+DII+SAMR)]；
步骤308：判断DII是否大于等于DIL，如果是，转步骤310，否则转步骤309；
步骤309：设置DII＝DII+1，转步骤307再次进行计算；
步骤310：读取相应的铂电阻温度值，并存入第TI次铂电阻温度数据TD[TI]中，通过TTEST＝TE[TI]-TE[0]计算统计时间；
步骤311：判断统计时间TTEST是否大于等于TTESTTH，其中TTESTTH的范围为3到24小时，典型值为12小时；如果是，转步骤313，否则转步骤312；
步骤312：设置TI＝TI+1，转步骤303再次进行计算；
步骤313：设置DII的值为0；
步骤314：对RTAVE[0][DII]到RTAVE[TI][DII]及TD[0][DII]到TD[TI][DII]以TD[0][DII]到TD[TI][DII]为主键进行升序排序；
步骤315：对排序后的RTAVE[0][DII]到RTAVE[TI][DII]及TD[0][DII]到TD[TI][DII]数据，以函数TD[0～TI][DII]＝RTAVE[0～TI][DII]*CT[DII]+CTA[DII]为基础进行线性拟合，计算光纤温度系数CT[DII]与CTA[DII]；
步骤316：判断DII是否大于等于DIL，如果是，转步骤318，否则转步骤317；
步骤317：设置DII＝DII+1，转步骤314再次进行计算；
步骤318：对CT[0]到CT[DIL]及CTA[0]到CTA[DIL]以CT[0]到CT[DIL]为主键进行升序排序；
步骤319：返回光纤温度系数的CT[DIL]及CTA[DIL]，自动校准过程结束。
图5为根据粘贴部位中各个位置其温度变化趋势示意图，其中，(a)为第n个粘贴部位温度分布数据随时间变化曲线；(b)为PT_INIT[n]位置，曲线为粘贴区域外测试温度随时间变化曲线示意图；(c)为PT_S[n]位置，即曲线中粘贴区域的起始位置，曲线为粘贴区域MAXT/2(MAXT为粘贴区域最大温度值)位置测试温度随时间变化曲线示意图；(d)曲线为MAXT位置测试温度随时间变化曲线示意图；(e)为PT_E[n]位置，即曲线中粘贴区域的终止位置，曲线为粘贴区域MAXT/2(MAXT为粘贴区域最大温度值)位置测试温度随时间变化曲线示意图；(f)曲线为粘贴区域外测试温度随时间变化曲线示意图。
上述步骤106中，感温光缆与太阳能电池板背板的各个粘贴部位的起始位置及终止位置自动统计计算方法，通过对不同位置不同时间段温度数据曲线的特征进行总结，从而提出了通过非线性拟合对同一位置不同时间段温度数据曲线进行分析，从而更准确的得到一段粘贴区域中不同位置在24小时内最大温度对应时间段，再通过对其最大温度曲线进行统计，分析其半峰带宽对应位置，从而实现对各个粘贴部位的起始位置及终止位置的自动统计计算，具体步骤如图6所示：
步骤401：开启粘贴部位的起始位置及终止位置自动统计计算功能；
步骤402：读取当前第i台光纤温度分布测试仪第n通道最大光缆布设部位数PNUM[i][n]，存入PNMAX中，设置测试次数计数TII为0，测试天数计数DAYN为0；
步骤403：启动温度分布测试功能，待温度分布测试完毕后，记录测试完毕时间并存入TE[TII]，记录温度数据并分别存入TDATA[TII][0]到TDATA[TII][NUM-1]中，记录距离数据并分别存入DISDATA[0]到DISDATA[NUM-1]中；
步骤404：判断TE[TII]和TE[0]的差值是否大于等于24小时，如果是，转步骤405，否则转步骤406；
步骤405：设置光纤环计数TIII为0；
步骤406：设置TII为TII+1，并转步骤403再次进行测试；
步骤407：设置当前光纤环起始位置PT_ST为PT_INIT[i][n][TIII]，当前光纤环终止位置PT_ET为PT_INIT[i][n][TIII+1]，如果TIII和PNMAX相等，则设置PT_ST为PT_INIT[i][n][PNMAX]且PT_ET为该通道的光缆长度；
步骤408：计算PT_ST、PT_ET对应的距离数据DISDATA的下标I_S、I_E，使得(PT_ST-DISDATA[I_S])≤ABS(DISDATA[0]-DISDATA[1])/2，(PT_ET-DISDATA[I_E])≤ABS(DISDATA[0]-DISDATA[1])/2；设置位置计数I_D为0；
步骤409：整理数据，建立同一位置从0点到24点24个小时的不同时间温度数据数组，并存入到TDAY中，设置TDAY[I_D][0]到TDAY[I_D][TII]的值为TDATA[0][I_D]到TDATA[TII][I_D]对应的值；
步骤410：以TDAY[I_S+I_D][0]到TDAY[I_S+I_D][TII]的值为纵轴数据、TE[0]到TE[TII]的值为横轴数据进行非线性拟合，拟合函数可为洛伦兹、高斯或二次多项式，利用拟合函数计算得到TDAY[I_D][0]到TDAY[I_D][TII]的拟合最大值TDAYMAX_TEMP[I_D]、拟合最大值对应时间TDAYMAX_TIME[I_D]以及拟合最大值对应半峰带宽TDAYFWHM[I_D]；
步骤411：判断I_D是否大于I_E-I_S，如果是，转步骤412，否则转步骤413；
步骤412：计算TDAYMAX_TEMP[0]到TDAYMAX_TEMP[(I_E-I_S)]的最大值，并存入TDAYMAX[DAYN]中，计算TDAYMAX_TEMP[0]到TDAYMAX_TEMP[(I_E-I_S)]的最小值，并存入TDAYMIN[DAYN]中，将TDAYMAX[DAYN]对应的距离数据下标存入TDAYMAX_DIS[DAYN]中，搜索并记录TDAYMAX_DIS[DAYN]的左侧横坐标轴第一个小于等于(TDAYMAX[DAYN]+TDAYMIN[DAYN])/2的对应距离数据，存入光纤环起始位置每日数据PT_S[DAYN]中，搜索并记录TDAYMAX_DIS[DAYN]的右侧横坐标轴第一个小于等于(TDAYMAX[DAYN]+TDAYMIN[DAYN])/2的对应距离数据，存入光纤环终止位置每日数据PT_E[DAYN]中；
步骤413：设置I_D值加1，并转步骤410再次进行计算；
步骤414：计算PT_S[0]到PT_S[DAYN]的平均值，存入光纤环校正起始位置PT_SC[i][n][TIII]中，计算PT_E[0]到PT_E[DAYN]的平均值，存入光纤环校正终止位置PT_EC[i][n][TIII]中；
步骤415：判断TIII是否大于PNMAX，如果是，转步骤417，否则转步骤416；
步骤416：设置TIII的值加1，并转步骤405再次进行设置；
步骤417：设置粘贴区域计算标志PT_ZONECALC[i][n]的值为1；
步骤418：判断用户是否停止此功能，如果为是，转步骤420，否则转步骤419；
步骤419：设置DAYN的值1，设置TII为0，并转步骤403再次进行计算；
步骤420：停止计算程序。
步骤106中的智能温度误差判定及提醒功能流程图如图7所示，具体步骤如下：
步骤501：启动智能温度误差判定及提醒功能；
步骤502：判断PT_ZONECALC[i][n]的值是否为1，如果为是转步骤502，否则转步骤527；
步骤503：读取当前第i台光纤温度分布测试仪第n通道的最大光缆布设部位数PNUM[i][n]，存入PNMAX中，设置TII为0，DAYN为0；
步骤504：等待第i台光纤温度分布测试仪第n通道的温度分布测试完毕，记录测试完毕时间TE[TII]，获取从TDATA[TII][0]到TDATA[TII][NUM]的温度数据，获取距离数据从DISDATA[0]到DISDATA[NUM]的距离数据，获取对应通道铂电阻温度值存入TPT[TII]中；
步骤505：判断TE[TII]和TE[0]的差值，如果大于等于24小时，转步骤506，否则转步骤507；
步骤506：设置TIII为0；
步骤507：设置TII的值加1；
步骤508：读取PT_SC[i][n][TIII]的值并存入PT_S中，读取PT_EC[i][n][TIII]的值，并存入PT_E中；
步骤509：计算PT_S对应的距离数据DISDATA下标I_S，使得PT_S和DISDATA[I_S]的差值小于等于DISDATA[0]和DISDATA[1]的差值的一半，计算PT_E对应的距离数据DISDATA下标I_E，使得PT_E和DISDATA[I_E]的差值小于等于DISDATA[0]和DISDATA[1]的差值的一半，设置I_D为0；
步骤510：计算从TDATA[0][I_D+I_S]到TDATA[TII][I_D+I_S]的最大值，存入TMAX_T[I_D]中，计算从TDATA[0][I_D+I_S]到TDATA[TII][I_D+I_S]的最大值，存入TAVE_T[I_D]中，计算从TDATA[0][I_D+I_S]到TDATA[TII][I_D+I_S]的最小值，存入TMIN_T[I_D]中；；
步骤511：判断I_D是否大于I_E-I_S，如果是，转步骤512，否则转步骤513；
步骤512：计算从TMAX_T[0]到TMAX_T[(I_E-I_S)]的平均值，存入当前日期光纤环温度最大值数据TMAX[TIII]中；计算从TAVE_T[0]到TAVE_T[(I_E-I_S)]的平均值，存入当前日期光纤环温度平均值数据TAVE[TIII]中；计算从TMIN_T[0]到TMIN_T[(I_E-I_S)]的平均值，存入当前日期光纤环温度最小值数据TMIN[TIII]中；
步骤513：设置I_D的值加1；
步骤514：判断TIII的值是否为0，如果为是，转步骤515，否则转步骤516；
步骤515：计算TPT[0]到TPT[TII]的平均值，与TAVE_T[I_D]取差值后取绝对值，其结果与温度校准告警阈值JZTH比较大小，JZTH为温度校准告警阈值，典型值为5℃，如果前者大，转步骤518，否则转步骤516；
步骤516：判断TIII是否大于PNMAX，如果是，转步骤519，否则转步骤517；
步骤517：设置TIII的值加1，并转步骤506再次进行计算；
步骤518：如果铂电阻24小时的平均值与对应粘贴区域24小时的平均温度差超过阈值，则提示检查铂电阻及其对应光纤环；
步骤519：设置TIII为0；
步骤520：与邻近光纤环比较是否超出告警阈值，如果是，转步骤522，否则转步骤521；
步骤521：判断TIII是否大于PNMAX，如果是，转步骤524，否则转步骤523；
步骤522：提升检查第i台光纤温度分布测试仪第n通道的第TIII个光纤环及其附近光纤环；
步骤523：设置TIII的值加1；
步骤524：判断用户是否停止此功能，如果是，转步骤526，否则转步骤525；
步骤525：设置DAYN的值1，TII为0；
步骤526：停止程序。
其中，步骤520中的与邻近光纤环比较判断该光纤环温度是否异常，流程图如图8所示，具体步骤如下：
步骤52001：读取TIII值，读取温度异常判断邻近区域数量值Z，典型值Z＝2，读取最大值告警阈值GJTH_MAX，典型值为10℃，读取最小值告警阈值GJTH_MIN，典型值为5℃，设置最大值告警标记数据GJTH_MAX_SIGN为0，设置最小值告警标记数据GJTH_MIN_SIGN为0；读取步骤503中的PNMAX；读取步骤501至519中计算得到的TMAX_T[0～PNMAX-1]；
步骤52002：判断TIII是否小于Z，如果是，转步骤52003，否则转步骤52004；
步骤52003：设置LI0为0，LI为LI0，并转步骤52008；
步骤52004：判断TIII是否小于PNMAX-Z，如果是，转步骤52005，否则转步骤52006；
步骤52005：设置LI0为TIII-Z，LI为LI0，并转步骤52008；
步骤52006：判断TIIIP是否小于PNMAX，如果是，转步骤52007；
步骤52007：设置LI0为PNMAX和Z差值的平方，LI为LI0，并转步骤52008；
步骤52008：计算第TIII光纤环当前日期光纤环温度最大值数据TMAX[TIII]和第LI光纤环当前日期光纤环温度最大值数据TMAX[LI]差值的绝对值，判断其结果与GJTH_MAX的大小，如果前者大于等于后者，转步骤52009，否则转步骤52010；
步骤52009：设置GJTH_MAX_SIGN值为1，并转步骤52010；
步骤52010：计算第TIII光纤环当前日期光纤环温度最小值数据TMIN[TIII]和第LI光纤环当前日期光纤环温度最小值数据TMIN[LI]差值的绝对值，判断其结果与GJTH_MIN的大小，如果前者大于等于后者，转步骤52011，否则转步骤52012；
步骤52011：设置GJTH_MIN_SIGN值为1，并转步骤52012；
步骤52012：判断LI是否大于Z平方，如果是，转步骤52014，否则转步骤52013；
步骤52013：设置LI的值加1，并转步骤52008再次进行判断；
步骤52014：判断GJTH_MAX_SIGN和GJTH_MIN_SIGN值是否都为1，如果为是，转步骤52015，否则转步骤52016；
步骤52015：发送告警信息；
步骤52016：无告警信息，结束；
步骤52017：程序出现错误，TIII超界，结束。
感温光缆光纤环定位方法，流程示意图如图9所示，具体步骤如下：
步骤601：将粘贴好的光纤环前端位置缠绕至光纤弯曲装置OFB上；
步骤602：启动光纤环定位功能；
步骤603：读取测试参数，测试数据数量为NUM，设置测试数据索引fi为0；
步骤604：开始温度分布测试；
步骤605：等待温度分布测试结束；
步骤606：将测试结束时间存入TE[fi]中，反斯托克斯数据存入反斯托克斯数据数组ASD[fi][0～NUM-1]中，斯托克斯数据存入斯托克斯数据数组SD[fi][0～NUM-1]中；
步骤607：判断TE[fi]-TE[0]是否小于超时报错时间阈值TTIMEOUT，TTIMEOUT典型值为300s，如果是，转步骤608，否则转步骤613；
步骤608：判断TE[fi]-TE[0]是否大于启动时间阈值TSTART，TSTART典型值为40s，如果是，转步骤609，否则转步骤611；
步骤609：计算ASD[fi][0]到ASD[fi][NUM-1]和ASD[0][0]到ASD[0][NUM-1]对应的差值，分别存入反斯托克斯时域差分数据ASDDIFF[0]到ASDDIFF[NUM-1]中，计算SD[fi][0]到SD[fi][NUM-1]和ASD[0][0]到ASD[0][NUM-1]对应的差值，分别存入斯托克斯时域差分数据SDDIFF[0]到SDDIFF[NUM-1]中；
步骤610：利用ASDDIFF[0]到ASDDIFF[NUM-1]和SDDIFF[0]到SDDIFF[NUM-1]，计算光纤环起始位置点CPOS＝CPOSS，如果计算成功，转步骤612，否则转步骤611；
步骤611：设置fi加1，并转步骤604，再次进行计算；
步骤612：返回光纤环起始位置值CPOS，结束。
步骤610中，利用反斯托克斯拉曼散射损耗时域差分数据ASDDIFF与斯托克斯拉曼散射损耗时域差分数据SDDIFF中光纤损耗变化分析光纤环缠绕位置方法流程示意图如图10所示，该算法运算速度快，并无复杂计算过程，并且可以根据反斯托克斯拉曼散射损耗时域差分数据ASDDIFF与斯托克斯拉曼散射损耗时域差分数据SDDIFF进行光纤环定位的相互校验，可以在快速分析的前提下尽量避免光纤环定位误差，具体步骤如下：
步骤61001：读取测试参数，测试数据数量NUM，采样分辨率SAMR，空间分辨率SPR，计算SPR/SAMR和5的最大值，存入有效长度EL中；
步骤61002：读取ASDDIFF[0]到ASDDIFF[NUM-1]的反斯托克斯时域差分数据以及ASX[0]到ASX[NUM-1]的反斯托克斯距离分布数据，读取SDDIFF[0]到SDDIFF[NUM-1]的斯托克斯时域差分数据以及SX[0]到SX[NUM-1]的斯托克斯距离分布数据；
步骤61003：设置di为0，开始搜寻ASDDIFF数据；
步骤61004：判断di是否小于NUM的大小，如果是，转步骤61005，否则转步骤61017；
步骤61005：判断ASDDIFF[di]是否大于反斯托克斯时域差分判定阈值ASDDIFFTH的大小，其中ASDDIFFTH典型值为3dB，如果是，转步骤61006，否则转步骤61007；
步骤61006：判断ASDDIFF[di]到ASDDIFF[(di+EL)]值是否都大于等于ASDIFFTH，如果是，转步骤61008，否则转步骤61007；
步骤61007：设置di加1，并转步骤61004再次进行判断；
步骤61008：设置反斯托克斯光纤环定位位置ASDCPOSS为ASX[di]；
步骤61009：设置di为0，开始搜寻SDDIFF数据；
步骤61010：判断di是否小于NUM，如果是，转步骤61011，否则转步骤61017；
步骤61011：判断SDDIFF[di]是否大于SDDIFFTH，其中斯托克斯时域差分判定阈值SDDIFFTH典型值为3dB，如果是，转步骤61012，否则转步骤61013；
步骤61012：判断SDDIFF[di]到SDDIFF[(di+EL)]的值是否都大于等于SDIFFTH，如果是，转步骤61014，否则转步骤61013；
步骤61013：设置di加1，并转步骤61010再次进行判断；
步骤61014：设置斯托克斯光纤环定位位置SDCPOSS为SX[di]；
步骤61015：判断ASDCPOSS、SDCPOSS差值的绝对值是否小于SPR，如果是，转步骤61016，否则转步骤61017；
步骤61016：返回CPOSS＝(ASDCPOSS+SDCPOSS)/2，结束；
步骤61017：定位失败，返回失败信息，结束。
当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。
Claims (4)
1.基于光纤温度分布测试仪的太阳能电池板温度监测系统，其特征在于，包括光纤温度分布测试仪、太阳能电池板组件、铂电阻测温仪和服务器，光纤温度分布测试仪上设置有感温光缆，感温光缆粘接在太阳能电池板组件的背板上，铂电阻温度仪连接有铂电阻探头，铂电阻探头固定在感温光缆和太阳能电池板组件的背板的粘接位置处；铂电阻测温仪和光纤温度分布测试仪均与服务器相连。
2.根据权利要求1所述的基于光纤温度分布测试仪的太阳能电池板温度监测系统，其特征在于，光纤温度分布测试仪的数量为M，每台光纤温度分布测试仪具有N个通道，每个通道均连接感温光缆。
3.根据权利要求2所述的基于光纤温度分布测试仪的太阳能电池板温度监测系统的布设监测方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤101：服务器接入第i台光纤温度分布测试仪，M≥i≥1，M为光纤温度分布测试仪的总数量；
步骤102：设置n＝1，在第i光纤温度分布测试仪的第n个通道中接入感温光缆，设置第n个通道的初始光缆参数，N≥n≥1，N为光纤温度分布测试仪最大通道数；
步骤103：在太阳能电池板组件中布设接入第i台光纤温度分布测试仪的第n个通道的感温光缆，并将铂电阻探头固定在感温光缆和太阳能电池板组件的背板的粘接位置处；
其中，铂电阻探头具体固定在第1区间内，第1区间为第i台光纤温度分布测试仪第n通道的感温光缆与太阳能电池板组件粘接的第1个位置；
步骤104：将所有的光纤温度分布测试仪布设完成，启动服务器，接收光纤温度分布测试仪的温度分布测试信息，并针对太阳能电池板组件的温度数据进行统计及显示；
步骤105：针对初次运行进行温度校准，提高温度测试准确度；
步骤106：服务器在运行过程中，会结合铂电阻测温仪的测试结果及对应的光纤温度分布测试仪测试结果进行智能分析，对感温光缆与太阳能电池板背板的各个粘贴部位的起始位置及终止位置进行计算，如果铂电阻测温仪测试结果与第1区间温度出现较大差别会自动进行温度校准或报警提示。
4.根据权利要求3所述的基于光纤温度分布测试仪的太阳能电池板温度监测系统的布设监测方法，其特征在于，步骤103中的感温光缆的具体布设过程为：
太阳能电池板组件由多块大太阳能电池板连接组成，每块大太阳能电池板由9块小太阳能电池板组成；
将感温光缆以直径DT盘绕成NT圈无骨架光纤环，将光纤环粘接在大太阳能电池板的背板的中心位置上，每块大太阳能电池板的背板均粘接一个光纤环；
铂电阻探头固定在光纤环和第一个大太阳能电池板板的背板的粘接位置处。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20191115 |