CN110635768A - 一种光伏电站组件热斑故障自动检测装置及其工作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种光伏电站组件热斑故障自动检测装置及其工作方法，属于光伏电站故障检测领域，包括用于检测光伏电站组件热斑故障的行走部件、红外成像部件、无线传输部件、图表转换部件、热斑故障判定部件和交流电源；所述红外成像部件安装于行走部件上，所述无线传输部件设置在红外成像部件上，所述无线传输部件与图表转换部件无线连接，所述图表转换部件与热斑故障判定部件连接，所述交流电源分别与行走部件、红外成像部件、图表转换部件、热斑故障判定部件连接。本发明结构完善、系统紧凑，实用性强，适合光伏发电行业使用；具备可操作性，实践证明是一种很好的方法；具备科学性，能满足光伏电站的要求；可比性强。具有广泛适用性。
Description
技术领域
本发明涉及一种光伏电站组件热斑故障自动检测装置及方法，属于光伏电站故障检测领域。
背景技术
单体太阳电池不能直接做电源使用。作电源必须将若干单体电池串、并联连接和严密封装成组件。光伏组件是太阳能发电系统中的核心部分，也是太阳能发电系统中最重要的部分。其作用是将太阳能转化为电能，并送往蓄电池中存储起来，或推动负载工作。但是，随着微型逆变器的使用，可以直接把光伏组件的电流源转化成为电压源，可以驱动电器应用我们的生活当中。
同时，光伏组件在不断创新，由于光伏组件在业内来讲叫做中国制造，应该有中国创造，进而出现光伏组件的升级创新产品，一旦步入通用市场，将对光伏组件和传统建材造成一定冲击。
一个太阳能电池只能产生大约0.5伏的电压，远低于实际使用所需电压。为了满足实际应用的需要，需要把太阳能电池连接成组件。太阳能电池组件包含一定数量的太阳能电池，这些太阳能电池通过导线连接。如一个组件上，太阳能电池的数量是36片，这意味着一个太阳能组件大约能产生17伏的电压。
通过导线连接的太阳能电池被密封成的物理单元被称为太阳能电池组件，具有一定的防腐，防风，防雹，防雨的能力，广泛应用于各个领域和系统。当应用领域需要较高的电压和电流而单个组件不能满足要求时，可把多个组件组成太阳能电池方阵，以获得所需要的电压和电流。
在一定条件下，一串联支路中被遮蔽的太阳电池组件，将被当作负载消耗其他有光照的太阳电池组件所产生的能量。被遮蔽的太阳电池组件此时会发热，这就是热斑效应。这种效应能严重的破坏太阳能电池。有光照的太阳电池所产生的部分能量，都可能被遮蔽的电池所消耗。为了防止太阳电池由于热斑效应而遭受破坏，最好在太阳电池组件的正负极间并联一个旁路二极管，以避免光照组件所产生的能量被受遮蔽的组件所消耗。
太阳电池组件通常安装在地域开阔、阳光充足的地带。在长期使用中难免落上飞鸟、尘土、落叶等遮挡物，这些遮挡物在太阳电池组件上就形成了阴影，在大型太阳电池组件方阵中行间距不适合也能互相形成阴影。由于局部阴影的存在，太阳电池组件中某些电池单片的电流、电压发生了变化。其结果使太阳电池组件局部电流与电压之积增大，从而在这些电池组件上产生了局部温升。因此光伏电站组件热斑不可避免。
在实际使用太阳电池中，若热斑效应产生的温度超过了一定极限将会使电池组件上的焊点熔化并毁坏栅线，从而导致整个太阳电池组件的报废。热斑还会大量消耗电能，降低能量利用率，造成经济损失。
一个光伏电站有数万或者十几万张组件，设备庞大、结构复杂、热斑隐患繁多，并且原因多种多样，精确检测难度大，因此急需一种光伏电站组件热斑故障自动检测装置及方法。
目前还没有针对光伏电站组件热斑故障自动检测装置及方法开展相关研究。
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的光伏电站组件热斑故障自动检测装置及其工作方法。
本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种光伏电站组件热斑故障自动检测装置，包括用于检测光伏电站组件热斑故障的行走部件，其特征在于：还包括红外成像部件、无线传输部件、图表转换部件、热斑故障判定部件和交流电源；所述红外成像部件安装于行走部件上，所述无线传输部件设置在红外成像部件上，所述无线传输部件与图表转换部件无线连接，所述图表转换部件与热斑故障判定部件连接，所述交流电源分别与行走部件、红外成像部件、图表转换部件、热斑故障判定部件连接。
所述的光伏电站组件热斑故障自动检测装置的工作方法如下：
步骤一、行走部件使得光伏电站组件热斑故障自动检测装置沿着组串固定的路线行走；
步骤二、在光伏电站组件热斑故障的行走部件沿着组串行走时，红外成像部件也沿着组串行走，同时进行红外成像拍摄，设定的拍摄时间间隔为行走部件走过一块组件的时间；
步骤三、无线传输部件实时将红外成像部件自动拍摄的红外图像传输至图表转换部件，传输过程为自动传输；
步骤四、图表转换部件将红外图像转换成图表数据，热斑故障判定部件将图表转换部件的图表数据同设定的阙值比对判定，存在大于阙值数据的图片判定为热斑；
步骤五、热斑故障判定部件将判定为热斑的图片标记并且自动报警；
步骤六、检测人员将报警的图片编号对照事先排列好的光伏电站所有组件的编号（行走部件按照排列好的光伏电站所有组件的编号顺序进行行走）；
步骤七、得到光伏电站数万张组件中哪些位置的组件有热斑故障的结果；
步骤八、检测结束。
进一步的，所述步骤二中：红外成像部件可以拍摄红外图像、也可以拍摄可见光图像、还可以摄像，实现自动巡检。
进一步的，所述步骤四中：图表转换部件中的每一块组件的表格历史数据组成时域图形，判定热斑的发展速度趋势和热斑对减少发电量影响的系数。
进一步的，光伏电站可以自由安排检测的频率。
本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：
1、结构完善、系统紧凑，实用性强，适合光伏发电行业使用，具备可操作性，实践证明是一种很好的方法。
2、具备科学性，能满足光伏电站的要求。
3、可比性强。
4、具有广泛适用性。
附图说明
图1是本发明实施例中光伏电站组件热斑故障自动检测装置的结构示意图。
图中：行走部件1、红外成像部件2、无线传输部件3、图表转换部件4、热斑故障判定部件5、交流电源6。
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，本实施例中的光伏电站组件热斑故障自动检测装置，包括用于检测光伏电站组件热斑故障的行走部件1、红外成像部件2、无线传输部件3、图表转换部件4、热斑故障判定部件5和交流电源6。
红外成像部件2安装于行走部件1上，无线传输部件3设置在红外成像部件2上，无线传输部件3与图表转换部件4无线连接，图表转换部件4与热斑故障判定部件5连接，交流电源6分别与行走部件1、红外成像部件2、图表转换部件4、热斑故障判定部件5连接，交流电源6为上述各部件提供电能。
光伏电站组件热斑故障自动检测装置的工作方法如下：
步骤一、行走部件1使得光伏电站组件热斑故障自动检测装置沿着组串固定的路线行走；
步骤二、在光伏电站组件热斑故障的行走部件1沿着组串行走时，红外成像部件2也沿着组串行走，同时进行红外成像拍摄，设定的拍摄时间间隔为行走部件1走过一块组件的时间；
步骤三、无线传输部件3实时将红外成像部件2自动拍摄的红外图像传输至图表转换部件4，传输过程为自动传输；
步骤四、图表转换部件4将红外图像转换成图表数据，热斑故障判定部件5将图表转换部件4的图表数据同设定的阙值比对判定，存在大于阙值数据的图片判定为热斑；
步骤五、热斑故障判定部件5将判定为热斑的图片标记并且自动报警；
步骤六、检测人员将报警的图片编号对照事先排列好的光伏电站所有组件的编号（行走部件1按照排列好的光伏电站所有组件的编号顺序进行行走）；
步骤七、得到光伏电站数万张组件中哪些位置的组件有热斑故障的结果；
步骤八、检测结束。
步骤二中：红外成像部件2可以拍摄红外图像、也可以拍摄可见光图像、还可以摄像，实现自动巡检。
步骤四中：图表转换部件4中的每一块组件的表格历史数据组成时域图形，判定热斑的发展速度趋势和热斑对减少发电量影响的系数。
光伏电站可以自由安排检测的频率。
本实施例中，行走部件1由电机驱动上下两端的四个滚轮行走。
本实施例中，行走部件1同红外成像部件2之间为三脚架连接。
本实施例中，红外成像部件2设定的自动拍照时间间隔为14秒。
本实施例中，无线传输部件3由无线数据卡实现。
本实施例中，图表转换部件4的图表数据同设定的阙值比对判定，阙值设定为取值温度比正常组件的拍摄温度高20摄氏度。
本实施例中，热斑故障判定部件5的自动报警为声光报警。
虽然本发明以实施例公开如上，但其并非用以限定本发明的保护范围，任何熟悉该项技术的技术人员，在不脱离本发明的构思和范围内所作的更改，均应属于本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种光伏电站组件热斑故障自动检测装置，包括用于检测光伏电站组件热斑故障的行走部件（1），其特征在于：还包括红外成像部件（2）、无线传输部件（3）、图表转换部件（4）、热斑故障判定部件（5）和交流电源（6）；所述红外成像部件（2）安装于行走部件（1）上，所述无线传输部件（3）设置在红外成像部件（2）上，所述无线传输部件（3）与图表转换部件（4）无线连接，所述图表转换部件（4）与热斑故障判定部件（5）连接，所述交流电源（6）分别与行走部件（1）、红外成像部件（2）、图表转换部件（4）、热斑故障判定部件（5）连接。
2.一种如权利要求1所述的光伏电站组件热斑故障自动检测装置的工作方法，其特征在于：过程如下：
步骤一、行走部件（1）使得光伏电站组件热斑故障自动检测装置沿着组串固定的路线行走；
步骤二、在光伏电站组件热斑故障的行走部件（1）沿着组串行走时，红外成像部件（2）也沿着组串行走，同时进行红外成像拍摄，设定的拍摄时间间隔为行走部件（1）走过一块组件的时间；
步骤三、无线传输部件（3）实时将红外成像部件（2）自动拍摄的红外图像传输至图表转换部件（4），传输过程为自动传输；
步骤四、图表转换部件（4）将红外图像转换成图表数据，热斑故障判定部件（5）将图表转换部件（4）的图表数据同设定的阙值比对判定，存在大于阙值数据的图片判定为热斑；
步骤五、热斑故障判定部件（5）将判定为热斑的图片标记并且自动报警；
步骤六、检测人员将报警的图片编号对照事先排列好的光伏电站所有组件的编号；
步骤七、得到光伏电站数万张组件中哪些位置的组件有热斑故障的结果；
步骤八、检测结束。
3.根据权利要求2所述的光伏电站组件热斑故障自动检测装置的工作方法，其特征在于：所述步骤二中：红外成像部件（2）可以拍摄红外图像、也可以拍摄可见光图像、还可以摄像，实现自动巡检。
4.根据权利要求2所述的光伏电站组件热斑故障自动检测装置的工作方法，其特征在于：所述步骤四中：图表转换部件（4）中的每一块组件的表格历史数据组成时域图形，判定热斑的发展速度趋势和热斑对减少发电量影响的系数。
5.根据权利要求2所述的光伏电站组件热斑故障自动检测装置的工作方法，其特征在于：光伏电站可以自由安排检测的频率。
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|---|---|---|---|---|
| CN112187178A (zh) * | 2020-08-19 | 2021-01-05 | 华电电力科学研究院有限公司 | 一种自动计算光伏组件红外热斑严重程度的装置及方法 |
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| CN109187558A (zh) * | 2018-10-10 | 2019-01-11 | 中南大学 | 一种基于无人机的光伏电站自动巡检系统 |
| CN210693862U (zh) * | 2019-09-06 | 2020-06-05 | 华电电力科学研究院有限公司 | 一种光伏电站组件热斑故障自动检测装置 |
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