CN112683881A - 一种利用无人机进行大规模光伏组件隐裂检测的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及利用无人机进行大规模光伏组件隐裂检测的方法，包括步骤：S1、将用于组件隐裂拍摄的红外镜头安装于无人机云台上；S2、确定直流电压源的选型、参数及单次拟检测的组串数量与位置信息；S3、记录单次拟检测组串的位置信息；S4、确定无人机云台相机的参数及无人机飞行高度；S5、完成直流电压源与组串的连接；S6、无人机完成航线任务后，关闭直流电压源。本发明的有益效果是：本发明通过电致发光测试方法进行组件的隐裂检测并结合无人机实现了光伏电站组件隐裂的大规模检测，对无人机的巡检内容进行了进一步扩展，无人机搭载波段合适的红外镜头可对施加正向偏置电压的组串进行EL图像的拍摄，能进一步节省人工及时间成本，提升效率。
Description
技术领域
本发明属于无人机检测领域，涉及电致发光隐裂检测，特别涉及利用无人机进行光伏电站组件大规模隐裂检测的方法。
背景技术
我国太阳能资源非常丰富，开发利用潜力非常广阔；随着我国对能源的需求量日益增加，环保压力增大，越来越多的光伏电站建成并投入使用，截至2020年一季度，我国已建成光伏电站2.08亿千瓦。随着光伏产业的蓬勃发展，光伏电池的检测技术应运而生，其中，EL技术，即电致发光技术，通过利用晶体硅的电致发光原理，使用相机对光伏组件进行拍摄，并通过进一步的图像分析手段对光伏组件进行缺陷判断是目前主流的光伏缺陷检测方法。EL检测需在黑暗环境进行，因此光伏电站组件的EL检测存在不便捷不安全的情况。
光伏电站由于其发电特点，光伏板面积大，数量多，场区范围广，目前采用无人机进行巡检的方式逐渐普遍。无人机配备可见光镜头与红外线热感应摄像头，可识别光伏组件的破碎、灰尘、热斑等缺陷。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种利用无人机进行大规模光伏组件隐裂检测的方法，能更高效地进行光伏组件的隐裂检测。
这种利用无人机进行大规模光伏组件隐裂检测的方法，包括以下步骤：
S1、将用于组件隐裂拍摄的红外镜头安装于无人机云台上；
S2、确定直流电压源的选型、参数及单次拟检测的组串数量与位置信息；
S3、记录单次拟检测组串的位置信息，并将位置信息组成航线任务下达至无人机；
S4、以一次能清晰完整的拍摄一个组串为原则确定无人机云台相机的参数及无人机飞行高度；
S5、完成直流电压源与组串的连接，打开直流电压源使其对所连接的组串施加设定的正向偏置电压，等输出电压稳定时，开启无人机执行航线任务；
S6、无人机完成航线任务后，关闭直流电压源。
作为优选：步骤S1中，用于组件隐裂拍摄的红外镜头的波长通过范围与拍摄组件的电致发光光谱匹配。
作为优选：步骤S2中，直流电压源的选型可为独立电压源设备或为PID预防及恢复设备。
作为优选：步骤S2中，直流电压源参数包括输出电压范围及输出通道个数，其中输出电压范围应包含组串的开路电压范围。
作为优选：若直流电压源的选型为独立电压源设备，则该设备可置于组串式逆变器侧，直流电压源的输出通道个数与逆变器直流侧的接入组串个数一致，单次拟检测的组串数量小于等于直流电压源的输出通道个数。
作为优选：若直流电压源的选型为PID预防及恢复设备，该设备安装在逆变器的直流侧，通过时间控制、系统电压控制方式，在夜间对太阳能电站施加正向偏置电压，使得组件的PID得到恢复和预防，单次拟检测的组串数量小于等于PID预防及恢复设备所连接的组串数量。
作为优选：步骤S3中，组串的位置信息即组串中心点的经纬度坐标。
作为优选：步骤S3中，将位置信息组成航线任务即将各组串中心点坐标依次设置为航点坐标，在每一个航点进行拍照并储存相应照片。
作为优选：步骤S4中，无人机云台相机的参数包括快门时间、光圈大小及感光度等。
作为优选：步骤S5中，对于晶硅组件，正向偏置电压一般为组串开路电压的0.8至1.0倍；对于薄膜组件，电压大小一般为组串开路电压的1倍以上；对于其他先进组件，电压大小需要进行适配后确认。
本发明的有益效果是：本发明通过电致发光测试方法进行组件的隐裂检测并结合无人机实现了光伏电站组件隐裂的大规模检测，对无人机的巡检内容进行了进一步扩展，无人机搭载波段合适的红外镜头可对施加正向偏置电压的组串进行EL图像的拍摄，能进一步节省人工及时间成本，提升效率，实现光伏电站组件质量的高效判断。无人机光伏组件隐裂检测方法的工作效率高于目前常规的现场EL检测方法，并且精确度更高，而工作的危险度大幅降低。
附图说明
图1为利用无人机进行大规模光伏组件隐裂检测流程图；
图2为无人机执行任务示意图；
图3为组串EL图像一示意图；
图4为组串EL图像二示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步描述。下述实施例的说明只是用于帮助理解本发明。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
作为一种实施例，如图1所示，所述利用无人机进行大规模光伏组件隐裂检测的方法，包括以下步骤：
S1、拟拍摄的组件为多晶硅组件，其电致发光光谱峰值在1100-1200nm间，因此采用能通过700nm以上的高通红外镜头，并将该红外镜头安装于无人机云台上。
S2、此处选择独立电压源为本次试验的直流电压源。本次拟检测的组串连接于一个微型组串式逆变器，共有两个光伏组串接入，每个光伏组串由两个光伏组件串联而成，光伏组件的开路电压为31.7V。因此选择的独立电压源的输出通道数个数为2，最大输出电压为150V(大于组串开路电压63.4V)，满足此次测试的要求。
S3、记录此次拟检测的两个组串的中心点经纬度，分别为30.28861°N，120.0108°E及30.2886°N，120.0109°E，并将位置信息组成航线任务下达至无人机。
S4、以一次能清晰完整的拍摄一个组串为原则确定无人机的飞行高度为5m，云台相机的参数为快门时间8s，光圈大小F4.5，感光度ISO800。
S5、完成直流电压源与组串的连接，打开直流电压源使其对所连接的组串施加设定的正向偏置电压，等输出电压稳定时，开启无人机执行航线任务，无人机执行任务时照片如图2所示。
S6、无人机完成航线任务后，关闭直流电压源。所拍摄的两个组串的隐裂图像如图3所示。
Claims (10)
1.一种利用无人机进行大规模光伏组件隐裂检测的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将用于组件隐裂拍摄的红外镜头安装于无人机云台上；
S2、确定直流电压源的选型、参数及单次拟检测的组串数量与位置信息；
S3、记录单次拟检测组串的位置信息，并将位置信息组成航线任务下达至无人机；
S4、以一次能清晰完整的拍摄一个组串为原则确定无人机云台相机的参数及无人机飞行高度；
S5、完成直流电压源与组串的连接，打开直流电压源使其对所连接的组串施加设定的正向偏置电压，等输出电压稳定时，开启无人机执行航线任务；
S6、无人机完成航线任务后，关闭直流电压源。
2.根据权利要求1所述的利用无人机进行大规模光伏组件隐裂检测的方法，其特征在于：步骤S1中，用于组件隐裂拍摄的红外镜头的波长通过范围与拍摄组件的电致发光光谱匹配。
3.根据权利要求1所述的利用无人机进行大规模光伏组件隐裂检测的方法，其特征在于：步骤S2中，直流电压源的选型为独立电压源设备或为PID预防及恢复设备。
4.根据权利要求1所述的利用无人机进行大规模光伏组件隐裂检测的方法，其特征在于：步骤S2中，直流电压源参数包括输出电压范围及输出通道个数，其中输出电压范围包含组串的开路电压范围。
5.根据权利要求3所述的利用无人机进行大规模光伏组件隐裂检测的方法，其特征在于：若直流电压源的选型为独立电压源设备，则该设备置于组串式逆变器侧，直流电压源的输出通道个数与逆变器直流侧的接入组串个数一致，单次拟检测的组串数量小于等于直流电压源的输出通道个数。
6.根据权利要求3所述的利用无人机进行大规模光伏组件隐裂检测的方法，其特征在于：若直流电压源的选型为PID预防及恢复设备，该设备安装在逆变器的直流侧，通过时间控制、系统电压控制方式，在夜间对太阳能电站施加正向偏置电压，使得组件的PID得到恢复和预防，单次拟检测的组串数量小于等于PID预防及恢复设备所连接的组串数量。
7.根据权利要求1所述的利用无人机进行大规模光伏组件隐裂检测的方法，其特征在于：步骤S3中，组串的位置信息即组串中心点的经纬度坐标。
8.根据权利要求1所述的利用无人机进行大规模光伏组件隐裂检测的方法，其特征在于：步骤S3中，将位置信息组成航线任务即将各组串中心点坐标依次设置为航点坐标，在每一个航点进行拍照并储存相应照片。
9.根据权利要求1所述的利用无人机进行大规模光伏组件隐裂检测的方法，其特征在于：步骤S4中，无人机云台相机的参数包括快门时间、光圈大小及感光度。
10.根据权利要求1所述的利用无人机进行大规模光伏组件隐裂检测的方法，其特征在于：步骤S5中，对于晶硅组件，正向偏置电压为组串开路电压的0.8至1.0倍；对于薄膜组件，电压大小为组串开路电压的1倍以上。
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