发明内容
本发明提供一种光伏组件运行状态检测方法及其应用装置,基于组件图像携带的组件定位信息确定相应组件的预设组件标识,实现确定预设组件标识对应的光伏组件的运行状态的同时,还可以同步确定组件定位信息,便于运维人员快速锁定故障组件,提高运维巡检效率。
为实现上述目的,本发明提供的技术方案如下:
第一方面,本发明提供一种光伏组件运行状态检测方法,包括:
获取多幅组件图像,所述组件图像携带组件定位信息;
分别根据各所述组件图像的组件定位信息,确定各所述组件图像对应的预设组件标识;
分别对各所述组件图像进行故障识别,得到相应的识别结果;
根据对应同一个目标预设组件标识的所有组件图像的识别结果,确定所述目标预设组件标识对应的光伏组件的运行状态;
其中,所述目标预设组件标识为各所述组件图像的预设组件标识中任意一个。
可选的,所述获取多幅组件图像,包括:
获取光伏阵列的多张原始图片,且所述原始图片携带有阵列定位信息;
分别提取各所述原始图片中的组件图像;
分别根据各所述组件图像所属原始图像的阵列定位信息,确定各所述组件图像对应的组件定位信息。
可选的,所述原始图片的阵列定位信息以所述原始图片的中心点对应的位置坐标表示;
所述分别根据各所述组件图像所属原始图像的阵列定位信息,确定各所述组件图像对应的组件定位信息,包括:
分别确定各所述组件图像的指定参考点;
分别根据各所述指定参考点与所述原始图片的中心点的相对位置关系,确定各所述指定参考点的位置坐标;
将各所述指定参考点的位置坐标作为相应的组件图像的组件定位信息。
可选的,所述原始图片包括光伏阵列的红外图片。
可选的,所述分别根据各所述组件图像的组件定位信息,确定各所述组件图像对应的预设组件标识,包括:
获取预设映射关系,所述预设映射关系记录有组件定位信息与预设组件标识之间的对应关系;
查询所述预设映射关系,分别确定各所述组件图像的组件定位信息所对应的预设组件标识,得到各所述组件图像对应的预设组件标识。
可选的,所述分别确定各所述组件图像的组件定位信息所对应的预设组件标识,包括:
针对每一所述组件图像,执行如下操作:
分别计算所述组件图像的组件定位信息与所述预设映射关系中记录的各组件定位信息的偏差;
将所述预设映射关系中,所述偏差处于预设偏差范围内的组件定位信息作为目标组件定位信息;
将所述目标组件定位信息对应的预设组件编号作为所述组件图像的组件定位信息对应的预设组件标识。
可选的,所述预设组件标识包括光伏组件所属光伏子阵编号、光伏组件所属组串编号和组件编号。
可选的,所述分别对各所述组件图像进行故障识别,得到相应的识别结果,包括:
分别将各所述组件图像输入预训练的状态识别模型,得到与各所述组件图像对应的识别结果;
其中,所述状态识别模型以组件图像为输入,以组件的运行状态为输出,训练神经网络得到。
可选的,所述根据对应同一个目标预设组件标识的所有组件图像的识别结果,确定所述目标预设组件标识对应的光伏组件的运行状态,包括:
若对应同一个目标预设组件标识的所有组件图像的识别结果均为反光,判定所述目标预设组件标识对应光伏组件破碎;
若对应同一个目标预设组件标识的所有组件图像的识别结果中,至少一个识别结果不为反光,将不为反光的识别结果作为目标识别结果;
根据各所述目标识别结果确定所述目标预设组件标识对应的光伏组件的运行状态。
可选的,一个所述识别结果对应光伏组件的一个运行状态;
所述根据各所述目标识别结果确定所述目标预设组件标识对应的光伏组件的运行状态,包括:
统计对应同一个运行状态的目标识别结果的数量;
将对应目标识别结果数量最多的运行状态作为所述目标预设组件标识对应的光伏组件的运行状态。
可选的,本发明第一方面提供的光伏组件运行状态检测方法,还包括:
展示所述原始图片、所述目标预设组件标识对应的光伏组件的运行状态以及所述目标预设组件标识。
第二方面,本发明提供一种状态检测服务器,包括:存储器和处理器;所述存储器存储有适于所述处理器执行的程序,以实现本发明第一方面任一项所述的光伏组件运行状态检测方法。
第三方面,本发明提供一种光伏组件运行状态检测系统,包括:至少一架无人机、显示系统和本发明第二方面提供的状态检测服务器,其中,
各所述无人机分别向所述状态检测服务器提供光伏阵列的原始图片;
所述状态检测服务器与所述显示系统相连;
所述显示系统展示所述状态检测服务器输出的展示信息。
可选的,所述无人机设置有RTK定位模块和红外摄像机。
可选的,所述显示系统包括移动智能终端。
本发明提供的光伏组件运行状态检测方法,在获取多幅组件图像之后,基于组件图像携带的组件定位信息,确定各组件图像对应的预设组件标识,然后分别对各组件图像进行故障识别,得到相应的识别结果,最后根据对应同一个目标预设组件标识的所有组件图像的识别结果,确定目标预设组件标识对应的光伏组件的运行状态。本发明提供的检测方法,基于组件定位信息确定预设组件标识,即确定具体的光伏组件,能够在确定目标预设组件标识对应的光伏组件的运行状态的同时,确定具体对应的光伏组件,为运维人员进行运维巡检提供参考,有助于降低运维巡检工作量,提高工作效率。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请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申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
本发明实施例提供的光伏组件运行状态检测方法,可以应用于电子设备,该电子设备可以是笔记本电脑、PC机等具备数据处理与分析能力的电子设备,也可以是专门用于对光伏组件运行状态进行检测的服务器,当然,在某些情况下,也可以用网络侧的服务器实现。
参见图1,图1是本发明实施例提供的一种光伏组件运行状态检测方法的流程图,本实施例提供的运行状态检测方法的流程可以包括:
S100、获取多幅组件图像。
首先需要说明的是,本步骤中获取的多幅组件图像,可以是针对同一光伏组件的组件图像,也可以是针对不同光伏组件的组件图像,如果是针对不同光伏组件的组件图像,为了得到更准确的检测结果,相同光伏组件的组件图像应该包括多幅。可以想到的是,光伏电站中往往包括数量众多的光伏组件,单独采集某个光伏组件的多幅图像,不仅实现难度较大,而且实现成本较高,因此,在实际应用中,此步骤大都是获取不同光伏组件的组件图像。
在本实施例中,每一幅组件图像都携带有组件定位信息,该组件定位信息用于表征组件图像记载的光伏组件的安装位置,对于组件定位信息的具体形式,可以是常用的位置坐标,当然,也可以是其他能够表征光伏组件安装位置的定位形式,在不超出本发明核心思想范围的前提下,同样属于本发明保护的范围内。
S110、分别根据各组件图像的组件定位信息,确定各组件图像对应的预设组件标识。
为了便于识别与区分光伏阵列中的各个光伏组件,本发明实施例提供的运行状态检测方法,提前为光伏阵列中的各个光伏组件设置对应的、且唯一的预设组件标识。
可选的,预设组件标识可以采用光伏组件编号的形式实现,并且预设组件标识具体包括光伏组件所属光伏子阵编号、光伏组件所属组串编号和组件编号,并且,更为重要的是,一个预设组件标识对应唯一的一个光伏组件。对于确定的光伏电站,可以在应用本发明实施例提供的运行状态检测方法之前,建立光伏电站的光伏阵列底图,通过光伏阵列底图记载阵列中各个光伏组件的预设组件标识。比如,参见图2,图2所示即为光伏阵列底图的一种可选实现方式,该底图中将光伏阵列划分为多个光伏子阵,一个光伏子阵对应一个区域,不同的区域设置不同的区域编号,在同一区域内对不同的组串进行编号,进一步的,对同一光伏组串内的各个光伏组件进行编号,进而实现光伏电站内每一光伏组件都具备唯一的组件标识,而且,采用图2所示的预设组件标识实现形式,通过预设组件标识就可以直观的确认光伏组件在光伏阵列中的具体位置。在光伏电站未经改建的情况下,图2所示的光伏阵列底图还可以长时间使用。
可选的,在上述内容的基础上,光伏阵列底图中还可以包括一种预设映射关系,该预设映射关系记录有组件定位信息与预设组件标识之间的对应关系,当然,预设映射关系也可以独立与光伏阵列底图存储,本发明对于预设映射关系的具体体现行驶和存储方式不做限定。通过查询该预设映射关系,即可分别确定各组件图像的组件定位信息所对应的预设组件标识,进而得到各组件图像对应的预设组件标识,即得到各组件图像对应的光伏组件的预设组件标识。
考虑到组件图像中携带的组件定位信息可能与光伏组件的实际位置存在一定的偏差,在确定组件图像对应的预设组件标识的过程中,可以针对每一幅组件图像执行如下操作:
首先分别计算组件图像的组件定位信息与预设映射关系中记录的各组件定位信息的偏差,可以想到的是,预设映射关系中记录有多个组件定位信息,具体数量以光伏阵列中光伏组件的具体数量为准,经过此处计算,可以得到相应数量的偏差值。然后,将该预设映射关系中相应偏差处于预设偏差范围内的组件定位信息作为目标组件定位信息,并将目标组件定位信息对应的预设组件编号作为该组件图像的组件定位信息对应的预设组件标识。
按照上述方法遍历所有的组件图像,即可确定各个组件图像对应的预设组件标识。
S120、分别对各组件图像进行故障识别,得到相应的识别结果。
可选的,对于基于组件图像进行光伏组件故障识别的过程,可以基于神经网络训练的状态识别模型实现。本发明实施例提供的状态识别模型是以组件图像为输入,以相应组件的运行状态为输出结果,对神经网络进行预训练得到的。需要说明的是,对于基于神经网络训练得到状态识别模型的过程,可以基于现有技术实现,本发明对此不做限定。
分别将各个组件图像输入预训练的状态识别模型中,即可得到各组件图像对应的识别结果。
可选的,结合现有技术中光伏组件可能出现的运行状态以及可能出现的识别结果,本实施例中述及的识别结果包括:正常、遮挡、热斑、反光等几种情况,需要说明的是,反光这一识别结果,可能是由于图像采集角度导致的,也有可能是由于光伏组件破碎导致的,具体的区分方法将在后续内容中展开,此处暂不详述。
S130、根据对应同一个目标预设组件标识的所有组件图像的识别结果,确定目标预设组件标识对应的光伏组件的运行状态。
在经过前述步骤确定各个组件图像对应的预设组件标识之后,可以将对应相同预设组件标识的组件图像划分为一组,进而基于同一分组内的组件图像的识别结果确定相应光伏组件的运行状态。如果前述步骤中采集的是多个光伏组件的组件图像,此时应该可以得到多个不同的预设组件标识,此步骤中述及的目标预设组件标识即各组件图像的预设组件标识中任意一个。
具体的,如果对应同一个目标预设组件标识的所有组件图像的识别结果均为反光,则判定目标预设组件标识对应光伏组件破碎。结合组件图像采集的经验可知,由于组件图像往往是从不同角度采集得到的,光伏组件正常的情况下,只有部分图像会出现反光的现象,而如果光伏组件破碎,则从不同角度采集的组件图像均会出现反光的现象,因此,可以据此对光伏组件是否发生破碎进行检测。
相应的,如果对应同一个目标预设组件标识的所有组件图像的识别结果中至少一个识别结果不为反光,则说明光伏组件没有破碎,同时,反光的组件图像是不能用于确定光伏组件的运行状态的,进一步将不为反光的识别结果作为目标识别结果,根据各目标识别结果确定目标预设组件标识对应的光伏组件的运行状态。
可以想到的是,一个识别结果对应光伏组件的一个运行状态,在将反光的识别结果剔除后,统计对应同一个运行状态的目标识别结果的数量,比如,统计运行状态为遮挡的目标识别结果的数量,统计运行状态为热斑的目标识别结果的数量,然后将对应目标识别结果数量最多的运行状态作为目标预设组件标识对应的光伏组件的运行状态。沿用前例,运行状态为遮挡的目标识别结果包括5个,而运行状态为热斑的目标识别结果为3个,此种情况下,目标预设组件标识对应的光伏组件的运行状态确定为遮挡。
将每一个确定得到的预设组件标识分别作为目标预设组件标识,即可得到全部预设组件标识对应的光伏组件的运行状态。
综上所述,本发明提供的检测方法,基于组件定位信息确定预设组件标识,并利用预设组件标识与光伏组件之间唯一的对应关系,确定具体的光伏组件,能够在确定目标预设组件标识对应的光伏组件的运行状态的同时,确定具体对应的光伏组件,为运维人员进行运维巡检提供参考,有助于降低运维巡检工作量,提高工作效率。
进一步的,在具体的实现过程中,不需要对光伏电站进行任何升级改造,实现难度低,具有广泛的适用性。还可以解决组件图像采集过程中光伏面板的反光问题,有效提高检测结果的准确性。
再进一步的,检测过程基于组件图像实现,可以避免因输入状态识别模型时缩放图片造成的信息丢失,而且本实施例中的状态识别模型仅做分类,不做组件目标检测,计算效率更高,对计算资源要求更低。
可选的,参见图3,图3是本发明实施例提供的另一种光伏组件运行状态检测方法的流程图,在图1所示实施例的基础上,本实施例给出一种获取光伏组件的组件图像的可选实现方式,本实施例提供的检测方法的具体流程可以包括:
S1001、获取光伏阵列的多张原始图片。
可选的,考虑到光伏电站,特别是水面电站和山地电站图片人工采集难度较大,可以通过无人机来获取光伏阵列的原始图片。在具体实现时,无人机设置有红外摄像机和RTK定位模块,通过红外摄像机采集光伏阵列的红外图片,同时通过RTK模块确定各张原始图片对应的阵列定位信息。
需要说明的是,设置有RTK定位模块的无人机采集的原始图片最初只包括原始图片指定位置,比如图片中心的阵列定位信息,无人机自身可以进一步基于该原始图片指定位置的阵列定位信息,进一步确定原始图片中各个像素点对应的定位信息。当然,这一转换计算过程是由无人机按照现有技术完成的,本发明对此不做限定。
可以想到的是,在实际应用中,对于通讯网络难以架设的光伏电站,比如前述的水面电站和山地电站,无人机与应用本实施例所提供的状态检测方法的服务器之间难以通过通讯连接进行原始图片的传递,此种情况下,无人机可以在采集原始图片后,飞回服务器所在地,由检测人员将无人机的存储卡与服务器相连,服务器通过读取存储卡即可获得光伏阵列的原始图片。由此也可以看出,本实施例提供的检测方法在网络通信难以建立时仍然可以离线使用,能够应用于山地电站等地区,应用范围更广。
S1002、分别提取各原始图片中的组件图像。
在得到多张原始图片后,针对每一张原始图片,进行彩色处理、形态学方法处理,识别并提取出原始图片中包含的光伏组件的组件图像。对于基于原始图片进行组件图像识别与提取的过程,可以基于现有技术实现,本发明对此不做具体的限定。
由于无人机在进行图片采集作业时,会存在一定的航向重叠度和旁向重叠度,而且原始图片是从不同角度采集得到的,因此,经过本步骤处理后,光伏阵列中的一个光伏组件往往对应着多幅组件图像。
S1003、分别根据各组件图像所属原始图像的阵列定位信息,确定各组件图像对应的组件定位信息。
可选的,在原始图片的阵列定位信息以原始图片的中心点对应的位置坐标表示的情况下,首先分别确定组件图像的指定参考点,比如,可以将组件图像的中心点作为指定参考点,然后,分别根据各组件图像中指定参考点与原始图片的中心点的相对位置关系,确定各组件图像的指定参考点的位置坐标,并将各指定参考点的位置坐标作为相应的组件图像的组件定位信息。
经过上述步骤的处理,便可以得到携带有组件定位信息的组件图像,后续步骤的实现过程,可以参照图1所示实施例实现,此处不再赘述。
综上所述,本发明实施例提供的光伏组件运行状态检测方法,以光伏阵列的原始图片为基础实现组件运行状态的检测,检测过程不需要对原始图片进行拼接,与现有技术中基于图片拼接实现的检测方法相比,能够有效降低因为图片拼接所造成的检测误差,提高检测结果的准确性。
可选的,在确定光伏组件的运行状态之后,还可以将前述原始图片、目标预设组件标识对应的光伏组件的运行状态以及目标预设组件标识发送至显示系统,经过显示系统予以展示,方便运维人员及时查看相关信息。
可选的,参见图4,图4为本发明实施例提供的状态检测服务器的结构框图,参见图4所示,可以包括:至少一个处理器100,至少一个通信接口200,至少一个存储器300和至少一个通信总线400;
在本发明实施例中,处理器100、通信接口200、存储器300、通信总线400的数量为至少一个,且处理器100、通信接口200、存储器300通过通信总线400完成相互间的通信;显然,图4所示的处理器100、通信接口200、存储器300和通信总线400所示的通信连接示意仅是可选的;
可选的,通信接口200可以为通信模块的接口,如与车载OBD接口相适配的接口或其他CAN网络接口;
处理器100可能是一个中央处理器CPU,或者是特定集成电路ASIC(ApplicationSpecific Integrated Circuit),或者是被配置成实施本发明实施例的一个或多个集成电路。
存储器300,存储有应用程序,可能包含高速RAM存储器,也可能还包括非易失性存储器(non-volatile memory),例如至少一个磁盘存储器。
其中,处理器100具体用于执行存储器内的应用程序,以实现上述所述的光伏组件运行状态检测方法的任一实施例。
可选的,本发明还提供一种光伏组件运行状态检测系统,包括:至少一架无人机、显示系统和上述实施例提供的的状态检测服务器,其中,
各无人机分别向状态检测服务器提供光伏阵列的原始图片;
状态检测服务器与显示系统相连;
显示系统展示状态检测服务器输出的展示信息。
可选的,无人机设置有RTK定位模块和红外摄像机。
可选的,显示系统包括移动智能终端,比如运维人员的智能手机。
本发明中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言,由于其与实施例公开的方法相对应,所以描述的比较简单,相关之处参见方法部分说明即可。
以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上,然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员,在不脱离本发明技术方案范围情况下,都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰,或修改为等同变化的等效实施例。因此,凡是未脱离本发明技术方案的内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰,均仍属于本发明技术方案保护的范围内。