CN113644874A - 一种光伏电站运维系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种光伏电站运维系统，所述光伏电站包括：光伏组件阵列和标准光伏组件，所述运维系统包括：电信号采集装置，所述电信号采集装置配置于汇流器，所述电信号采集装置包括：第一传感器、第二传感器和第一控制模块；机器人，所述机器人配置于所述光伏电站内，所述机器人包括：电动行走机构、水箱、电动喷头和第二控制模块。本发明的运维系统用于对光伏电站内的光伏组件阵列进行清洗。

Description

一种光伏电站运维系统

技术领域

本发明发电站运维技术领域，特别设计一种光伏电站运维系统。

背景技术

光伏电站，是指一种利用太阳光能、采用特殊材料诸如晶硅板、逆变器等电子元件组成的发电体系，与电网相连并向电网输送电力的光伏发电系统。光伏电站通常占地面积较大，因此光伏电站的运维是目前需要解决的问题。

鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的是提供一种光伏电站运维系统，用于对光伏电站内的光伏组件阵列进行清洗。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种光伏电站运维系统，所述光伏电站包括：光伏组件阵列和标准光伏组件，所述运维系统包括：

电信号采集装置，所述电信号采集装置配置于汇流器，所述电信号采集装置包括：第一传感器、第二传感器和第一控制模块，所述第一传感器用于检测所述光伏阵列的电信号，所述第二传感器用于检测所述标准光伏组件的电信号，所述第一控制模块与所述第一传感器和所述第二传感器电连接，所述第一控制模块用于获取所述第一传感器和所述第二传感器采集的电信号；

机器人，所述机器人配置于所述光伏电站内，所述机器人包括：电动行走机构、水箱、电动喷头和第二控制模块，所述水箱安装于所述电动行走机构，所述电动喷头安装于所述水箱，所述第二控制模块与所述第一控制模块通信连接，所述第二控制模块与所述电动行走机构和所述电动喷头电联接；

其中，所述第一控制模块内预置成本计算程序，所述成本计算模型用于计算清洗收益和清洗成本之间的差值；

当所述清洗收益大于所述清洗成本时，所述第一控制模块向所述第二控制模块发送第一指令，所述第一指令用于控制所述机器人行进以及清洗所述光伏阵列板。

进一步，

所述清洗收益根据所述光伏组件阵列的电信号和所述标准光伏组件的电信号的差值计算。

进一步，

所述第一控制模块内预置智能调度程序，当所述清洗收益大于所述清洗成本时，根据所述智能调度程序生成所述第一指令；

所述第二控制模块内阈值所述光伏电站的三维地图、定位程序和路径规划程序，用于控制所述电动行走机构。

进一步，所述运维系统还包括：

中控显示设备，所述中控显示设备配置于中控室，所述中控显示设备包括第一显示屏和第三控制模块，所述第三控制模块与所述第一控制模块通过电缆连接，所述第三控制模块与所述第一显示屏电联接；

无线通信终端，所述无线通信终端配置于所述光伏电站内的现场工作人员，所述无线通信终端与所述第三控制模块无线通信连接；

所述电信号采集装置还包括：第二显示屏，所述第二显示屏与所述第一控制模块电连接；

其中，所述第三控制模块通过所述第一控制模块获取所述第一传感器和所述第二传感器采集的电信号；

其中，所述第三控制模块内预置故障判断程序和连接检测程序，所述故障判断程序用于根据所述第一控制模块获取所述第一传感器和所述第二传感器采集的电信号判断所述光伏电站是否发生故障，所述连接检测程序用于检测所述第三控制模块与所述第一控制模块是否连接成功；

当判断结果为发生故障时，所述第三控制模块向所述无线通信终端发送第二指令；

当判断所述第三控制模块与所述第一控制模块连接不成功时，所述第三控制模块向所述无线通信终端发送第三指令。

进一步，所述运维系统还包括：

热成像检测仪器，所述热成像检测仪配置于所述光伏电站内的现场工作人员。

进一步，所述电信号采集装置还包括通信接口，所述通信接口用于连接所述无线通信终端；

其中，所述无线通信终端与所述通信接口连接时，所述无线通信终端向所述第一控制模块发送第四指令，所述第四指令用于控制所述汇流器的开关门打开。

进一步，所述电信号采集装置还包括：

通信接口，所述通信接口用于连接所述无线通信终端；

其中，所述无线通信终端与所述通信接口连接时，所述无线通信终端向所述第三控制模块发送第五指令；

其中，所述第三控制模块预置时间计算程序，所述时间计算程序用于计算发送第二指令到接收到第五指令之间的时间间隔，以及计算发送第三指令到接收到第五指令之间的时间间隔。

进一步，所述电信号采集装置还包括：

第一摄像头，所述第一摄像头朝向所述汇流器外侧；

第二摄像头，所述第二摄像头朝向所述汇流器。

进一步，所述运维系统还包括：

报警装置，所述报警装置配置于所述光伏电站，所述报警装置包括第三摄像头、第四控制模块和扬声器，所述第四控制器与所述第三控制器通信连接，所述第四控制器与所述第三摄像头和所述扬声器电连接；

其中，所述第三摄像头用于拍摄所述光伏电站内的画面；

其中，所述第四控制模块预置图像处理程序，所述图像处理程序用于分析所述第三摄像头拍摄的画面内是否有可疑人；

当判断结果为存在可疑人时，所述第四控制模块控制所述扬声器发出警报。

本发明提供了一种光伏电站运维系统，本实施例的光伏电站运维系统，所述成本计算模型用于计算清洗收益和清洗成本之间的差值；当所述清洗收益大于所述清洗成本时，所述第一控制模块向所述第二控制模块发送第一指令，所述第一指令用于控制所述机器人行进以及清洗所述光伏阵列板。也就是说，本实发明的系统，以清洁的所述标准光伏组件判断是否需要对所述光伏组件阵列进行清洗，可以减少对水资源的浪费，以实现清洗收益最大化。

附图说明

图1为本发明一实施例的光伏电站运维系统的框图；

图2为本发明又一实施例的光伏电站运维系统的框图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种光伏电站运维系统，用于对光伏电站内的光伏组件进行清洗。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面度对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分的实施例，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。

一种光伏电站运维系统，所述光伏电站包括：光伏组件阵列和标准光伏组件，所述标准光伏组件需要每日进行清洗，用于保证所述标准光伏组件的清洁度，进而保证所述标准光伏组件以最大功率进行发电，另一方面，所述标准光伏组件可以是一块，也可以是多块，例如，两块或三块；所述光伏组件阵列指的是所述光伏电站中除所述标准光伏组件外其余所有光伏组件。

如图1所示，所述运维系统包括：电信号采集装置和机器人。

所述电信号采集装置配置于汇流器，所述电信号采集装置包括：第一传感器、第二传感器和第一控制模块，所述第一传感器用于检测所述光伏阵列的电信号，所述第二传感器用于检测所述标准光伏组件的电信号，所述第一控制模块与所述第一传感器和所述第二传感器电连接，所述第一控制模块用于获取所述第一传感器和所述第二传感器采集的电信号。

在本实施例中，所述第一传感器和所述第二传感器均至少为一个，且所述第一传感器和所述第二传感器可以是用于采集电流传感器、电压传感器和电功率传感器中的一个或多个，用于采集汇流器中所述光伏组件阵列和所述标准光伏组件的电流、电压或电功率中的一个或多个，例如，所述第一传感器可以是两个，分别是电流传感器和电功率传感器，用于采集所述光伏阵列的电流和电功率。另外需要说明的是，汇流器是目前光伏电站中常规的设备，用于汇集光伏组件阵列所发的电，在本实施例中，仅需在汇流器内安装所述第一传感器和所述第二传感器以及所述第一控制模块即可，无需对汇流器其他结构进行改进。

在本实施例中，所述第一控制模块可以是现有技术中的单片机控制模块，包括电路板、以及焊接于电路板的处理器和存储器等芯片，用于存储程序指令和执行程序指令，另一方面，所述第一控制模块可配置蓄电池用于供电，或配置电源接口用于外接电源，另一方面，所述第一控制模块可配置通信接口用于外接设备。

所述机器人配置于所述光伏电站内，所述机器人包括：电动行走机构、水箱、电动喷头和第二控制模块，所述水箱安装于所述电动行走机构，所述电动喷头安装于所述水箱，所述第二控制模块与所述第一控制模块通信连接，所述第二控制模块与所述电动行走机构和所述电动喷头电联接，即所述第二控制模块可以通过行走结构控制所述机器人进行行进、转向等动作，可以控制所述电动喷头开启实现喷水，另一方面，可以使所述电动喷头倾斜向上，使得所述机器人停在光伏组件前方时所述电动喷头朝向光伏组件。

在本实施例中，所述机器人可以是现有技术中的无人车，所述第二控制模块与所述第一控制模块通信连接指的是二者能够相互发送数据，例如，可使用wifi、zigbee等技术实现二者的通信连接。

其中，所述第一控制模块内预置成本计算程序，所述成本计算模型用于计算清洗收益和清洗成本之间的差值。具体的，所述清洗收益根据所述光伏组件阵列的电信号和所述标准光伏组件的电信号的差值计算，例如，根据所述光伏组件阵列的电信号可以计算其一天的发电量，定义为当前发电量，当前发电量×电价可计算当前收益，根据所述标准光伏组件的电信号可以计算其一天的发电量，定义为最大发电量(最大发电量指的是清洁的光伏组件所能实现的发电量)，最大发电量×电价可计算最大收益，当前收益和最大收益之间的差值即为清洗收益(清洗收益指的是清洗所述光伏组件阵列后所能增加的收益)，因此所述清洗收益可以根据所述光伏组件阵列的电信号和所述标准光伏组件的电信号的差值计算，即最大收益与当前收益的差值。

当所述清洗收益大于所述清洗成本(清洗成本指的是清洗一次所述光伏组件阵列所需的成本，主要包括水的成本)时，所述第一控制模块向所述第二控制模块发送第一指令，所述第一指令用于控制所述机器人行进以及清洗所述光伏阵列板。具体的，可在太阳落山后光伏电站停止工作时，计算最大收益与当前收益的差值，当所述清洗收益大于所述清洗成本时，所述第一控制模块向所述第二控制模块发送第一指令。

本实施例的光伏电站运维系统，所述成本计算模型用于计算清洗收益和清洗成本之间的差值；当所述清洗收益大于所述清洗成本时，所述第一控制模块向所述第二控制模块发送第一指令，所述第一指令用于控制所述机器人行进以及清洗所述光伏阵列板。也就是说，本实施例的系统，以清洁的所述标准光伏组件判断是否需要对所述光伏组件阵列进行清洗，可以减少对水资源的浪费，以实现清洗收益最大化。

在一个可选的实施例中：

所述第一控制模块内预置智能调度程序，当所述清洗收益大于所述清洗成本时，根据所述智能调度程序生成所述第一指令；

所述第二控制模块内阈值所述光伏电站的三维地图、定位程序和路径规划程序，用于控制所述电动行走机构。

在本实施例中，所述第二控制模块可以通过所述光伏电站的三维地图和所述定位程序获取所述机器人在所述光伏电站中的位置，所述第一控制模块可以通过所述第二控制模块获取所述机器人在所述光伏电站中的位置，所述智能调度程序计算所述机器人距离各光伏组件的距离，并进行排序，作为清洗顺序，并生成所述第一指令，所述第一指令包括光伏电板的清洗顺序。

在一个可选的实施例中：如图2所示，所述运维系统还包括：

中控显示设备，所述中控显示设备配置于中控室，所述中控显示设备包括第一显示屏和第三控制模块，所述第三控制模块与所述第一控制模块通过电缆连接，所述第三控制模块与所述第一显示屏电联接；

无线通信终端，所述无线通信终端配置于所述光伏电站内的现场工作人员，所述无线通信终端与所述第三控制模块无线通信连接；具体的，所述无线通信终端可以是手机、pad或智能对讲机。

所述电信号采集装置还包括：第二显示屏，所述第二显示屏与所述第一控制模块电联接；

其中，所述第三控制模块通过所述第一控制模块获取所述第一传感器和所述第二传感器采集的电信号；

其中，所述第三控制模块内预置故障判断程序和连接检测程序，所述故障判断程序用于根据所述第一控制模块获取所述第一传感器和所述第二传感器采集的电信号判断所述光伏电站是否发生电气故障，所述连接检测程序用于检测所述第三控制模块与所述第一控制模块是否连接成功；

当判断结果为发生故障时，所述第三控制模块向所述无线通信终端发送第二指令；

当判断所述第三控制模块与所述第一控制模块连接不成功时，所述第三控制模块向所述无线通信终端发送第三指令。

在本实施例中，所述预置故障判断程序用于判断所述光伏组件阵列和所述标准光伏组件是否发生故障，并在发生故障时向所述无线通信终端发送第二指令，所述第二指令用于提醒光伏电站现场的工作人员前去对发生故障的所述光伏组件阵列或所述标准光伏组件进行维修。

在本实施例中，可以发生所述汇流器中电流过大将所述第三控制模块与所述第一控制模块连接的电缆烧坏的情况，此时向所述无线通信终端发送第三指令。

在一个可选的实施例中，所述运维系统还包括：

热成像检测仪器，所述热成像检测仪配置于所述光伏电站内的现场工作人员。

当所述汇流器中发生故障或是电缆烧坏时通常会伴随温度升高，因此使用所述热成像检测仪，可以进一步对故障进行验证。

在一个可选的实施例中，所述电信号采集装置还包括通信接口，所述通信接口配置于所述汇流器的开关门外，所述通信接口用于连接所述无线通信终端；

其中，所述无线通信终端与所述通信接口连接时，所述无线通信终端向所述第一控制模块发送第四指令，所述第四指令用于控制所述汇流器的开关门打开。

所述汇流器的开关门通常较大，无法人工打开，在本实施例中，所述第四指令用于控制所述汇流器的开关门打开。

在一个可选的实施例中，所述电信号采集装置还包括：

通信接口，所述通信接口用于连接所述无线通信终端；

其中，所述无线通信终端与所述通信接口连接时，所述无线通信终端向所述第三控制模块发送第五指令；

其中，所述第三控制模块预置时间计算程序，所述时间计算程序用于计算发送第二指令到接收到第五指令之间的时间间隔，以及计算发送第三指令到接收到第五指令之间的时间间隔。

在本实施例中，所述时间计算程序用于计算发送第二指令到接收到第五指令之间的时间间隔，以及计算发送第三指令到接收到第五指令之间的时间间隔，该时间间隔可以用于追责，例如，规定所述光伏电站内的现场工作人员从收到所述第二指令或所述第三指令到到达现场的时间间隔，当实际的时间间隔大于规定的时间间隔时，对所述光伏电站内的现场工作人员进行追责。

在一个可选的实施例中，所述电信号采集装置还包括：

第一摄像头，所述第一摄像头朝向所述汇流器外侧；

第二摄像头，所述第二摄像头朝向所述汇流器。

在本实施例中，所述第一摄像头和所述第二摄像头用于拍摄所述光伏电站内的现场工作人员维修时的画面。

在一个可选的实施例中，所述运维系统还包括：

报警装置，所述报警装置配置于所述光伏电站，所述报警装置包括第三摄像头、第四控制模块和扬声器，所述第四控制器与所述第三控制器通信连接，所述第四控制器与所述第三摄像头和所述扬声器电连接；

其中，所述第三摄像头用于拍摄所述光伏电站内的画面；

其中，所述第四控制模块预置图像处理程序，所述图像处理程序用于分析所述第三摄像头拍摄的画面内是否有可疑人；

当判断结果为存在可疑人时，所述第四控制模块控制所述扬声器发出警报。

在本实施例中，可在所述光伏电站内设置若干报警装置。所述光伏电站通常占地面积较大，通过所述第三摄像头可以监控进入所述光伏电站内的可疑人员。

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者使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专员技术人员来说是显而易见的，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，在其他实施例中实现，因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合于本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种光伏电站运维系统，其特征在于，所述光伏电站包括：光伏组件阵列和标准光伏组件，所述运维系统包括：

电信号采集装置，所述电信号采集装置配置于汇流器，所述电信号采集装置包括：第一传感器、第二传感器和第一控制模块，所述第一传感器用于检测所述光伏阵列的电信号，所述第二传感器用于检测所述标准光伏组件的电信号，所述第一控制模块与所述第一传感器和所述第二传感器电连接，所述第一控制模块用于获取所述第一传感器和所述第二传感器采集的电信号；

机器人，所述机器人配置于所述光伏电站内，所述机器人包括：电动行走机构、水箱、电动喷头和第二控制模块，所述水箱安装于所述电动行走机构，所述电动喷头安装于所述水箱，所述第二控制模块与所述第一控制模块通信连接，所述第二控制模块与所述电动行走机构和所述电动喷头电联接；

其中，所述第一控制模块内预置成本计算程序，所述成本计算模型用于计算清洗收益和清洗成本之间的差值；

当所述清洗收益大于所述清洗成本时，所述第一控制模块向所述第二控制模块发送第一指令，所述第一指令用于控制所述机器人行进以及清洗所述光伏阵列板。

2.根据权利要求1所述的一种光伏电站运维系统，其特征在于，

所述清洗收益根据所述光伏组件阵列的电信号和所述标准光伏组件的电信号的差值计算。

3.根据权利要求2所述的一种光伏电站运维系统，其特征在于，

所述第一控制模块内预置智能调度程序，当所述清洗收益大于所述清洗成本时，根据所述智能调度程序生成所述第一指令；

所述第二控制模块内阈值所述光伏电站的三维地图、定位程序和路径规划程序，用于控制所述电动行走机构。

4.根据权利要求1～3所述的一种光伏电站运维系统，其特征在于，所述运维系统还包括：

中控显示设备，所述中控显示设备配置于中控室，所述中控显示设备包括第一显示屏和第三控制模块，所述第三控制模块与所述第一控制模块通过电缆连接，所述第三控制模块与所述第一显示屏电联接；

无线通信终端，所述无线通信终端配置于所述光伏电站内的现场工作人员，所述无线通信终端与所述第三控制模块无线通信连接；

所述电信号采集装置还包括：第二显示屏，所述第二显示屏与所述第一控制模块电连接；

其中，所述第三控制模块通过所述第一控制模块获取所述第一传感器和所述第二传感器采集的电信号；

其中，所述第三控制模块内预置故障判断程序和连接检测程序，所述故障判断程序用于根据所述第一控制模块获取所述第一传感器和所述第二传感器采集的电信号判断所述光伏电站是否发生故障，所述连接检测程序用于检测所述第三控制模块与所述第一控制模块是否连接成功；

当判断结果为发生故障时，所述第三控制模块向所述无线通信终端发送第二指令；

当判断所述第三控制模块与所述第一控制模块连接不成功时，所述第三控制模块向所述无线通信终端发送第三指令。

5.根据权利要求4所述的一种光伏电站运维系统，其特征在于，所述运维系统还包括：

热成像检测仪器，所述热成像检测仪配置于所述光伏电站内的现场工作人员。

6.根据权利要求4所述的一种光伏电站运维系统，其特征在于，所述电信号采集装置还包括通信接口，所述通信接口配置于所述汇流器的开关门外，所述通信接口用于连接所述无线通信终端；

其中，所述无线通信终端与所述通信接口连接时，所述无线通信终端向所述第一控制模块发送第四指令，所述第四指令用于控制所述汇流器的开关门打开。

7.根据权利要求4所述的一种光伏电站运维系统，其特征在于，所述电信号采集装置还包括：

通信接口，所述通信接口用于连接所述无线通信终端；

其中，所述无线通信终端与所述通信接口连接时，所述无线通信终端向所述第三控制模块发送第五指令；

其中，所述第三控制模块预置时间计算程序，所述时间计算程序用于计算发送第二指令到接收到第五指令之间的时间间隔，以及计算发送第三指令到接收到第五指令之间的时间间隔。

8.根据权利要求7所述的一种光伏电站运维系统，其特征在于，所述电信号采集装置还包括：

第一摄像头，所述第一摄像头朝向所述汇流器外侧；

第二摄像头，所述第二摄像头朝向所述汇流器。

9.根据权利要求4所述的一种光伏电站运维系统，其特征在于，所述运维系统还包括：

报警装置，所述报警装置配置于所述光伏电站，所述报警装置包括第三摄像头、第四控制模块和扬声器，所述第四控制器与所述第三控制器通信连接，所述第四控制器与所述第三摄像头和所述扬声器电连接；

其中，所述第三摄像头用于拍摄所述光伏电站内的画面；

其中，所述第四控制模块预置图像处理程序，所述图像处理程序用于分析所述第三摄像头拍摄的画面内是否有可疑人；

当判断结果为存在可疑人时，所述第四控制模块控制所述扬声器发出警报。

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