CN114362354B - 智能光伏电站用安全预警系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了智能光伏电站用安全预警系统，属于光伏电站技术领域，包括用户端、连接端、平台端和服务器；用户端、连接端和平台端均与服务器通信连接；所述连接端用于用户端和平台端之间的数据传输，基于5G切片技术设置若干个传输通道，标记各个传输通道的优先级，将用户端和平台端之间传输的数据与传输通道进行对应的匹配；所述用户端用于采集小型光伏电站的检测数据，通过对防雷带连接数据、线路图像数据和线路数据进行分析预警，并结合对应的传输通道，实现对用户自建的小型光伏电站的安全预警，解决自建小型光伏电站的用户因为专业能力和成本的原因，不能对光伏电站进行安全预警的问题。

Description

智能光伏电站用安全预警系统

技术领域

本发明属于光伏电站技术领域，具体是智能光伏电站用安全预警系统。

背景技术

随着光伏发电技术的愈发成熟，小型的光伏电站已经走进了各家各户中，虽然通过用户自建小型的光伏电站，解决一部分的用电问题，但是也因为用户自建的小型光伏电站的规模较小，导致没有专业的人员进行日常的安全检查，具有很大的安全隐患，因为目前急需一种智能光伏电站用的安全预警系统，用于帮助自建小型光伏电站的用户进行安全预警，解决自建小型光伏电站的用户因为专业能力和成本的原因，不能对光伏电站进行安全预警的问题。

发明内容

为了解决上述方案存在的问题，本发明提供了智能光伏电站用安全预警系统。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

智能光伏电站用安全预警系统，包括用户端、连接端、平台端和服务器；用户端、连接端和平台端均与服务器通信连接；

所述连接端用于用户端和平台端之间的数据传输，基于5G切片技术设置若干个传输通道，标记各个传输通道的优先级，将用户端和平台端之间传输的数据与传输通道进行对应的匹配；所述用户端用于采集小型光伏电站的检测数据，并将采集的检测数据通过对应的传输通道传输给平台端，平台端用于对用户端发送的检测数据进行处理分析，并根据处理分析的结果生成对应的预警信号，将生成的预警信号通过对应的传输通道传输给用户端，用户端执行接收到的预警信号。

进一步地，检测数据包括防雷带连接数据、线路图像数据和线路数据，分别通过用户端内的防雷采集模块、图像采集模块和线路采集模块进行数据采集的，且用户端还包括中断模块和个人模块，中断模块用于当接收到中断信号时，断开对应的线路。

进一步地，平台端包括防雷分析模块、图像分析模块和线路分析模块；分别用于对用户端发送的防雷带连接数据、线路图像数据和线路数据进行分析。

进一步地，线路采集模块采集线路数据的方法包括：

获取光伏电站线路的交接处，编制光伏电站线路图，在线路的交接处设置温度采集节点，通过温度采集节点定时采集线路交接处的温度，将采集的温度标记在光伏电站线路图中，定时采集光伏电站线路内的电流值和电压值，将采集的电流值和电压值标记在光伏电站线路图中的对应位置上；将标记后的光伏电站线路图通过对应的传输通道传输给平台端。

进一步地，线路采集模块采集线路数据的另一种方法包括：

编制光伏电站线路图，将光伏电站线路图通过对应的传输通道传输给平台端，再根据光伏电站线路图定时检测线路交接处的温度、线路内的电流值和电压值，将采集的线路数据通过对应的传输通道传输给平台端。

进一步地，防雷分析模块对避雷带连接数据进行分析的方法包括：获取避雷带连接数据和避雷带标准数据，避雷带标准数据即根据防雷标准设置的数据，当避雷带连接数据不满足避雷带标准数据的要求时，生成防雷报警信号，获取对应用户的个人信息，将获取的用户个人信息发送给防雷检修人员，由防雷检修人员进行实地检修。

进一步地，线路分析模块对光伏电站线路数据进行分析的方法包括：

获取线路采集模块发送的标记后的光伏电站线路图，建立线路检测图，识别光伏电站线路图中的线路数据，将识别的线路数据输入到线路检测图中的对应位置上，线路检测图自动标记不符合要求的线路数据，识别不符合要求的标记线路，生成中断信号，将中断信号和标记线路通过对应的传输通道发送给中断模块。

进一步地，线路分析模块对光伏电站线路数据进行分析的另一种方法包括：

接收线路采集模块发送的光伏电站线路图，根据接收到的光伏电站线路图设置线路检测图，实时获取线路采集模块发送的线路数据，将获取的线路数据输入到线路检测图中的对应位置中，线路检测图自动标记不符合要求的线路数据，识别不符合要求的标记线路，生成中断信号，将中断信号和标记线路通过对应的传输通道发送给中断模块。

进一步地，建立线路检测图的方法包括：

获取光伏电站线路图，根据光伏电站检测规范设置对应线路交接处的温度区间和对应线路的电压值区间与电流值区间；在光伏电站线路图中的线路上和线路交接处设置检测节点，将设置的温度区间、电压值区间和电流值区间作为预设区间输入到对应的检测节点中，将此时的光伏电站线路图标记为线路检测图。

进一步地，图像分析模块对图像采集模块发送的线路图像进行分析的方法包括：

获取线路图像，对线路图像进行图像预处理，并将图像预处理之后的图像标记为灰度图像，对灰度图像进行分析，判断对应的线路图像是否达到预警标准，当得出线路图像达到预警标准时，生成中断信号，将中断信号和对应的线路编号通过对应的传输通道发送给中断模块；并生成复测信号，将复测信号发送给个人模块，用户通过个人模块对断开的线路进行重新拍照，将重新拍照的图像通过对应的传输通道传输给图像分析模块，图像分析模块对重新拍照的图像进行再次分析，判断对应的重新拍照的图像是否达到预警标准，当得出重新拍照的图像达到预警标准时，获取对应用户的个人信息，将获取的用户个人信息发送给预警检修人员，由预警检修人员进行实地检修。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过利用5G切片技术设置传输通道，解决用户端和平台端之间数据传输的时延性问题，实现对用户端采集数据的及时处理和反馈，为实现小型光伏电站的安全预警提供支持；通过对防雷带连接数据、线路图像数据和线路数据进行分析预警，并结合对应的传输通道，实现对用户自建的小型光伏电站的安全预警，解决自建小型光伏电站的用户因为专业能力和成本的原因，不能对光伏电站进行安全预警的问题，保障用户的生命财产。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明原理框图。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明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发明一部分实施例，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。

如图1所示，智能光伏电站用安全预警系统，包括用户端、连接端、平台端和服务器；用户端、连接端和平台端均与服务器通信连接。

用户端用于对用户个人的光伏电站进行数据采集和显示，包括防雷采集模块、图像采集模块、线路采集模块、中断模块和个人模块；

中断模块用于当接收到指令时，中断光伏电站相应线路的运行；个人模块一般为手机app，用于用户管理光伏电站信息和一定的指派任务，指派任务指的需要用户进行人工采集某些数据，进行复测确认。

所述连接端用于用户端和平台端之间的数据传输，基于5G切片技术设置若干个传输通道，因为目前5G信号基本已经普及，可以利用5G传输的特性进行数据传输；标记各个传输通道的优先级，传输通道的优先级是在传输通道的建立过程中根据数据传输的需要就确定了，根据不同的优先级需要，分配不同的资源块；将用户端和平台端之间传输的数据与传输通道进行对应的匹配，即为不同需求的数据使用不同的传输通道进行传输；

通过利用5G切片技术设置传输通道，解决用户端和平台端之间数据传输的时延性问题，实现对用户端采集数据的及时处理和反馈，为实现小型光伏电站的安全预警提供支持。

示例性的，传输通道有3个，分别对应的数据种类为用户端常规采集数据传输、任务数据传输和指令数据传输；其中用户端常规采集数据传输指的是用户端中各个模块日常采集的数据传输，任务数据传输指的是当经过平台端分析需要重新上传数据，用户端再次上传对应的数据时使用不同的传输通道，指令数据传输指的是由平台端向用户端下达的紧急指令的传输，例如断开某条线路的工作的指令；用户端常规采集数据传输、任务数据传输和指令数据传输的优先级为依次递升。

对于小型光伏电站或者说用户自用的光伏电站，对于防雷检测缺乏检测手段和检测意识，对于个人用户来说，一般太阳能板都是安装在屋面的，进行防雷检测非常具有必要性；

防雷采集模块用于采集光伏电站的防雷数据，在避雷带上设置电气导通检测装置，电气导通检测装置使用现有的检测装置，设置检测时间间隔，到达检测时间时，通过电气导通检测装置检测避雷带的连接数据，对于个人用户来说，因为避雷带是外露安装的，极易发生碰触现象，损坏防雷支架，进而可能导致避雷带的断裂、弯曲，因此防雷带的完整性是最容易发生问题的；将获取的连接数据通过对应的传输通道传输给平台端；

所述线路采集模块用于采集光伏电站的线路数据，获取光伏电站线路的交接处，编制光伏电站线路图，光伏电站线路图包括交接处标记、线路名称标记等信息；在线路的交接处设置温度采集节点，温度采集节点用于采集线路交接处的温度，通过温度采集节点定时采集线路交接处的温度，将采集的温度标记在光伏电站线路图中，定时间隔由专家组进行讨论设置；定时采集光伏电站线路内的电流值和电压值，与温度采集的定时是相同时间；将采集的电流值和电压值标记在光伏电站线路图中的对应位置上；将标记后的光伏电站线路图通过对应的传输通道传输给平台端；

在一个实施例中，先将编制的光伏电站线路图通过对应的传输通道传输给平台端，再定时采集线路交接处的温度、光伏电站线路内的电流值和电压值，将采集的数据通过传输通道传输给平台端，将接收到的数据标记在光伏电站线路图中的对应位置。

所述图像采集模块用于采集光伏电站的线路图像，并将采集到的线路图像通过对应的传输通道传输给平台端。

平台端用于对用户端发送的数据进行分析预警，包括防雷分析模块、图像分析模块和线路分析模块；

所述防雷分析模块用于对避雷带连接数据进行分析，获取避雷带连接数据和避雷带标准数据，避雷带标准数据即根据防雷标准设置的数据，当避雷带连接数据不满足避雷带标准数据的要求时，生成防雷报警信号，获取对应用户的个人信息，个人信息包括姓名、联系方式、性别、住址、光伏电站安装位置等信息，将获取的用户个人信息发送给防雷检修人员，由防雷检修人员进行实地检修。

所述线路分析模块用于对光伏电站线路数据进行分析，光伏电站线路数据即线路温度数据、电流值和电压值数据；

在一个实施例中，获取线路采集模块发送的标记后的光伏电站线路图，建立线路检测图，识别光伏电站线路图中的线路数据，将识别的线路数据输入到线路检测图中的对应位置上，线路检测图自动标记不符合要求的线路数据，识别不符合要求的标记线路，生成中断信号，将中断信号和标记线路通过对应的传输通道发送给中断模块，中断模块断开对应的标记线路；获取对应用户的个人信息，将获取的用户个人信息发送给预警检修人员，由预警检修人员进行实地检修。

建立线路检测图的方法包括：

获取光伏电站线路图，指的是未标记线路数据的光伏电站线路图，根据光伏电站检测规范设置对应线路交接处的温度区间和对应线路的电压值区间与电流值区间；在光伏电站线路图中的线路上和线路交接处设置检测节点，设置检测节点用于检测输入进来的数据是否位于预设的区间内，当输入进来的数据处于预设区间外时，该检测节点自动标记自己；将设置的温度区间、电压值区间和电流值区间作为预设区间输入到对应的检测节点中，将此时的光伏电站线路图标记为线路检测图。

在另一个实施例中，接收线路采集模块发送的光伏电站线路图，指的是未标记线路数据的光伏电站线路图，根据接收到的光伏电站线路图设置线路检测图，实时获取线路采集模块发送的线路数据，将获取的线路数据输入到线路检测图中的对应位置中，线路检测图自动标记不符合要求的线路数据，识别不符合要求的标记线路，生成中断信号，将中断信号和标记线路通过对应的传输通道发送给中断模块，中断模块断开对应的标记线路；获取对应用户的个人信息，将获取的用户个人信息发送给预警检修人员，由预警检修人员进行实地检修。

所述图像分析模块用于对图像采集模块发送的线路图像进行分析，具体方法包括：

获取线路图像，对线路图像进行图像预处理，并将图像预处理之后的图像标记为灰度图像，图像预处理包括图像分割、图像去噪、图像增强和灰度变换，对灰度图像进行分析，判断对应的线路图像是否达到预警标准，预警标准由专家组进行讨论设置，当得出线路图像达到预警标准时，生成中断信号，将中断信号和对应的线路编号通过对应的传输通道发送给中断模块，中断模块断开对应编号的线路；线路编号为事先设置的，用于区分不同的线路；生成复测信号，将复测信号发送给个人模块，用户通过个人模块对断开的线路进行重新拍照，重新拍照前会进行一定的处理，例如清理浮灰等杂物，因为线路上的杂物对检测的影响极大，因此需要进行清理和复测，将重新拍照的图像通过对应的传输通道传输给图像分析模块，图像分析模块对重新拍照的图像进行图像预处理，并将图像预处理之后的图像标记为复测灰度图像，对复测灰度图像进行分析，判断对应的重新拍照的图像是否达到预警标准，当得出重新拍照的图像达到预警标准时，获取对应用户的个人信息，将获取的用户个人信息发送给预警检修人员，由预警检修人员进行实地检修。

对灰度图像进行分析的方法包括：

将图像进行图像预处理，并将图像预处理之后的图像标记为灰度图像，图像预处理包括图像分割、图像去噪、图像增强和灰度变换，以图像中心为原点，建立图像灰度值三维坐标系，将图像灰度值输入到坐标系中，将同一图像的相邻灰度值点使用平滑曲线进行连接，形成灰度值曲面，将坐标系中完全相同的灰度值曲面进行标记，保留被标记的灰度值曲面中的任意一个，将其他的被标记的灰度值曲面和对应的图像进行删除；将过滤后的图像储存到第二储存器中，并对第一储存器内的图像进行压缩，将压缩后的图像发送到云储存模块，并将第一储存器内的图像删除，清理内存；

树干连接端用于对第二储存器内的图像进行传输和处理，包括第三储存器、图像分割单元和轮廓提取单元，树干连接端与树根过滤模块相连接，具体方法包括：获取第二储存器内的图像和树根采集点的获取线路背景图像，将背景图像进行图像预处理，并将图像预处理之后的图像标记为背景灰度图像，将背景灰度图像输入到灰度值三维坐标系中，进行背景进行分割，将分割后的图像标记为无背景图像，判断无背景图像的灰度值是否达到预警标准。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方法而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方法进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方法的精神和范围。

Claims (4)

1.智能光伏电站用安全预警系统，其特征在于，包括用户端、连接端、平台端和服务器；用户端、连接端和平台端均与服务器通信连接；

所述连接端用于用户端和平台端之间的数据传输，基于5G切片技术设置若干个传输通道，标记各个传输通道的优先级，将用户端和平台端之间传输的数据与传输通道进行对应的匹配；所述用户端用于采集小型光伏电站的检测数据，并将采集的检测数据通过对应的传输通道传输给平台端，平台端用于对用户端发送的检测数据进行处理分析，并根据处理分析的结果生成对应的预警信号，将生成的预警信号通过对应的传输通道传输给用户端，用户端执行接收到的预警信号；

线路采集模块采集线路数据的方法包括：

获取光伏电站线路的交接处，编制光伏电站线路图，在线路的交接处设置温度采集节点，通过温度采集节点定时采集线路交接处的温度，将采集的温度标记在光伏电站线路图中，定时采集光伏电站线路内的电流值和电压值，将采集的电流值和电压值标记在光伏电站线路图中的对应位置上；将标记后的光伏电站线路图通过对应的传输通道传输给平台端；

线路采集模块采集线路数据的另一种方法包括：

编制光伏电站线路图，将光伏电站线路图通过对应的传输通道传输给平台端，再根据光伏电站线路图定时检测线路交接处的温度、线路内的电流值和电压值，将采集的线路数据通过对应的传输通道传输给平台端；

线路分析模块对光伏电站线路数据进行分析的方法包括：

获取线路采集模块发送的标记后的光伏电站线路图，建立线路检测图，识别光伏电站线路图中的线路数据，将识别的线路数据输入到线路检测图中的对应位置上，线路检测图自动标记不符合要求的线路数据，识别不符合要求的标记线路，生成中断信号，将中断信号和标记线路通过对应的传输通道发送给中断模块；

线路分析模块对光伏电站线路数据进行分析的另一种方法包括：

接收线路采集模块发送的光伏电站线路图，根据接收到的光伏电站线路图设置线路检测图，实时获取线路采集模块发送的线路数据，将获取的线路数据输入到线路检测图中的对应位置中，线路检测图自动标记不符合要求的线路数据，识别不符合要求的标记线路，生成中断信号，将中断信号和标记线路通过对应的传输通道发送给中断模块；

建立线路检测图的方法包括：

获取光伏电站线路图，根据光伏电站检测规范设置对应线路交接处的温度区间和对应线路的电压值区间与电流值区间；在光伏电站线路图中的线路上和线路交接处设置检测节点，将设置的温度区间、电压值区间和电流值区间作为预设区间输入到对应的检测节点中，将此时的光伏电站线路图标记为线路检测图；

图像分析模块对图像采集模块发送的线路图像进行分析的方法包括：

获取线路图像，对线路图像进行图像预处理，并将图像预处理之后的图像标记为灰度图像，对灰度图像进行分析，判断对应的线路图像是否达到预警标准，当得出线路图像达到预警标准时，生成中断信号，将中断信号和对应的线路编号通过对应的传输通道发送给中断模块；并生成复测信号，将复测信号发送给个人模块，用户通过个人模块对断开的线路进行重新拍照，将重新拍照的图像通过对应的传输通道传输给图像分析模块，图像分析模块对重新拍照的图像进行再次分析，判断对应的重新拍照的图像是否达到预警标准，当得出重新拍照的图像达到预警标准时，获取对应用户的个人信息，将获取的用户个人信息发送给预警检修人员，由预警检修人员进行实地检修。

2.根据权利要求1所述的智能光伏电站用安全预警系统，其特征在于，检测数据包括防雷带连接数据、线路图像数据和线路数据，分别通过用户端内的防雷采集模块、图像采集模块和线路采集模块进行数据采集的，且用户端还包括中断模块和个人模块，中断模块用于当接收到中断信号时，断开对应的线路。

3.根据权利要求2所述的智能光伏电站用安全预警系统，其特征在于，平台端包括防雷分析模块、图像分析模块和线路分析模块；分别用于对用户端发送的防雷带连接数据、线路图像数据和线路数据进行分析。

4.根据权利要求3所述的智能光伏电站用安全预警系统，其特征在于，防雷分析模块对避雷带连接数据进行分析的方法包括：获取避雷带连接数据和避雷带标准数据，避雷带标准数据即根据防雷标准设置的数据，当避雷带连接数据不满足避雷带标准数据的要求时，生成防雷报警信号，获取对应用户的个人信息，将获取的用户个人信息发送给防雷检修人员，由防雷检修人员进行实地检修。