CN115617048A - 一种光伏电站无人清洁方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光伏电站无人清洁方法及系统，为了不影响光伏电站在白天正常运行，光伏组件的主要清洁工作将被安排在夜间进行。据此，把在夜间进行的主要清洁工作称为“常态化清洁”。数据中台根据光伏电站所在区位、环境特征、场站面积等信息，分析并自动生成光伏电站周期性清洁方案，方案包含清洁频次、清洁时段、清洁路径等执行层面规划。相应的，为响应光伏面板在白天可能出现的即时性清洁需求，如恶劣天气或鸟粪等自然原因造成的光伏面板污染，还制定有另一种针对性更强、更环保、更节能的方案，称为“精准化清洁”。既能保证清洁频率与清洁效率，又可以降低维持该清洁频率与效率下的清洁成本。

Description

一种光伏电站无人清洁方法及系统

技术领域

本发明涉及光伏电站运维技术领域，具体涉及一种光伏电站无人清洁方法及系统。

背景技术

近年来，光伏能源逐渐成为能源转型中的主角，光伏产业发展势头强劲。然而，一座光伏电站建设仅需半年，运营周期却长达25年。其运营周期内，光伏发电的效率很大程度上取决于电池板的洁净程度。清洗后的光伏面板发电效率可提高20％-30％，但由于自然因素、空气污染、人为因素等影响，导致户外光伏组件逐渐被“污染物”覆盖，发电效率降低。为了提升光伏电站全生命周期内的发电量水平，户外光伏组件亟需周期性“大清洗”。

目前光伏清洁主要有人工、高压清洗车、移动式清洗机三种方式。其中，人工清洗难度大、清洁效率低且成本高；高压清洗车操作简单，但对光伏组件陈列有要求；移动式清洗机清洗效率虽高，但单台售价成本也高，大部分企业难以承受。光伏组件的清洁问题逐渐成为了光伏发电发展的“绊脚石”。

发明内容

为此，本发明提供一种光伏电站无人清洁方法及系统，以解决现有光伏清洁方法存在的清洗难度大、清洁效率低、成本高等的问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

根据本发明实施例的第一方面，提出一种光伏电站无人清洁方法，所述方法包括：

根据现场实时监测数据判断光伏组件是否可能发生污染；

若判定可能发生污染，则获取可能发生污染的某区位光伏组件的区位坐标并发送至无人巡检机器人；

控制所述无人巡检机器人根据所述区位坐标行走至发生污染的光伏组件处，并拍摄采集所述光伏组件的热感图像；

根据所述光伏组件的热感图像判断所述光伏组件是否待清洁；

若确定需要清洁，则规划出所述光伏组件的清洁区域，并将所述光伏组件的区位坐标、编号以及规划的清洁区域信息发送至无人清洁机器人；

控制所述无人清洁机器人根据所述区位坐标行走至发生污染的光伏组件处，并根据规划的清洁区域信息进行自动对准清洁。

进一步地，根据现场实时监测数据判断光伏组件是否可能发生污染，具体包括：

检测与光伏组件连接的直流汇流箱或组串式逆变器数据，包括三相电流、总功率、总电压、箱内温度；

将检测的数据与预设阈值进行比较，若超过预设阈值，则根据发生数据异常的直流汇流箱或组串式逆变器确定可能发生污染而故障的光伏组件。

进一步地，根据所述光伏组件的热感图像判断所述光伏组件是否待清洁，具体包括：

将光伏组件的热感图像与预设的红外热感图温度阈值进行比较，若超过预设阈值，则判定光伏组件需要清洁，出现异常的区域即为清洁区域。

进一步地，根据规划的清洁区域信息进行自动对准清洁，具体包括：

控制所述无人清洁机器人的机载清洁滚刷根据光伏组件当前姿态自动校准其清洁角度与光伏组件面板倾角一致，并启动滚刷驱动电机开始旋转进行清洁。

进一步地，所述方法还包括：

根据光伏场站数据确定场站规模参数，根据场站规模参数制定常态化清洁方案并规划清洁路线；

将所述常态化清洁方案以及规划的清洁路线发送至无人清洁机器人；

控制所述无人清洁机器人按照常态化清洁方案以及规划的清洁路线清洗光伏组件。

进一步地，所述方法还包括：

在所述无人清洁机器人完成清洁后，控制所述无人清洁机器人按照规划路线返回至无人运维服务站进行自动维护，维护内容包括自动更换电池模块与清洁滚刷；

在所述无人清洁机器人完成自动维护后，控制所述无人清洁机器人按照规划路线返回至机器人管理中心并进入待机模式，等待下次清洁任务指令。

进一步地，所述方法还包括：

根据光伏场站设计图与竣工图建立原始基图，并在基图中建立平面坐标系标定机器人管理中心及无人运维服务站的位置坐标；

根据原始基图，综合所有光伏组件位置，生成常规清洁的清洁路线图；

根据光伏场站原始基图，提前确定好从机器人管理中心或者无人运维服务站到达不同的光伏组件所在区域的各个路线，其中不同光伏组件所在区域的坐标已知；

在机器人接收到目标位置坐标后，根据自身所定位的机器人位置、目标位置以及存储的所有可行进路线，确定到达目标位置的最近路线，在到达目标后，根据存储的清洁路线图开始清洁。

进一步地，所述方法还包括：

在所述无人清洁机器人行走过程中生成行进迹线数据包，根据原始基图与目标位置坐标自行判断是否偏航；

并根据机载激光雷达实时探测的数据进行障碍物检测以及通过路线修正进行避障。

根据本发明实施例的第二方面，提出一种光伏电站无人清洁系统，所述系统包括数据中台、无人清洁机器人、无人巡检机器人、无人运维服务站、机器人管理中心；

所述数据中台用于根据现场实时监测数据判断光伏组件是否可能发生污染，若判定可能发生污染，则获取可能发生污染的某区位光伏组件的区位坐标并发送至无人巡检机器人，以便控制所述无人巡检机器人根据所述区位坐标行走至发生污染的光伏组件处，并拍摄采集所述光伏组件的热感图像；以及根据所述光伏组件的热感图像判断所述光伏组件是否待清洁，若确定需要清洁，则规划出所述光伏组件的清洁区域，并将所述光伏组件的区位坐标、编号以及规划的清洁区域信息发送至无人清洁机器人，以便控制所述无人清洁机器人根据所述区位坐标行走至发生污染的光伏组件处，并根据规划的清洁区域信息进行自动对准清洁；

所述无人运维服务站用于机器人的自动维护，维护内容包括对无人清洁机器人进行自动更换电池模块与清洁滚刷；所述机器人管理中心用于提供机器人停靠区域。

进一步地，所述数据中台具体还用于：

根据光伏场站数据确定场站规模参数，根据场站规模参数制定常态化清洁方案并规划清洁路线，将所述常态化清洁方案以及规划的清洁路线发送至无人清洁机器人，以便控制所述无人清洁机器人按照常态化清洁方案以及规划的清洁路线清洗光伏组件。

本发明具有如下优点：

本发明提出的一种光伏电站无人清洁方法及系统，通过无人清洁机器人、数据中台、无人运维服务站、无人巡检机器人等，以无人清洁、无人充换电、无人更换配件等方式解决了光伏场站运维痛点，提高了清洁频率与清洁效率，同时降低了维护该清洁频率与效率的清洁成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，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，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

图1为本发明实施例提供的一种光伏电站夜间“常态化清洁”方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的无人清洁机器人的运行模式；

图3为本发明实施例提供的一种光伏电站白天“精准化清洁”方法的流程图；

图4为本发明实施例提供的无人鸟粪清洁机器人的运行模式；

图5为本发明实施例提供的无人巡检机器人的运行模式；

图6为本发明实施例提供的一种光伏电站无人清洁系统的结构图。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例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。

本发明实施例提出的一种光伏电站清洁方法，既能保证清洁频率与清洁效率，又可以降低维持该清洁频率与效率下的清洁成本。为了不影响光伏电站在白天正常运行，光伏组件的主要清洁工作将被安排在夜间进行。据此，把在夜间进行的主要清洁工作称为“常态化清洁”。数据中台根据光伏电站所在区位、环境特征、场站面积等信息，分析并自动生成光伏电站周期性清洁方案，方案包含清洁频次、清洁时段、清洁路径等执行层面规划。相应的，为响应光伏面板在白天可能出现的即时性清洁需求，如恶劣天气或鸟粪等自然原因造成的光伏面板污染，还制定有另一种针对性更强、更环保、更节能的方案，称为“精准化清洁”。

如图1所示，本发明实施例提出的一种光伏电站无人夜间“常态化清洁”方法，具体包括：

S101，数据中台根据接入场站数据确定场站规模参数。

S102，数据中台根据场站规模参数制定无人清洁机器人常态化清洁方案并规划清洁路线。

S103，数据中台向无人清洁机器人发送常态化清洁方案及规划路线。

S104，处于待机模式的无人清洁机器人接收到数据中台的信号，切换到行走模式。

S105，无人清洁机器人按照清洁路径从机器人管理中心自行行进至待清洗区域落位。

S106，无人清洁机器人切换到清洁模式，自动校准清洁滚刷，启动电机，按照清洁方案及路径规划清洗光伏组件。

S107，无人清洁机器人清洁完毕后，切换到行走模式，按照规划路线返回无人运维服务站。

S108，无人清洁机器人在无人运维服务站切换为维护模式。

S109，无人运维服务站启动服务模块，自主更换无人清洁机器人的电池模块与清洁滚刷。

S110，无人运维服务站调用自身储能模块对卸下的电池模块充电并存放到内部存储模块。

S111，无人运维服务站调用自身清洁模块对卸下的清洁滚刷进行清洁并存放到内部存储模块。

S112，无人清洁机器人维护完成后，切换到行走模式，按照路径规划返回机器人管理中心。

S113，无人清洁机器人返回机器人管理中心后，切换到待机模式，等待数据中台发送新的指令。

本实施例中，如图2所示，无人清洁机器人具有四种运行模式，分别为：待机模式、行走模式、清洁模式、维护模式。

例如，无人清洁机器人停放在机器人管理中心时，处于待机模式，可以实时接收所述数据中台指令。当接收到数据中台清洁指令后，无人清洁机器人切换到行走模式，自行行进到指定需要清洁区域。到达清洁区域后，自行切换到清洁模式，按既定方案完成清洁。之后切换回行走模式，行进到无人运维服务站，并切换到维护模式。待维护完成后，切换回行走模式，返回机器人管理中心，并切换到待机模式，直到接收下一次指令。

无人清洁机器人处于待机模式时，可以在维持低功耗的情况下，照常接收所述数据中台的指令。无人清洁机器人处于行走模式时，将机身调整到有利于移动的姿态，以便快速到达目的地。无人清洁机器人处于清洁模式时，将启动电机，自动校准清洁滚刷角度，保持低速行进以便清洁光伏面板。无人清洁机器人处于维护模式时，解锁待维护模块的安全装置以便所述无人运维服务站对其进行维护。

为了实施本实施例提出的清洁方法，还具备以下功能：

1、建图：

首先根据光伏场站设计图与竣工图建立原始基图，并在基图中建立平面坐标系标定机器人管理中心及无人运维服务站的位置坐标(x，y)。该基图与已知标定坐标将同时存储在数据中台与机器人终端携带的存储器中。

2、路径生成

数据中台根据存储原始基图，综合所有光伏组件位置，生成常规清洁的清洁路径图，并存储到机器人终端携带的存储器中。

各种机器人终端自带定位装置、姿态传感器与物联网通讯模块，接收任务前会收到目标位置坐标。数据中台根据目标位置坐标，以及原始基图里标定的光伏组件位置、所有可行进路线，自动生成到达目标的最优路径。到达目标后，根据机器人存储器里的清洁路线图开始清洁。

最优路径生成方法具体如下：

(1)根据光伏场站设计图与竣工图建立的原始基图是固定的，标定的机器人管理中心及无人运维服务站的位置坐标也是固定的。将所有光伏组串分成不同的区域，每个区域也都有一个固定的定位坐标(x1，y1)…(xn，yn)。

(2)根据场站地图情况，提前确定好从机器人管理中心或者无人运维服务站到达不同的光伏区域(定位坐标)的各个路线。存储到数据中台与机器人终端携带的存储器中。

(3)机器人在接收到任务后，根据自身位置传感器所定位的位置，目标位置，以及存储器中存储的路径图，确定到达目标位置的最近路线。

其在场站中以特定姿态行进时用数据打点的形式生成组成行进迹线的坐标点(x，y)，由终端机器人根据基图与目标坐标自行判断是否偏航，并生成迹线数据包与行为指令包作为日志返回数据中台。若终端机器人发生碰撞或较大姿态变化，其最近返回的迹线数据包与行为指令包将成为数据中台判断是否指挥或接管机器人的重大依据。

数据打点是指基于机器人终端定位装置以时序固定频率记录位置坐标数据的过程，这个位置坐标是机器人在基图坐标系内的相对坐标。随着时间流逝，机器人运动产生位移，位置坐标数据增多，其定位装置记录的位置坐标点会连接成为其位移的迹线。

3、避障

每台机器人终端都装有激光雷达。激光雷达将分析实时探测数据，修正机器人行进路线。具体如下：

(1)机器人会优先按照系统已经生产好的存储在存储器中的路径行进，同时行进过程中激光雷达会实时侦测并分析数据。

(2)在激光雷达侦测到原定路径上的障碍物后，会将信息发送给车载控制终端，终端发送新的指令偏离原定路径，绕过障碍物。

(3)在激光雷达侦测分析到没有障碍物后，会修正行进路线，回到原定的路线，继续往终点行进。

4、校准

每台机器人在初次或定期执行任务时，其打点数据都将被更新并生成新的参数配置，以适应可能发生的环境与自身客观变化。

如图3所示，本发明另一实施例提供的一种光伏电站无人白天“精准化清洁”方法，具体包括：

S201，数据中台通过接入汇流箱电流实时数据与存档数据比对，检测光伏组件组串是否遭遇突发性污染，如恶劣天气或鸟粪落下。

具体为：数据中台会实时监测每个直流汇流箱(或者组串式逆变器)的数据，具体有三相电流(Ia，Ib，Ic)、总功率、总电压、箱内温度。数据中台会存储有正常情况下各个直流汇流箱正常情况下的各项历史数据(三相电流(Ia，Ib，Ic)、总功率、总电压、箱内温度)。数据中台设定有每个直流汇流箱的各项数据的阈值。数据中台设定有告警机制。在实时监测的各项数据超出阈值时，系统会告警。通过先生数据异常的直流汇流箱，判断出光伏组建异常的区域。

S202，数据中台如判定某区位光伏组件组串在工作中出现突发性污染，把相应区位坐标发送至无人巡检机器人。

S203，处于待机模式的无人巡检机器人响应指令，切换为行走模式，从机器人管理中心自行出发至数据中台发送区位坐标处。

S204，无人巡检机器人切换为巡检模式，通过红外热成像模块拍摄该区位光伏组件组串的热感图像并传回数据中台。

S205，数据中台根据无人巡检机器人传回的热感图像判断该区位光伏组件是否待清洁。

数据中台存储有根据历史数据以及正常工作的光伏组件情况确定的不同区域光伏组串的热感图。数据中台分析系统中各个正常工作的光伏组串热感图，设定红外热感图的温度阈值。数据中台根据无人巡检机器人传回的热感图，与设定好的阈值进行比较，根据是否超出阈值判定组串是否工作正常，是否需要清洁。

S206，数据中台如判定该区位组件故障由恶劣天气或鸟粪引起，将锁定出现故障的组件坐标与序号发送至无人鸟粪清洁机器人，并规划无人鸟粪清洁机器人在该光伏组件上的清洁区域。

S207，无人巡检机器人完成巡检任务自行返回机器人管理中心并切换为待机模式。

S208，处于待机模式的所述无人鸟粪清洁机器人响应指令，切换为行走模式，从机器人管理中心自行出发至数据中台发送区位坐标处。

S209，无人鸟粪清洁机器人停至区位坐标处，切换为清洁模式，清洁模块自动对准所述数据中台规划的清洁区域进行清洁工作。

S210，无人鸟粪清洁机器人清洁完毕发送结束指令至所述数据中台，切换为行走模式，并按照规划路线返回无人运维服务站。

S211，无人鸟粪清洁机器人在无人运维服务站切换为维护模式。

S212，无人运维服务站启动服务模块，自主更换无人鸟粪清洁机器人的电池模块与清洁滚刷。

S213，无人运维服务站调用自身储能模块对卸下的电池模块充电并存放到内部存储模块。

S214，无人运维服务站调用自身清洁模块对卸下的清洁滚刷进行清洁并存放到内部存储模块。

S215，无人鸟粪清洁机器人维护完成后，切换到行走模式，按照路径规划返回机器人管理中心。

S216，无人鸟粪清洁机器人返回机器人管理中心后，切换到待机模式，等待数据中台发送新的指令。

本实施例中，如图4所示，无人鸟粪清洁机器人具有四种运行模式，分别为：待机模式、行走模式、清洁模式、维护模式。

例如，无人鸟粪清洁机器人停放在所述机器人管理中心时，处于待机模式，可以实时接收所述数据中台指令。当接收到所述数据中台清洁指令后，所述无人鸟粪清洁机器人切换到行走模式，自行行进到指定需要清洁区域。到达清洁区域后，自行切换到清洁模式，按既定方案完成清洁。之后切换回行走模式，行进到所述无人运维服务站，并切换到维护模式。待维护完成后，切换回行走模式，返回所述机器人管理中心，并切换到待机模式，直到接收下一次指令。

无人鸟粪清洁机器人处于待机模式时，可以在维持低功耗的情况下，照常接收所述数据中台的指令。所述无人鸟粪清洁机器人处于行走模式时，将机身调整到有利于移动的姿态，以便快速到达目的地。所述无人鸟粪清洁机器人处于清洁模式时，启动机载清洁模块，自行调整角度以完成清洁任务。所述无人鸟粪清洁机器人处于维护模式时，解锁待维护模块的安全装置以便所述无人运维服务站对其进行维护。

本实施例中，无人巡检机器人搭载有红外热成像装置，在巡检模式时自行启动。如图5所示，无人巡检机器人具有四种运行模式，分别为：待机模式、行走模式、巡检模式、维护模式。

例如，无人巡检机器人停放在机器人管理中心时，处于待机模式，可以实时接收数据中台指令。当接收到数据中台巡检指令后，无人巡检机器人切换到行走模式，自行行进到指定区域。到达指定区域后，自行切换到巡检模式，按既定方案完成巡检。之后切换回行走模式，行进到无人运维服务站，并切换到维护模式。待维护完成后，切换回行走模式，返回机器人管理中心，并切换到待机模式，直到接收下一次指令。

无人巡检机器人处于待机模式时，可以在维持低功耗的情况下，照常接收数据中台的指令。无人巡检机器人处于行走模式时，将机身调整到有利于移动的姿态，以便快速到达目的地。无人巡检机器人处于巡检模式时，启动机载红外热成像模块，通过红外热成像模块拍摄指定区位光伏组件组串的热感图像并传回数据中台。无人巡检机器人处于维护模式时，解锁待维护模块的安全装置以便无人运维服务站对其进行维护。

如图6所示，本发明的一个实施例还提供一种光伏电站清洁系统，包括无人清洁机器人、无人运维服务站、数据中台和机器人管理中心，具体如下:

无人清洁机器人具有自主行走、无线通讯、区域定位、清洁模块自动清洁等功能。

数据中台具有场站数据收集、分析、处理及接收与发送等功能。

无人运维服务中心包含发电与储能模块，并装配有无人清洁机器人的电池与组件更换模块，通过自身发电与储能模块实现电能自发自用，自主运行。

机器人管理中心包含机器人停靠区域，为自主行走装置提供存储空间。

无人清洁机器人具有四种运行模式，分别为：待机模式、行走模式、清洁模式、维护模式。

无人清洁机器人与数据中台配合可实现“常态化清洁”方式。

“常态化清洁”方式通常发生在光伏组件停止工作的夜晚。

数据中台根据接入场站数据确定场站规模参数，包括场站地图、场站面积、场站光伏组件工作时段与状态、场站光伏面板数量及分布情况等。

数据中台根据场站规模参数制定无人清洁机器人常态化清洁方案并规划清洁路线，待方案与路线制定规划完成后向机器人管理中心中处于待机模式的无人清洁机器人发送通讯指令。

无人清洁机器人响应数据中台发送的常态化清洁方案及规划路线指令启动，从待机模式切换至行走模式。

无人清洁机器人按照规划清洁路线从机器人管理中心自主行进至待清洗区域，并在待清洗区域附近调整机身姿态。

无人清洁机器人调整机身姿态完毕后切换至清洁模式，机载清洁模块启动。

无人清洁机器人的机载清洁滚刷根据光伏组件当前姿态自动校准其清洁角度与光伏组件面板倾角一致，并启动电机开始旋转。

无人清洁机器人在机载清洁模块工作状态下按照规划清洁路线低速自主行进，其行进过程中清洁滚刷的清洁角度保持不变，持续对光伏组件面板进行清洁，直至完成方案内全部清洁任务。

无人清洁机器人清洁完毕后发送结束指令至数据中台，同时关闭机载清洁模块供电装置并调整其滚刷倾角至通常状态。

无人清洁机器人调整机身姿态完毕后切换至行走模式，并按照规划路线返回无人运维服务站。

无人清洁机器人在无人运维服务站切换至维护模式，解锁待维护模块的安全装置以便无人运维服务站对其进行维护。

无人运维服务站对处于维护模式的无人清洁机器人启动服务模块，模块内装置可自主更换该无人清洁机器人的电池模块与清洁滚刷，使该无人清洁机器人的电池电量与滚刷清洁程度处于健康状态。

无人运维服务站将卸下的电池模块与清洁滚刷回收至内部存储模块，并对其进行健康状态检查。

无人运维服务站将健康状况良好的电池存放至内部安全处，并调用自身储能模块对其充电准备再利用。

无人运维服务站将健康状况有问题的电池存放至内部安全处，将该电池健康状态与位置信息同时更新至数据中台，等待工作人员周期性维护时回收并替换。

无人运维服务站将健康状况良好的清洁滚刷存放至内部安全处，并调用自身清洁模块对其清洁准备再利用。

无人运维服务站将健康状况有问题的清洁滚刷存放至内部安全处，将该清洁滚刷健康状态与位置信息同时更新至数据中台，等待工作人员周期性维护时回收并替换。

无人清洁机器人在无人运维服务站完成检查与维护后返回机器人管理中心对应区位，并切换至待机模式，准备响应下一次周期性光伏组件常态化清洁指令。

在另一个实施例中，光伏电站清洁系统还包括无人鸟粪清洁机器人与无人巡检机器人，具体如下：

无人鸟粪机器人具有自主行走、无线通讯、区域定位、清洁模块自动清洁等功能。

无人巡检机器人具有自主行走、无线通讯、区域定位、红外热成像等功能。

无人鸟粪清洁机器人具有四种运行模式，分别为：待机模式、行走模式、清洁模式、维护模式。

无人鸟粪清洁机器人、无人巡检机器人与数据中台配合可实现“精准化清洁”方式。

“精准化清洁”方式通常发生在光伏组件正在工作的白天。

数据中台通过接入汇流箱电流实时数据并与存档数据比对可检测工作中的光伏组件组串是否遭遇突发性污染，如恶劣天气或鸟粪落下等。

数据中台如判定某区位光伏组件组串在工作中出现突发性污染，将把该光伏组件组串所在区位坐标发送至无人巡检机器人。

无人巡检机器人响应数据中台发送的巡检指令，并将自身位置坐标传回数据中台。

数据中台结合无人巡检机器人传回的位置坐标与问题组件所在区位坐标规划行进路线并发送至无人巡检机器人。

无人巡检机器人接收数据中台发送的规划路线，从当前位置自行出发至数据中台发送的区位坐标处。

无人巡检机器人通过红外热成像模块拍摄该区位光伏组件组串的热感图像并传回数据中台。

数据中台根据无人巡检机器人传回的热感图像判断该区位光伏组件是否待清洁。如该区位组件故障由恶劣天气或鸟粪造成的污染性原因引起，数据中台将锁定出现故障的组件坐标与序号发送至机器人管理中心中处于待机状态的无人鸟粪清洁机器人，并规划无人鸟粪清洁机器人在该光伏组件上的清洁区域与行进路线。

数据中台向无人巡检机器人发送任务完成指令，无人巡检机器人响应指令完成精准化巡检任务自行返回原处执行原任务。

无人鸟粪清洁机器人响应数据中台指令发送的精准化清洁方案及规划路线指令启动，从待机模式切换至行走模式。

无人鸟粪清洁机器人按照规划清洁路线从机器人管理中心自主行进至待清洗区域，并在待清洗区域附近调整机身姿态。

无人鸟粪清洁机器人调整机身姿态完毕后切换至清洁模式，机载清洁模块准备启动。

无人鸟粪清洁机器人停至区位坐标处，清洁模块自动对准数据中台规划的清洁区域进行精准化清洁工作，直至完成方案内全部清洁任务。

无人鸟粪清洁机器人清洁完毕后发送结束指令至数据中台，同时关闭机载清洁模块供电装置。

无人鸟粪清洁机器人调整机身姿态完毕后切换至行走模式，并按照规划路线返回无人运维服务站。

无人鸟粪清洁机器人在无人运维服务站切换至维护模式，解锁待维护模块的安全装置以便无人运维服务站对其进行维护。

无人运维服务站对处于维护模式的无人鸟粪清洁机器人启动服务模块，模块内装置可自主更换该无人鸟粪清洁机器人的电池模块与清洁模块，使无人鸟粪清洁机器人的电池电量与清洁模块处于健康状态。

无人运维服务站将卸下的电池模块与清洁模块回收至内部存储模块，并对其进行健康状态检查。

无人运维服务站将健康状况良好的电池存放至内部安全处，并调用自身储能模块对其充电准备再利用。

无人运维服务站将健康状况有问题的电池存放至内部安全处，将该电池健康状态与位置信息同时更新至数据中台，等待工作人员周期性维护时回收并替换。

无人运维服务站将健康状况良好的清洁模块存放至内部安全处，并调用自身清洁模块对其清洁准备再利用。

无人运维服务站将健康状况有问题的清洁模块存放至内部安全处，将该清洁模块健康状态与位置信息同时更新至数据中台，等待工作人员周期性维护时回收并替换。

无人鸟粪清洁机器人在无人运维服务站完成检查与维护后返回机器人管理中心对应区位，并切换至待机模式，准备响应下一次即时性光伏组件精准化清洁指令。

数据中台通过接收气象监测装置传回的信息可以判定工作环境是否异常，从而指挥无人清洁机器人、无人巡检机器人、无人鸟粪清洁机器人等自行返回无人运维服务中心或机器人管理中心。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种光伏电站无人清洁方法，其特征在于，所述方法包括：

根据现场实时监测数据判断光伏组件是否可能发生污染；

若判定可能发生污染，则获取可能发生污染的某区位光伏组件的区位坐标并发送至无人巡检机器人；

控制所述无人巡检机器人根据所述区位坐标行走至发生污染的光伏组件处，并拍摄采集所述光伏组件的热感图像；

根据所述光伏组件的热感图像判断所述光伏组件是否待清洁；

若确定需要清洁，则规划出所述光伏组件的清洁区域，并将所述光伏组件的区位坐标、编号以及规划的清洁区域信息发送至无人清洁机器人；

控制所述无人清洁机器人根据所述区位坐标行走至发生污染的光伏组件处，并根据规划的清洁区域信息进行自动对准清洁。

2.根据权利要求1所述的一种光伏电站无人清洁方法，其特征在于，根据现场实时监测数据判断光伏组件是否可能发生污染，具体包括：

检测与光伏组件连接的直流汇流箱或组串式逆变器数据，包括三相电流、总功率、总电压、箱内温度；

将检测的数据与预设阈值进行比较，若超过预设阈值，则根据发生数据异常的直流汇流箱或组串式逆变器确定可能发生污染而故障的光伏组件。

3.根据权利要求1所述的一种光伏电站无人清洁方法，其特征在于，根据所述光伏组件的热感图像判断所述光伏组件是否待清洁，具体包括：

将光伏组件的热感图像与预设的红外热感图温度阈值进行比较，若超过预设阈值，则判定光伏组件需要清洁，出现异常的区域即为清洁区域。

4.根据权利要求1所述的一种光伏电站无人清洁方法，其特征在于，根据规划的清洁区域信息进行自动对准清洁，具体包括：

控制所述无人清洁机器人的机载清洁滚刷根据光伏组件当前姿态自动校准其清洁角度与光伏组件面板倾角一致，并启动滚刷驱动电机开始旋转进行清洁。

5.根据权利要求1所述的一种光伏电站无人清洁方法，其特征在于，所述方法还包括：

根据光伏场站数据确定场站规模参数，根据场站规模参数制定常态化清洁方案并规划清洁路线，所述场站规模参数包括场站地图、场站面积、场站光伏组件工作时段与状态、场站光伏面板数量及分布情况；

将所述常态化清洁方案以及规划的清洁路线发送至无人清洁机器人；

控制所述无人清洁机器人按照常态化清洁方案以及规划的清洁路线清洗光伏组件。

6.根据权利要求1所述的一种光伏电站无人清洁方法，其特征在于，所述方法还包括：

在所述无人清洁机器人完成清洁后，控制所述无人清洁机器人按照规划路线返回至无人运维服务站进行自动维护，维护内容包括自动更换电池模块与清洁滚刷；

在所述无人清洁机器人完成自动维护后，控制所述无人清洁机器人按照规划路线返回至机器人管理中心并进入待机模式，等待下次清洁任务指令。

7.根据权利要求5所述的一种光伏电站无人清洁方法，其特征在于，所述方法还包括：

根据光伏场站设计图与竣工图建立原始基图，并在基图中建立平面坐标系标定机器人管理中心及无人运维服务站的位置坐标；

根据原始基图，综合所有光伏组件位置，生成常规清洁的清洁路线图；

根据光伏场站原始基图，提前确定好从机器人管理中心或者无人运维服务站到达不同的光伏组件所在区域的各个路线，其中不同光伏组件所在区域的坐标已知；

在机器人接收到目标位置坐标后，根据自身所定位的机器人位置、目标位置以及存储的所有可行进路线，确定到达目标位置的最近路线，在到达目标后，根据存储的清洁路线图开始清洁。

8.根据权利要求1所述的一种光伏电站无人清洁方法，其特征在于，所述方法还包括：

在所述无人清洁机器人行走过程中生成行进迹线数据包，根据原始基图与目标位置坐标自行判断是否偏航；

并根据机载激光雷达实时探测的数据进行障碍物检测以及通过路线修正进行避障。

9.一种光伏电站无人清洁系统，其特征在于，所述系统包括数据中台、无人清洁机器人、无人巡检机器人、无人运维服务站、机器人管理中心；

所述数据中台用于根据现场实时监测数据判断光伏组件是否可能发生污染，若判定可能发生污染，则获取可能发生污染的某区位光伏组件的区位坐标并发送至无人巡检机器人，以便控制所述无人巡检机器人根据所述区位坐标行走至发生污染的光伏组件处，并拍摄采集所述光伏组件的热感图像；以及根据所述光伏组件的热感图像判断所述光伏组件是否待清洁，若确定需要清洁，则规划出所述光伏组件的清洁区域，并将所述光伏组件的区位坐标、编号以及规划的清洁区域信息发送至无人清洁机器人，以便控制所述无人清洁机器人根据所述区位坐标行走至发生污染的光伏组件处，并根据规划的清洁区域信息进行自动对准清洁；

所述无人运维服务站用于机器人的自动维护，维护内容包括对无人清洁机器人进行自动更换电池模块与清洁滚刷；所述机器人管理中心用于提供机器人停靠区域。

10.根据权利要求9所述的一种光伏电站无人清洁系统，其特征在于，所述数据中台具体还用于：

根据光伏场站数据确定场站规模参数，根据场站规模参数制定常态化清洁方案并规划清洁路线，将所述常态化清洁方案以及规划的清洁路线发送至无人清洁机器人，以便控制所述无人清洁机器人按照常态化清洁方案以及规划的清洁路线清洗光伏组件。

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