CN204180016U - 一种轨道式光伏方阵故障红外成像在线监测装置 - Google Patents
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Abstract
一种轨道式光伏方阵故障红外成像在线监测装置，其移动平台平台(1)上安装有红外成像仪(2)、视频摄像机(3)、无线数传模块(4)、位置定位模块(5)、电机驱动模块(6)、直流电机(8)、红外成像仪及视频摄像机旋转轴(10)、DC/DC电源模块(12)和滚动轮(13)。红外成像仪(2)、视频摄像机(3)的视频输出端与无线数传模块(4)视频输入端连接，位置定位模块(5)与无线数传模块(4)数据输入端连接。轨道钢缆(9)的一端与系统供电电源(11)连接，并与滚动轮(13)滚动摩擦连接，系统供电电源通过滚动轮(13)两组4个相互绝缘的金属滚轮与DC/DC稳压电源模块(12)摩擦连接。位置传感器(7)等距离固定轨道钢缆(9)上。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种轨道式光伏方阵故障在线监测及精确定位装置。
背景技术
目前光伏电站在国家的政策激励下飞速发展，其规模越来越大。同时，发生故障几率也在增加，尤其如电缆接触不良、组件热班、汇流箱内器件发热等隐形故障很难及时发现和定位，而且故障持续时间长，光伏发电损失大，同时面临火灾发生的危险，如不及时处理则后果不堪设想。目前国内、外很多电站都有电站数据监控系统，由于监控点分布数量及测试精度的限制，很难对光伏方阵系统每个点精细化检测及定位(光伏方阵系统包含除储能、功率转换设备和负载之外的所有部分)，只能发现部分明显数据变化设备告警故障，或手持式红外成像仪不定时的检测发现问题，然而采用人工检查针对大型电站劳动强度大、而且不能做到每天相对实时精细化巡检。
实用新型内容
本实用新型的目的是克服现有检测装备对光伏方阵故障不能及时发现及快速定位的缺点，提出一种轨道式光伏方阵故障红外在线监测装置。
本实用新型利用光伏方阵因电气故障发热，与周边材料有着明显的温差的特点，采用红外成像方法对方阵进行检测。
本实用新型采用以下技术方案：
本实用新型轨道式光伏方阵故障红外成像在线监测装置由移动平台和轨道供电系统两部分组成，移动平台安装在轨道供电系统的轨道上。
所述的移动平台包括：平台、红外成像仪、视频摄像机、无线数传模块、位置定位模块、电机驱动模块、直流电机、红外成像仪及视频摄像机旋转轴、DC/DC稳压电源模块，以及滚动轮。所述的无线数传模块、位置定位模块、电机驱动模块、直流电机、红外成像仪及视频摄像机旋转轴、DC/DC稳压电源模块、滚动轮固定安装在平台上。其中红外成像仪和视频摄像机固定在红外成像仪及视频摄像机旋转轴上，红外成像仪和视频摄像机的视频输出端与无线数传模块的视频输入端连接。位置定位模块是一种非接触式位置定位模块，其输出端与无线数传模块的数据传输接口连接。所述的电机控制模块的数据传输接口分别与无线数传模块的数据传输接口和位置定位模块的数据传输接口连接，电机控制模块的输出端与直流电机的电源输入端连接；直流电机与金属滚轮机械连接，驱动金属滚轮，金属滚轮带动移动平台在电机控制模块控制下沿轨道钢缆往复移动。金属滚动轮由两组共4个相互绝缘的金属滚轮组成，每组2个滚动轮分别与DC/DC稳压电源模块的输入端连接，DC/DC稳压电源模块的输出端分别与红外成像仪、视频摄像机、无线数传模块、位置定位模块以及电机驱动模块的电源输入端连接，提供工作电源。
所述的轨道供电系统包括：位置传感器、轨道钢缆和系统供电电源。系统供电电源由光伏电站内电源提供，系统供电电源的输出端与轨道钢缆起始端连接，利用钢缆做导体，利用金属滚轮做电刷，系统供电电源的输出端与平台上DC/DC稳压电源模块的输入端连接，再经DC/DC稳压电源模块稳压后为移动平台上所有模块，以及红外成像仪、视频摄像机、直流电机供电。系统供电电源的输出端直接与轨道钢缆连接。轨道钢缆与移动平台的滚动轮滚动摩擦连接，通过滚动轮两组共4个相互绝缘的金属滚轮，分别与DC/DC稳压电源模块的正负输入端摩擦连接，对平台的DC/DC稳压电源模块提供直流电源。所述的位置传感器与轨道钢缆等距离固定连接。
本实用新型利用光伏电站每排组串/阵列相互平行安装的特点，在光伏组串/阵列的支架后面通过绝缘材料固定安装两根平行钢缆作为轨道钢缆，将所有光伏组串/阵列的支架串接一起，此时两根轨道钢缆一方面作为红外成像在线监测装置的移动轨道，另一方面还兼作对红外成像在线监测装置供电的导体。位置检测控制器、无线数传模块、直流电机及直流电机驱动器安装于平台上。红外成像仪、视频摄像机通过红外成像仪及视频摄像机旋转轴也安装于平台上。监控终端通过无线数传模块向电机控制模块发送命令，控制直流电机带动金属滚动轮拖动移动平台沿轨道钢缆往复移动，红外成像仪监测每块光伏组件、电缆，以及汇流箱的发热情况，一旦发现高热点，该红外成像在线监测装置停止移动，通过位置定位模块和位置传感器精确定位，定位精度到每块光伏组件，电缆定位到某米，之后红外成像仪聚焦高温点，视频摄像头对该高温点处进行视频监测，同时定位。红外成像及视频图像数据通过无线数传模块上传到监控终端，提供监控终端高温点做成因数据分析。当移动平台移动到终点时，红外成像仪、视频摄像机旋转轴自动翻转，红外成像仪、视频摄像机对光伏组串/阵列的另一面进行监测，实现组串/阵列正反两面监测，避免由于电缆的接触不良、光伏组件的故障、过热引起的火灾发生，给光伏电站提供快速直观监测的手段。
本实用新型具有以下优点：
1.实现光伏方阵隐形故障监测及定位；
2.循环实时组串/阵列正反两面监测；
3.故障数据报警、图像显示；
4.可远程可视操控平台。
附图说明
图1为本实用新型轨道式光伏方阵故障红外在线监测装置结构示意图；
图2为本实用新型轨道式光伏方阵故障红外在线监测装置电气连接示意图；
图3为本实用新型轨道式光伏方阵故障红外在线监测装置轨道、移动平台与系统电源相对位置示意图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型轨道式光伏方阵故障红外成像在线监测装置由移动平台和轨道供电系统两部分组成，移动平台安装在轨道供电系统的轨道上。
所述的移动平台包括：平台1、红外成像仪2、视频摄像机3、无线数传模块4、位置定位模块5、电机驱动模块6、直流电机8、红外成像仪及视频摄像机旋转轴10、DC/DC稳压电源模块12，以及滚动轮13。所述的无线数传模块4、位置定位模块5、电机驱动模块6、直流电机8、红外成像仪及视频摄像机旋转轴10、DC/DC稳压电源模块12、滚动轮13固定安装在平台1上。所述的红外成像仪2、视频摄像机3固定在红外成像仪及视频摄像机旋转轴10上，红外成像仪2和视频摄像机3的视频输出信号与无线数传模块4视频输入连接，位置定位模块5是一种非接触式位置定位模块，位置定位模块5其输出端与无线数传模块4的数据传输接口连接。所述的电机控制模块6的数据传输接口分别与无线数传模块4的数据传输接口和位置定位模块5的数据传输接口连接，电机控制模块6的输出端与直流电机8的电源输入端连接，直流电机8与金属滚轮13机械连接，驱动金属滚轮，金属滚轮带动移动平台1在电机控制模块6控制下沿轨道钢缆往复移动。金属滚动轮13由两组共4个相互绝缘的金属滚轮组成，每组2个滚动轮分别与DC/DC稳压电源模块12的输入端连接，DC/DC稳压电源模块12的输出端分别与红外成像仪2、视频摄像机3、无线数传模块4、位置定位模块5以及电机驱动模块6的电源输入端连接，提供工作电源。所述的轨道供电系统包括：位置传感器7、轨道钢缆9和系统供电电源11。
系统供电电源11的输出端直接与轨道钢缆9连接。轨道钢缆9与移动平台1上的滚动轮13滚动摩擦连接，通过滚动轮13两组共4个相互绝缘的金属滚轮13，分别与DC/DC稳压电源模块12的正负输入端摩擦连接，对平台的DC/DC稳压电源模块12提供直流电源。所述的位置传感器7与轨道钢缆9等距离固定连接。
本实用新型的工作原理如下：由于光伏组串/阵列的组件安装分为正面，即接受阳光的一面，和反面，即背板，电缆及接线盒都置于反面，而两面都有可能发生故障，所以需要对光伏组串/阵列进行正反两面监测。移动平台1在轨道钢缆9沿一个方向运动时，红外成像仪2和视频摄像机3只能监测前排组串/方阵的反面或后排组串/方阵的正面，只有移动平台1到达轨道钢缆9两个终点时，移动平台1上的红外成像仪及视频摄像机旋转轴10旋转改变方向，此时监测面与旋转前的面相反。具体的工作原理如下：
首先系统供电电源11由光伏电站内电源提供，利用钢缆9做导体经移动平台上DC/DC稳压模块稳压后，在为平台1上所有模块供电。即系统供电电源11与轨道钢缆9的一端连接，并通过滚动轮13与轨道钢缆9摩擦为移动平台1上的DC/DC电源模块12提供直流电源。再由DC/DC稳压电源模块12输出稳压电源为移动平台上的所有模块供电。在移动平台上，固定在平台1上的电机驱动模块6的输出端与直流电机8连接。电机驱动模块6通过无线数传模块4接收监控终端命令，驱动直流电机8带动4个滚动轮13沿轨道钢缆9前后运动，同时红外成像仪2、视频摄像机3通过红外成像仪及视频摄像机旋转轴10同步对方阵进行摄像分析，位置定位模块5实时检测位置传感器7确定行进位置，并通过无线数传模块4实时将图像、报警、定位数据上传到监控中心。
当移动平台在轨道供电系统上运行到两个端点时，红外成像仪2、视频摄像机3通过红外成像仪及视频摄像机旋转轴10旋转，使红外成像仪2视频摄像机3摄像角度改变，对光伏组串/阵列另一面监测，实现光伏组串/阵列正、反面监测。
Claims (2)
1.一种轨道式光伏方阵故障红外成像在线监测装置，其特征在于，所述轨道式光伏方阵故障红外在线监测装置由移动平台和轨道供电系统两部分组成，移动平台安装在轨道供电系统的轨道上；所述的移动平台包括：平台(1)、红外成像仪(2)、视频摄像机(3)、无线数传模块(4)、位置定位模块(5)、电机驱动模块(6)、直流电机(8)、红外成像仪、视频摄像机旋转轴(10)、DC/DC稳压电源模块(12)，以及滚动轮(13)；所述的无线数传模块(4)、位置定位模块(5)、电机驱动模块(6)、直流电机(8)、红外成像仪及视频摄像机旋转轴(10)、DC/DC稳压电源模块(12)，以及滚动轮(13)固定安装在平台(1)上；
所述的红外成像仪(2)和视频摄像机(3)固定在红外成像仪及视频摄像机旋转轴(10)上，红外成像仪(2)和视频摄像机(3)的视频输出信号与无线数传模块(4)视频输入连接；位置定位模块(5)的输出端与无线数传模块(4)的数据传输接口连接；
所述的电机控制模块(6)的数据传输接口分别与无线数传模块(4)的数据传输接口和位置定位模块(5)的数据传输接口连接；电机控制模块(6)的输出端与直流电机(8)的电源输入端连接，直流电机(8)与金属滚轮(13)机械连接，驱动金属滚轮，金属滚轮带动移动平台(1)在电机控制模块(6)控制下沿轨道钢缆往复移动；金属滚动轮(13)由两组共4个相互绝缘的金属滚轮组成，每组2个滚动轮；每组滚动轮与DC/DC稳压电源模块(12)的输入端连接，DC/DC稳压电源模块(12)的输出端分别与红外成像仪(2)、视频摄像机(3)、无线数传模块(4)、位置定位模块(5)以及电机驱动模块(6)的电源输入端连接，提供工作电源；
所述的轨道供电系统包括：位置传感器(7)、轨道钢缆(9)和系统供电电源(11)；系统供电电源(11)的输出端直接与轨道钢缆(9)连接；轨道钢缆(9与移动平台(1)上的滚动轮(13)滚动摩擦连接，通过滚动轮(13)两组共4个相互绝缘的金属滚轮(13)，分别与DC/DC稳压电源模块(12)的正负输入端摩擦连接，对平台的DC/DC稳压电源模块(12)提供直流电源。
2.按照权利要求1所述的轨道式光伏方阵故障红外成像在线监测装置，其特征在于，所述的位置传感器(7)与轨道钢缆(9)等距离固定连接。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104646340A (zh) * | 2015-03-09 | 2015-05-27 | 武汉理工大学 | 一种光伏阵列自检测清洁装置 |
| CN104899936A (zh) * | 2015-06-16 | 2015-09-09 | 深圳市联翼风电技术有限公司 | 一种基于图像识别的光伏组件故障提示方法及系统 |
| CN110190812A (zh) * | 2019-05-20 | 2019-08-30 | 上海道口材料科技有限公司 | 面向绿色资产评估的高空光伏阵列缺陷检测方法及系统 |
| CN112154999A (zh) * | 2019-12-28 | 2021-01-01 | 马骏 | 一种用于喷灌机的植保系统 |
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