本發(fā)明涉及一種光伏電站積塵處理方法。

背景技術(shù)：

1、光伏發(fā)電作為一種清潔、可再生的能源形式，在地區(qū)得到了廣泛應(yīng)用。地區(qū)因其獨(dú)特的地理環(huán)境和氣候條件，為光伏發(fā)電提供了豐富的太陽(yáng)能資源。然而，這些地區(qū)同時(shí)也面臨著嚴(yán)峻的自然環(huán)境挑戰(zhàn)，如強(qiáng)風(fēng)、沙塵暴、紫外線(xiàn)輻射強(qiáng)等，這些因素對(duì)光伏電站的運(yùn)行效率和穩(wěn)定性產(chǎn)生了顯著影響。

2、光伏電站在長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中，光伏板表面容易積聚灰塵、沙塵等顆粒物，這些沉積物不僅遮擋了光伏板表面，減少了太陽(yáng)光的入射量，還可能導(dǎo)致光伏板溫度升高，進(jìn)一步影響發(fā)電效率。特別是在地區(qū)，由于氣候干燥、風(fēng)沙大，光伏板表面積塵問(wèn)題更為突出。因此，如何有效處理光伏板積塵，成為保障光伏電站高效穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵問(wèn)題。

3、傳統(tǒng)的光伏板積塵處理方法大多依賴(lài)于人工清洗，這種方法不僅勞動(dòng)強(qiáng)度大、效率低，而且難以實(shí)現(xiàn)對(duì)所有光伏板的全面覆蓋和及時(shí)清洗。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種光伏電站積塵處理方法，以解決上述背景技術(shù)中提出的問(wèn)題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種光伏電站積塵處理方法，包括以下步驟：

3、利用搭載在openmv平臺(tái)上的紅外熱成像模塊采集光伏板的紅外圖像；

4、對(duì)采集到的紅外圖像進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，獲取光伏板溫度分布圖像，并標(biāo)記溫度異常區(qū)域；

5、通過(guò)搭載在openmv平臺(tái)上的光學(xué)成像模塊采集光伏板表面的積塵圖像；

6、對(duì)積塵圖像進(jìn)行圖像預(yù)處理，包括灰度化、增強(qiáng)、二值化、濾波和畸變矯正；

7、采用基于形態(tài)學(xué)梯度的邊緣檢測(cè)算法對(duì)預(yù)處理后的圖像進(jìn)行邊緣檢測(cè)，確定沉積物的輪廓，以檢測(cè)沉積物分布；

8、通過(guò)wifi模塊將處理后的圖像傳輸?shù)绞謾C(jī)端的app，以便實(shí)時(shí)查看光伏板的工作狀態(tài)及積塵情況；

9、當(dāng)檢測(cè)到光伏板表面存在大面積積塵或異常溫度區(qū)域時(shí)，通過(guò)手機(jī)端app遠(yuǎn)程操控連接的除塵設(shè)備，對(duì)指定光伏組件進(jìn)行定點(diǎn)除塵處理。

10、進(jìn)一步的，所述紅外圖像的處理包括以下步驟：

11、設(shè)置特定溫度值區(qū)間；

12、采集紅外熱成像圖像；

13、計(jì)算色塊溫度；

14、檢測(cè)目標(biāo)溫度是否在設(shè)定閾值區(qū)間，若在，則標(biāo)記特定溫度區(qū)域，并輸出圖像。

15、進(jìn)一步的，所述圖像預(yù)處理中的圖像增強(qiáng)采用線(xiàn)性變換的方法，對(duì)光伏板圖像進(jìn)行灰度值變換，使圖像的明暗對(duì)比更加明顯，對(duì)比度得到增強(qiáng)；

16、圖像二值化采用全局固定閾值算法或自適應(yīng)閾值算法，將圖像中的灰度信息分成兩部分，處在閾值范圍內(nèi)的像素值全部變成白色，處在閾值范圍外的全部變成黑色；

17、圖像濾波采用中值濾波算法，對(duì)二值化后的圖像進(jìn)行處理，以濾除噪聲；

18、圖像畸變矯正包括旋轉(zhuǎn)校正和畸變矯正，通過(guò)建立函數(shù)關(guān)系進(jìn)行坐標(biāo)校正，得到正視的圖像，并對(duì)廣角鏡頭帶來(lái)的桶形畸變進(jìn)行矯正，得到平滑的符合視覺(jué)特性的畸變矯正圖像。

19、進(jìn)一步的，還包括一個(gè)基于matlab的檢測(cè)平臺(tái)，該平臺(tái)用于對(duì)采集的原始圖像進(jìn)行更加細(xì)致精確的處理，具體包括：

20、設(shè)計(jì)專(zhuān)門(mén)的gui界面，利用matlab將檢測(cè)需要用到的圖像處理算法打包封裝，只輸出圖像結(jié)果，使得檢測(cè)結(jié)果的顯示更加簡(jiǎn)潔直觀(guān)；

21、通過(guò)gui界面讀取圖像、處理圖像以及顯示積塵量，計(jì)算光伏板表面沉積物的遮蔽面積；

22、與決策系統(tǒng)及除塵設(shè)備連接，及時(shí)反饋異常或決策選項(xiàng)信息，并控制除塵設(shè)備的運(yùn)行。

23、進(jìn)一步的，所述除塵設(shè)備包括除塵機(jī)器人，該機(jī)器人能夠根據(jù)手機(jī)端app或matlab檢測(cè)平臺(tái)發(fā)出的指令，自動(dòng)導(dǎo)航至指定光伏組件位置，進(jìn)行精確的除塵作業(yè)。

24、進(jìn)一步的，所述除塵設(shè)備還包括自動(dòng)識(shí)別與定位系統(tǒng)，能夠自動(dòng)識(shí)別光伏組件的具體位置并確認(rèn)其積塵狀態(tài)，以便在接收到除塵指令時(shí)快速準(zhǔn)確地進(jìn)行除塵作業(yè)

25、進(jìn)一步的，還包括利用matlab平臺(tái)搭建的檢測(cè)平臺(tái)對(duì)光伏板圖像進(jìn)行精細(xì)化處理的功能，該平臺(tái)通過(guò)圖形用戶(hù)界面實(shí)現(xiàn)圖像的讀取、處理及結(jié)果顯示，能夠直觀(guān)展示光伏板表面的積塵情況，并計(jì)算積塵對(duì)光伏板光照接收能力的遮蔽面積比例。

26、進(jìn)一步的，所述matlab檢測(cè)平臺(tái)通過(guò)gui界面提供用戶(hù)交互功能，允許用戶(hù)根據(jù)處理后的圖像結(jié)果直接觸發(fā)除塵指令，控制連接的除塵設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)或手動(dòng)除塵作業(yè)。

27、進(jìn)一步的，該方法還包括一個(gè)智能管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)集成光伏板狀態(tài)監(jiān)測(cè)、積塵檢測(cè)、除塵控制及數(shù)據(jù)處理功能于一體，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控光伏電站的運(yùn)行狀態(tài)，智能分析積塵情況，并自動(dòng)調(diào)度除塵設(shè)備進(jìn)行維護(hù)，以提高光伏電站的發(fā)電效率和運(yùn)行穩(wěn)定性。

28、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

29、通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)光伏板表面的積塵情況，并及時(shí)進(jìn)行定點(diǎn)除塵處理，有效減少了灰塵、沙塵等顆粒物對(duì)光伏板表面光照接收能力的遮擋，從而提高了光伏電站的發(fā)電效率；

30、相比傳統(tǒng)的人工清洗方式，自動(dòng)化、智能化的積塵處理方法大大降低了人力成本和勞動(dòng)強(qiáng)度；同時(shí)，通過(guò)精確的定點(diǎn)除塵，減少了不必要的清洗工作，進(jìn)一步降低了維護(hù)成本；

31、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)光伏板的溫度分布，并標(biāo)記溫度異常區(qū)域，有助于及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在的熱斑效應(yīng)等問(wèn)題，從而避免了因溫度過(guò)高導(dǎo)致的光伏板損壞或發(fā)電效率下降，提升了光伏電站的運(yùn)行穩(wěn)定性；

32、通過(guò)集成的智能管理系統(tǒng)，可以實(shí)時(shí)監(jiān)控光伏電站的運(yùn)行狀態(tài)，智能分析積塵情況，并自動(dòng)調(diào)度除塵設(shè)備進(jìn)行維護(hù)；這為用戶(hù)提供了豐富的決策支持信息，使得光伏電站的管理更加科學(xué)、高效；

33、地區(qū)擁有豐富的太陽(yáng)能資源，通過(guò)有效處理光伏板積塵問(wèn)題，可以充分發(fā)揮這些地區(qū)的能源優(yōu)勢(shì)，促進(jìn)可再生能源的廣泛應(yīng)用和可持續(xù)發(fā)展。

技術(shù)特征：

1.一種光伏電站積塵處理方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光伏電站積塵處理方法，其特征在于：所述紅外圖像的處理包括以下步驟：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光伏電站積塵處理方法，其特征在于：所述圖像預(yù)處理中的圖像增強(qiáng)采用線(xiàn)性變換的方法，對(duì)光伏板圖像進(jìn)行灰度值變換，使圖像的明暗對(duì)比更加明顯，對(duì)比度得到增強(qiáng)；

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光伏電站積塵處理方法，其特征在于：還包括一個(gè)基于matlab的檢測(cè)平臺(tái)，該平臺(tái)用于對(duì)采集的原始圖像進(jìn)行更加細(xì)致精確的處理，具體包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光伏電站積塵處理方法，其特征在于：所述除塵設(shè)備包括除塵機(jī)器人，該機(jī)器人能夠根據(jù)手機(jī)端app或matlab檢測(cè)平臺(tái)發(fā)出的指令，自動(dòng)導(dǎo)航至指定光伏組件位置，進(jìn)行精確的除塵作業(yè)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種光伏電站積塵處理方法，其特征在于：所述除塵設(shè)備還包括自動(dòng)識(shí)別與定位系統(tǒng)，能夠自動(dòng)識(shí)別光伏組件的具體位置并確認(rèn)其積塵狀態(tài)，以便在接收到除塵指令時(shí)快速準(zhǔn)確地進(jìn)行除塵作業(yè)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光伏電站積塵處理方法，其特征在于：還包括利用matlab平臺(tái)搭建的檢測(cè)平臺(tái)對(duì)光伏板圖像進(jìn)行精細(xì)化處理的功能，該平臺(tái)通過(guò)圖形用戶(hù)界面實(shí)現(xiàn)圖像的讀取、處理及結(jié)果顯示，能夠直觀(guān)展示光伏板表面的積塵情況，并計(jì)算積塵對(duì)光伏板光照接收能力的遮蔽面積比例。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光伏電站積塵處理方法，其特征在于：所述matlab檢測(cè)平臺(tái)通過(guò)gui界面提供用戶(hù)交互功能，允許用戶(hù)根據(jù)處理后的圖像結(jié)果直接觸發(fā)除塵指令，控制連接的除塵設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)或手動(dòng)除塵作業(yè)。

9.根據(jù)權(quán)利要求1—8任一項(xiàng)所述的一種光伏電站積塵處理方法，其特征在于：該方法還包括一個(gè)智能管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)集成光伏板狀態(tài)監(jiān)測(cè)、積塵檢測(cè)、除塵控制及數(shù)據(jù)處理功能于一體，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控光伏電站的運(yùn)行狀態(tài)，智能分析積塵情況，并自動(dòng)調(diào)度除塵設(shè)備進(jìn)行維護(hù)，以提高光伏電站的發(fā)電效率和運(yùn)行穩(wěn)定性。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種光伏電站積塵處理方法，包括以下步驟：對(duì)采集到的紅外圖像進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，通過(guò)搭載在OpenMV平臺(tái)上的光學(xué)成像模塊采集光伏板表面的積塵圖像；對(duì)積塵圖像進(jìn)行圖像預(yù)處理，采用基于形態(tài)學(xué)梯度的邊緣檢測(cè)算法對(duì)預(yù)處理后的圖像進(jìn)行邊緣檢測(cè)，確定沉積物的輪廓，以檢測(cè)沉積物分布；通過(guò)WIFI模塊將處理后的圖像傳輸?shù)绞謾C(jī)端的APP，以便實(shí)時(shí)查看光伏板的工作狀態(tài)及積塵情況；通過(guò)手機(jī)端APP遠(yuǎn)程操控連接的除塵設(shè)備，對(duì)指定光伏組件進(jìn)行定點(diǎn)除塵處理；通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)光伏板表面的積塵情況，并及時(shí)進(jìn)行定點(diǎn)除塵處理，有效減少了灰塵、沙塵等顆粒物對(duì)光伏板表面光照接收能力的遮擋，從而提高了光伏電站的發(fā)電效率。

技術(shù)研發(fā)人員：盧丹,高藝淵,張得濤,劉寧寧,梁恒偉
受保護(hù)的技術(shù)使用者：華能酒泉發(fā)電有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/26