一种光伏电厂环境监测与污染物检测分析系统

技术领域

本发明涉及光伏电厂技术领域，更具体的是涉及一种光伏电厂环境监测与污染物检测分析系统。

背景技术

近年来，随着光伏电站大规模建设，光伏并网容量迅猛增加，而光伏发电的不可控性对电网稳定造成较大冲击。除光能自然资源的不可控性外，其中较为严重的一类是光伏板污染物对光伏发电造成的影响；；而且，光伏板污染物的类型多样，造成的影响和危害也不尽相同，例如光伏板灰尘积累直接降低转换效率，遮挡物影响太阳能吸收能力，并易形成光伏板热斑效应，一些具有腐蚀性的污染物，例如鸟类粪便对光伏板造成腐蚀危害，不及时发现及清理，对太阳能电池板寿命造成极大危害，严重影响光伏发电经济性；其次由于光伏发电是利用光能进而发电，因而使得对环境的监测十分重要；

在现有技术中，二者通常不被相提并论；且现有检测中仅对幅度值进行检测，检测手段过于单一，不能充分展示出环境及污染物的状况；因此如何实现光伏电厂的环境和污染物联动检测分析就成为本技术领域待于解决的问题。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供如下技术方案：

一种光伏电厂环境监测与污染物检测分析系统，包括：

环境监测模块，其设置于光伏电厂内的环境测点处，用于获取电厂内的环境数据；

污染物检测模块，其设置于光伏板表面和所述环境测点处，用于获取电厂区域内污染物数据；

数据整合模块，其与所述环境监测模块和所述污染物检测模块信号连接，用于对环境数据和污染物数据进行接收、分类及存储；

分析模块，其与所述数据整合模块连接，用于对环境数据和污染物数据进行分析，生成分析结果。

优选的，在上述一种光伏电厂环境监测与污染物检测分析系统中，所述环境监测模块包括：

支撑装置，其设置于所述环境测点处，用于对检测设备进行固定；

太阳能辐照检测单元，其设置于所述支撑装置上，用于获取所述环境测点处的太阳能辐照数据；

地形检测单元，其设置于所述支撑装置上；所述地形检测单元设置有扫描仪，用于获取所述环境测点周围的地形数据；

气象检测单元，其设置于所述支撑装置上，用于获取所述环境测点范围内的气象数据；

数据收集装置一，其与所述太阳能辐照检测单元、所述地形检测单元和所述气象检测单元连接，用于对上述数据进行收集打包；

通信装置一，其与所述数据收集装置一连接，用于传输打包好的数据。

优选的，在上述一种光伏电厂环境监测与污染物检测分析系统中，所述污染物检测模块包括：

图像扫描单元，其设置于所述光伏板上，用于拍摄及扫描光伏板表面图像；

图像分析单元，其与所述图像扫描单元连接，用于对图像进行预处理，生成预处理信息；

温湿度检测单元，其设置于所述支撑装置上，用于获取所述环境测点范围内的温度数据和湿度数据；

沙尘含量检测单元，其设置于所述支撑装置上，用于获取所述环境测点范围内的沙尘浓度数据；

数据收集装置二，其与所述图像分析单元、所述温湿度检测单元和所述沙尘含量检测单元连接，用于对上述数据进行收集打包；

通信装置二，其与所述数据收集装置二连接，用于传输打包好的数据。

优选的，在上述一种光伏电厂环境监测与污染物检测分析系统中，所述图像分析单元的预处理过程包括：

步骤一，建立数据库，所述数据库与所述图像采集单元连接，获取并存储拍摄的图像；

步骤二，在所述数据库中插入光伏板无污染图像作为样板，插入各类污染物形状阈值、流动性阈值及温度阈值作为对比数据；将拍摄的图像与样板图像进行对比，生成二者的符合程度数据，人为限定符合程度数据的数值；

步骤三，符合限定程度的图像由数据库自动抹除，对不符合的图像进行扫描处理，获取污染物的形状数据、流动性数据及温度数据；

步骤四，将污染物的形状、流动性及温度数据与预设的各类污染物形状阈值、流动性阈值及温度阈值进行对比，生成所述预处理信息。

优选的，在上述一种光伏电厂环境监测与污染物检测分析系统中，所述数据整合模块包括：

数据接收单元，其与所述通信装置一和所述通信装置二连接，用于接收太阳能辐照数据、地形数据、气象数据、预处理信息、温度数据、湿度数据和沙尘浓度数据；

整合单元，其与所述数据接收单元连接；所述整合单元将上述数据按检测时间进行排序，对在同一时间的数据进行整合，整合为以该时间命名的数据集合；

存储单元，其与所述整合单元连接；所述存储单元内设置有识别装置，根据不同的时间来区分数据集合，并将区分后的数据集合存储在不同的位置。

优选的，在上述一种光伏电厂环境监测与污染物检测分析系统中，所述分析模块包括：

辐照度评估单元，其与所述存储单元连接，所述辐照度评估单元内预设辐照阈值，将太阳能辐照数据与预设辐照阈值进行对比，生成分析结果一；

地形评估单元，其与所述存储单元连接，所述地形评估单元内预设地形阈值，将地形数据与预设地形阈值进行对比，生成分析结果二；

气象评估单元，其与所述存储单元连接，所述气象评估单元内预设气象阈值，将气象数据与预设气象阈值进行对比，生成分析结果三；

污染物类型评估单元，其与所述存储单元连接，所述污染物类型评估单元内预设类型阈值，将预处理信息与预设类型阈值进行对比，生成分析结果四；

温湿度评估单元，其与所述存储单元连接，所述温湿度评估单元内预设温度阈值和湿度阈值，将温度数据和湿度数据分别与预设温度阈值和预设湿度阈值进行对比，生成分析结果五；

沙尘浓度评估单元，其与所述存储单元连接，所述沙尘浓度评估单元内预设浓度阈值，将沙尘浓度数据与预设浓度阈值进行对比，生成分析结果六。

优选的，在上述一种光伏电厂环境监测与污染物检测分析系统中，还包括显示模块，其与所述分析模块连接，用于以图像的方式显示分析结果一、分析结果二、分析结果三、分析结果四、分析结果五和分析结果六；所述显示模块设置有趋势描述单元，用于将上述分析结果按照时间顺序排列，绘画出各参数的趋势图。

优选的，在上述一种光伏电厂环境监测与污染物检测分析系统中，还包括处理模块：

清扫装置，其设置于所述光伏板上，与所述分析模块连接，用于根据分析结果清扫所述光伏板表面的污染物；

降尘装置，其设置有多个，分散设置于光伏电厂内，与所述分析模块连接，用于根据分析结果降低空气中的沙尘浓度；

报警单元，其与所述分析模块连接，用于根据分析结果对人员发出警报信息。

优选的，在上述一种光伏电厂环境监测与污染物检测分析系统中，所述警报信息设置有不同级别，按分析结果的严重程度触发不同级别的警报信息。

优选的，在上述一种光伏电厂环境监测与污染物检测分析系统中，所述气象检测单元与当地气象站互联，通过获取当地气象站的天气预报形成气象数据

经由上述的技术方案可知，本申请与现有技术相比，其有益效果在于：

1、本发明较现有技术手段增加了地形检测、气象检测及温湿度检测，增强了对光伏电厂环境和污染物检测的多样性；

2、本发明通过拍摄光伏板表面的污染物，再识别污染物的类别并针对不同类别进行处理，实现了污染物的及时处理，避免进一步损害光伏板；

3、本发明通过显示模块对分析结果进行计算绘图，使得管理者能够更清楚光伏电厂内环境和污染物的状况，并通过图像能够推断污染趋势，提高了电厂的效率。

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地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1是本发明系统流程图；

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，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。下面将结合本发明实施例中的附图，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。

在本发明中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明的限制。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

实施例1

在一个实施例中，请参阅图1，一种光伏电厂环境监测与污染物检测分析系统，其特征在于，包括：

环境监测模块，其设置于光伏电厂内的环境测点处，用于获取电厂内的环境数据；

污染物检测模块，其设置于光伏板表面和环境测点处，用于获取电厂区域内污染物数据；

数据整合模块，其与环境监测模块和污染物检测模块信号连接，用于对环境数据和污染物数据进行接收、分类及存储；

分析模块，其与数据整合模块连接，用于对环境数据和污染物数据进行分析，生成分析结果。

上述实施例的原理是：有机联合了环境监测和污染物检测，设定检测点，针对二者进行分析。

上述实施例的有益效果是：实现了对光伏电厂内环境和污染物的全方面覆盖式检测。

实施例2

在一个实施例中，请参阅图1，一种光伏电厂环境监测与污染物检测分析系统，环境监测模块包括：支撑装置，其设置于环境测点处，用于对检测设备进行固定；太阳能辐照检测单元，其设置于支撑装置上，用于获取环境测点处的太阳能辐照数据；地形检测单元，其设置于支撑装置上；地形检测单元设置有扫描仪，用于获取环境测点周围的地形数据；气象检测单元，其设置于支撑装置上，用于获取环境测点范围内的气象数据；数据收集装置一，其与太阳能辐照检测单元、地形检测单元和气象检测单元连接，用于对上述数据进行收集打包；通信装置一，其与数据收集装置一连接，用于传输打包好的数据；其中，支撑装置优选具备例如防摇晃、防水防雾、可拆卸可固定的防护部件实现，太阳能辐照检测单元、地形检测单元、气象检测单元、数据收集装置一以及通信装置一皆为现有技术手段，其中通信装置一优选无线传输装置；

污染物检测模块包括：图像扫描单元，其设置于光伏板上，用于拍摄及扫描光伏板表面图像；图像分析单元，其与图像扫描单元连接，用于对图像进行预处理，生成预处理信息；温湿度检测单元，其设置于支撑装置上，用于获取环境测点范围内的温度数据和湿度数据；沙尘含量检测单元，其设置于支撑装置上，用于获取环境测点范围内的沙尘浓度数据；；数据收集装置二，其与图像分析单元、温湿度检测单元和沙尘含量检测单元连接，用于对上述数据进行收集打包；通信装置二，其与数据收集装置二连接，用于传输打包好的数据；其中，图像扫描单元优选高清防水拍摄装置，固定于光伏板一角，由斜上方拍摄光伏板表面图像，沙尘含量检测单元、温湿度检测单元皆为现有技术手段；

其中，图像分析单元的预处理过程包括：

步骤一，建立数据库，数据库与图像采集单元连接，获取并存储拍摄的图像；

步骤二，在数据库中插入光伏板无污染图像作为样板，插入各类污染物形状阈值、流动性阈值及温度阈值作为对比数据；将拍摄的图像与样板图像进行对比，生成二者的符合程度数据，人为限定符合程度数据的数值；

步骤三，符合限定程度的图像由数据库自动抹除，对不符合的图像进行扫描处理，获取污染物的形状数据、流动性数据及温度数据；

步骤四，将污染物的形状、流动性及温度数据与预设的各类污染物形状阈值、流动性阈值及温度阈值进行对比，生成预处理信息。

上述实施例的有益效果是：实现了对光伏电厂内部环境的检测，还设置了针对地形及气象的检测，拓展了电厂环境监测的多样性；通过对光伏板表面进行拍摄分析，与不同类别的阈值进行对比，实现了对污染物类别的锁定，更好的帮助处理人进行处理操作；其次，通过分批次的样板对比和阈值对比能够降低处理器的负荷，加快分析的速度。

在一个实施例中，图像分析单元的预处理过程还具备图像降噪、深度学习以及污染程度区分功能。

上述技术方案的有益效果是：实现了全自动分析的效果。

实施例3

在一个实施例中，请参阅图1，一种光伏电厂环境监测与污染物检测分析系统，数据整合模块包括：数据接收单元，其与通信装置一和通信装置二连接，用于接收太阳能辐照数据、地形数据、气象数据、预处理信息、温度数据、湿度数据和沙尘浓度数据；整合单元，其与数据接收单元连接；整合单元将上述数据按检测时间进行排序，对在同一时间的数据进行整合，整合为以该时间命名的数据集合；存储单元，其与整合单元连接；存储单元内设置有识别装置，根据不同的时间来区分数据集合，并将区分后的数据集合存储在不同的位置；

分析模块包括：辐照度评估单元，其与存储单元连接，辐照度评估单元内预设辐照阈值，将太阳能辐照数据与预设辐照阈值进行对比，生成分析结果一；地形评估单元，其与存储单元连接，地形评估单元内预设地形阈值，将地形数据与预设地形阈值进行对比，生成分析结果二；气象评估单元，其与存储单元连接，气象评估单元内预设气象阈值，将气象数据与预设气象阈值进行对比，生成分析结果三；污染物类型评估单元，其与存储单元连接，污染物类型评估单元内预设类型阈值，将预处理信息与预设类型阈值进行对比，生成分析结果四；温湿度评估单元，其与存储单元连接，温湿度评估单元内预设温度阈值和湿度阈值，将温度数据和湿度数据分别与预设温度阈值和预设湿度阈值进行对比，生成分析结果五；沙尘浓度评估单元，其与存储单元连接，沙尘浓度评估单元内预设浓度阈值，将沙尘浓度数据与预设浓度阈值进行对比，生成分析结果六；

其中，对比过程包括：

设太阳能辐照数据为A，预设辐照阈值矩阵为A0(A1，A2)，其中A1为第一辐照范围，A2为第二辐照范围；

当A≤A1时，分析结果一为光照条件差；

当A1

当A>A2时，分析结果一为光照条件优秀；

设地形数据为B，预设地形阈值矩阵为B0(B1，B2)，其中B1为第一地形范围，B2为第二地形范围；

当B≤B1时，分析结果二为地形条件差；

当B1

当B>B2时，分析结果二为地形条件优秀；

设气象数据为C，预设气象阈值矩阵为C0(C1，C2)，其中C1为第一气象范围，C2为第二气象范围；

当C≤C1时，分析结果三为气象条件差；

当C1

当C>C2时，分析结果三为气象条件优秀；

设温湿度数据为D，预设温湿度阈值矩阵为D0(D1，，D2)，其中D1为第一温湿度范围，D2为第二温湿度范围；

当D≤D1时，分析结果五为温湿度条件差；

当D1

当D>D2时，分析结果五为温湿度条件优秀；

设沙尘浓度数据为E，预设浓度阈值矩阵为E0(E1，E2)，其中E1为第一浓度范围，E2为第二浓度范围；

当E≤E1时，分析结果六为浓度条件差；

当E1

当E>E2时，分析结果六为浓度条件优秀；

具体的范围数值可由管理者设定。

上述实施例的有益效果是：为管理者提供准确的判定规范，不同的规范方便管理者考虑是否需要人员介入，增强分析的准确性和可塑性。

实施例4

在一个实施例中，请参阅图1，一种光伏电厂环境监测与污染物检测分析系统，还包括显示模块，其与分析模块连接，用于以图像的方式显示分析结果一、分析结果二、分析结果三、分析结果四、分析结果五和分析结果六；显示模块设置有趋势描述单元，用于将上述分析结果按照时间顺序排列，绘画出各参数的趋势图。

上述实施例的有益效果是：为管理者提供趋势图，方便人员的提前部署，提高电厂效率。

实施例5

在一个实施例中，请参阅图1，一种光伏电厂环境监测与污染物检测分析系统，还包括处理模块：

清扫装置，其设置于光伏板上，与分析模块连接，用于根据分析结果清扫光伏板表面的污染物；

降尘装置，其设置有多个，分散设置于光伏电厂内，与分析模块连接，用于根据分析结果降低空气中的沙尘浓度；

其中清扫装置和降尘装置为现有技术手段，清扫装置优选毛刷和喷水机构共同实现，降尘装置优选高压水枪喷射水雾使空气中的灰尘沉淀；

报警单元，其与分析模块连接，用于根据分析结果对人员发出警报信息；

其中，警报信息设置有不同级别，按分析结果的严重程度触发不同级别的警报信息。

上述实施例的有益效果是：实现检测分析后的快速处理，避免人员到场浪费时间对光伏电厂的损失。

实施例6

在一个实施例中，请参阅图1，一种光伏电厂环境监测与污染物检测分析系统，气象检测单元与当地气象站互联，通过获取当地气象站的天气预报形成气象数据。

上述实施例的有益效果是：避免了气象检测单元出现故障的问题，直接与当地气象组织联合，进而获得更准确的气象数据。

需要说明的是，上述实施例提供的系统，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，在实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块来完成，即将本发明实施例中的模块或者步骤再分解或者组合，例如，上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。对于本发明实施例中涉及的模块、步骤的名称，仅仅是为了区分各个模块或者步骤，不视为对本发明的不当限定。

术语“包括”或者任何其它类似用语旨在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备/装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其它要素，或者还包括这些过程、方法、物品或者设备/装置所固有的要素。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内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使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，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，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。