[实用新型]一种太阳能光伏板积灰在线监测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种太阳能光伏板积灰在线监测装置。

背景技术

随着中国梦带动的经济发展，电力需求越来越大，而煤、石油等传统能源消耗殆尽，新能源的发展迫在眉睫。太阳能光伏发电是新能源发展中尤为突出的一项，也是以后主要的电力来源。然而太阳能光伏板的光电转换效率受积灰影响极为严重，积灰浓度从0逐步增加到4g/m2，仿真结果显示随着积灰浓度的增加，光伏输出功率受到明显的限制，单体最大功率点下降幅度分别为7.51％、13.27％、18.16％、22.24％。，某30kW光伏工程项目运行数据统计结果显示经清洁后光伏组件的输出效率有明显的提升，平均效率提高1.57％。可见积灰的在线监测及清洁是太阳能发电途径的重要一环，从根本上决定了未来发电方式的导向。而现在只依靠专家的经验来判断积灰清理的时间，这种有人为因素干预的方式的准确性有待考究，不具有可靠性，所以通过在线监测系统对积灰监测，并考虑到光伏板的安装方式、气候条件、安装地点，来确定积灰清理的时间是极其有必要的。

随着计算机技术的发展，图像技术已经应用到各个领域，并取得了飞速的发展，目前已经进入全面应用的新时代，形成了一门综合性的新学科。随着计算机视觉理论和模式识别研究的不断发展，遥感图像分析、视频监控系统已经广泛应用于各种工业现场中了。然而这些并不具有对图像进行相关分析和计算的功能。

实用新型内容

本实用新型解决的技术问题在于提供一种基于图像颜色提取技术的太阳能光伏板积灰在线监测系统，针对图像颜色的RGB参数进行学习训练，符合电力系统的可靠性、及时性、准确性的运行要求，安全方便，为实现上述实用新型的目的可以通过以下技术方案实现本实用新型采用如下技术方案：

一种太阳能光伏板积灰在线监测装置，其特征在于该装置包括中心监控工控机(1)、数据库(2)，数据报警系统(3)，多通道数据采集卡(4)，CCD摄像机(5)，环境温度传感器(6)，太阳能光伏板温度传感器(7)，光照幅度传感器(8)和太阳能光伏板(9)；

所述中心监控工控机(1)分别与数据库(2)和多通道数据采集卡(4)相连，并能够进行数据的交换；所述CCD摄像机(5)，环境温度传感器(6)，太阳能光伏板温度传感器(7)和光照幅度传感器(8)收集的数据通过多通道数据采集卡(4)经传输网络传输至中心监控工控机(1)，所述CCD摄像机(5)，环境温度传感器(6)，太阳能光伏板温度传感器(7)，光照幅度传感器(8)通过太阳能光伏板(9)提供能量；所述数据报警系统(3)连接中心监控工控机(1)。

所述中心监控工控机(1)含有键盘(10)和显示器(11)。

所述中心监控工控机(1)含有拍照图像调用模块、图像处理模块、分析计算功能及检测预警模块；所述的拍照图像调用模块、图像处理模块及检测预警模块通过组态软件实现。

所述拍照图像调用模块采用MATLAB进行调用。

所述的图像处理模块是通过MATLAB对图像颜色值的R、G、B参数及其中心距进行计算及分析。

所述的MATLAB软件通过组态软件调用。

一种采用前所述的装置进行太阳能光伏板积灰在线监测的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、设定标识点；在太阳能光伏板(9)正前方设置标示点，在标示点处布置CCD摄像机(5)；

步骤二、在光照幅度为200-1200W/m²的光照幅度下进行图像采集；

步骤三、将CCD摄像机(5)所采集视频传输到中心监控工控机(1)同时记录实时环境温度、太阳能光伏板温度、光照幅度；

步骤四、测量光伏板面安装倾斜角度；

步骤五、中心监控工控机内的MATLAB程序按照设置的频率在视频中截取图像，并实时在线计算所截取图像颜色值的R(红)、G(绿)、B(蓝)中的参数R、G、B分量；

步骤六、利用大数据理论，基于太阳能光伏板积灰图像RGB参数和发电效率的实验数据，构建其RGB参数与发电效率间定量关联计算模型；

步骤七、依据所建立的太阳能光伏板积灰图像RGB参数与发电效率间的定量关联计算模型，当CCD摄像机实时传入太阳能光伏板积灰视频，中心监控工控机可在线计算出图像的RGB参数，进而实时在线计算出太阳能光伏板发电效率；

步骤八、基于监测的太阳能光伏板温度值，依据太阳能光伏板功率温度系数，将发电效率修正为标准测试温度(或电池额定工作温度)所对应的数值，将该数值与标准测试条件(或电池额定工作温度条件)下的发电效率比对，得出太阳能光伏板积灰状态参数。