[发明专利]基于图像处理的光伏阵列热斑检测方法和检测系统

说明书

本发明涉及一种基于图像处理的光伏阵列热斑检测方法和检测系统，该检测方法包括如下步骤：获取光伏阵列的红外影像；对光伏阵列的红外影像进行图像分割，得到其中的光伏组件的红外影像；根据光伏组件的红外影像中各像素点的像素值确定光伏组件的温度异常区域；根据温度异常区域内像素点的灰度均值得到其为热斑的第一概率值，根据温度异常区域的面积得到其为热斑的第二概率值，根据第一概率值和第二概率值得到该温度异常区域为热斑的最终概率值；判断温度异常区域为热斑的最终概率值是否大于设定概率值，如果大于，则判断该温度异常区域为热斑。本发明所提供的技术方案，能够解决现有技术中对光伏组件上光斑检测不准确的问题。

技术领域

本发明属于光伏阵列的热斑检测技术领域，具体涉及一种基于图像处理的光伏阵列热斑检测方法和检测系统。

背景技术

作为新兴的发电技术，太阳能发电技术在很多方面都要优于传统的发电技术。这种新技术不仅污染较低，而且还能够降低发电成本。光伏组件是由晶体硅太阳能电池板、超白布纹钢化玻璃、EVA、透明TPT背板以及铝合金边框组成的，是太阳能发电站中将太阳能转换为电能的主要设备。

光伏组件通常安装在地域开阔、阳光充足的地带，在长期使用中难免落上飞鸟、尘土、落叶等遮挡物，这些遮挡物在光伏组件上就形成了阴影，并且在大型光伏组件方阵中行间距不适合也能互相形成阴影。由于局部阴影的存在，光伏组件中某些电池单片的电流、电压发生了变化，使光伏组件局部电流与电压之积增大，从而在这些光伏组件上产生了局部温度升高，在光伏组件上形成热斑。并且光伏组件中某些电池单片本身缺陷也可能使组件在工作时局部发热，也会在光伏组件上形成热斑。

光伏组件热斑的危害很大，不仅会消耗有光照的光伏组件所产生的部分能量或所有能量，降低输出功率，甚至将会永久性破坏光伏组件，甚至烧毁光伏组件。因此为了保证光伏组件的安全运行，需要定期检测其是否存在热斑。

目前对光伏组件热斑检测常用的方法是：采集光伏组件的红外影像，通过红外影像中光伏组件各部分的颜色，判断出是否存在热斑。

在采集光伏电池板的红外影像时，由于光伏组件通常设置有一层玻璃板，这层玻璃板会反射太阳光，因此当采集的角度为玻璃板发射太阳光的角度时，检测结果会收到发射太阳光中红外线的影响，准确性较差。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于图像处理的光伏阵列热斑检测方法和检测系统，以解决现有技术中对光伏阵列中热斑检测不准确的问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于图像处理的光伏阵列热斑检测方法，包括如下步骤：

(1)获取光伏阵列的红外影像；

(2)对光伏阵列的红外影像进行图像分割，得到其中的光伏组件的红外影像；

(3)根据光伏组件的红外影像中各像素点的像素值确定光伏组件的温度异常区域；

(4)根据温度异常区域内像素点的灰度均值得到其为热斑的第一概率值，根据温度异常区域的面积得到其为热斑的第二概率值，根据如下数学模型得到该温度异常区域为热斑的最终概率值

其中P1为第一概率值，P2为第二概率值，ω₁为第一权重，ω₂为第二权重，b为偏差补偿值，P为最终概率值；

(5)判断温度异常区域为热斑的最终概率值是否大于设定概率值，如果大于，则判断该温度异常区域为热斑。

进一步的，步骤(2)中采用最大类间方差法对光伏阵列红外影像进行分割，得到其中光伏组件的红外影像。

进一步的，得到其中光伏组件的红外影像后，根据光伏组件的分布面积对其进行筛选，排除其中的干扰信号。