[发明专利]一种光伏阵列热斑实时检测装置及方法

说明书

本发明公开一种光伏阵列热斑实时检测装置及方法，装置包括可行走的宿主机座和安装于宿主机座上的上位机、检测驱动模块、热斑分析模块、矩阵红外温度采集模块和电源模块；矩阵红外温度采集模块包括可在光伏阵列上方移动的多个矩阵红外温度采集子模块，矩阵红外温度采集子模块采集实时覆盖区域的光伏阵列温度数据，传输至热斑分析模块；上位机通过检测驱动模块，向热斑分析模块发送检测控制指令以及矩阵红外温度采集模块的初始覆盖区域位置信息和位移变化信息；热斑分析模块读取对应不同检测位置的温度数据，通过分析当前采集温度矩阵、滚动温度矩阵、方差等数据之间的关系判别出热斑或轻度热斑区域。本发明可对热斑形成初期的情况可以有较好的判别。

技术领域

本发明涉及光伏发电运维技术领域，特别是一种光伏阵列热斑实时检测装置及方法。

背景技术

光伏电站在发电过程中，可能出现光伏电池裂纹或不匹配、内部连接失效、局部被遮光或弄脏等情况，导致一个或一组光伏电池的特性与整体不协调。此时该光伏电池不但不会输出电能，还会消耗其他电池产生的能量，导致局部过热，引起热斑效应。热斑不但会造成发电量损失，影响光伏组件的寿命，同时也带来了安全隐患，影响光伏电站的安全运行。

为了防范热斑问题带来的影响，研究者提出了很多检测热斑方法。一部分是从热斑形成机理的角度研究热斑检测算法。如通过扫描I-V曲线，追踪所有局部最大功率点，采用一种模糊控制诊断方法，对组件故障进行判断。然而这类算法相对较复杂，大多仍处于仿真研究阶段，可用性有待提升。一部分研究着重于热斑形成后能够快速检测，大多是通过传感器采集温度或红外图像的方式，如通过红外视频模块采集红外图像，并对红外图像分析进而识别热斑，然而产品化时成本高，实时性差，无法和光伏运维系统无缝融合。也有热斑检测方法一刀切地认为光伏电池板某个点的温度超出设定的阈值就是热斑，其忽视了热斑形成初期时并不会明显发热的客观情况，热斑检出率不高。

发明内容

本发明的目的是提供一种光伏阵列热斑实时检测装置及方法，装置可循环的对光伏阵列进行扫描检测，以获取光伏阵列的温度数据，并基于获取的温度数据判断是否存在热斑区域。

本发明采取的技术方案为：一种光伏阵列热斑实时检测装置，包括宿主机座和安装于宿主机座上的上位机、检测驱动模块、热斑分析模块、矩阵红外温度采集模块和电源模块；电源模块提供装置工作所需电源；

宿主机座包括行走机构，上位机控制行走机构的行走；

矩阵红外温度采集模块包括多个矩阵红外温度采集子模块，矩阵红外温度采集子模块可随宿主机座的行走在光伏阵列上方移动，并采集实时覆盖区域的光伏阵列温度数据，传输至热斑分析模块；

上位机根据行走机构的位置，通过检测驱动模块，向热斑分析模块发送检测控制指令，以及矩阵红外温度采集模块的初始覆盖区域位置信息和位移变化信息；

热斑分析模块根据接收到的检测控制指令、矩阵红外温度采集模块的初始覆盖区域位置信息和位移变化信息，计算各矩阵红外温度采集子模块实时覆盖的光伏阵列区域的位置信息，并获取矩阵红外温度采集子模块从所覆盖区域采集到的光伏阵列区域的温度数据，然后基于多个不同位置光伏阵列区域的温度数据，判断得到光伏阵列的热斑区域信息，并通过检测驱动模块传输至上位机。

本发明的上位机和热斑分析模块可分别采用现有微控制器。

优选的，检测驱动模块包括位置同步脉冲接口和上位机通信接口；上位机通过上位机通信接口向热斑分析模块发送检测控制指令，检测控制指令包括检测启动命令和检测停止命令，检测启动命令中包括矩阵红外温度采集模块的初始覆盖区域位置信息；上位机通过位置同步脉冲接口向热斑分析模块发送位移变化信息。

优选的，所述位移变化信息为，上位机以设定的行走机构位移间隔，通过位置同步脉冲接口向热斑分析模块发送的位置同步脉冲信号。由于设定的行走机构位移间隔已知，则热斑分析模块可根据初始位置和位移间隔计算矩阵红外温度采集模块的实时覆盖区域位置信息。