【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專(zhuān)利技術(shù)涉及光伏發(fā)電，具體涉及一種用于光伏組件的灰塵檢測(cè)系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
1、光伏組件，是太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)中的核心元件。它通過(guò)將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，為各種應(yīng)用提供綠色、可再生的能源。光伏組件廣泛應(yīng)用于屋頂光伏發(fā)電、光伏農(nóng)業(yè)、交通、通訊、石油、海洋和氣象等多個(gè)領(lǐng)域，應(yīng)用場(chǎng)景非常廣闊。
2、光伏電站中的光伏組件需要進(jìn)行日常維護(hù)，以保證光伏組件表面清潔，避免組件表面的灰塵遮擋光伏組件的表面，這些灰塵會(huì)影響光伏組件的光電轉(zhuǎn)換效率，進(jìn)而影響組件的發(fā)電量。因此，需要對(duì)組件表面灰塵進(jìn)行檢測(cè)，從而根據(jù)灰塵檢測(cè)結(jié)果對(duì)光伏組件進(jìn)行清潔與維護(hù)。
3、目前，針對(duì)光伏組件進(jìn)行灰塵檢測(cè)，一般采用的方法如下：利用攝像頭拍攝當(dāng)前的灰塵圖像，進(jìn)行分析，得到灰塵覆蓋情況再針對(duì)性進(jìn)行清洗；利用兩個(gè)灰塵檢測(cè)板進(jìn)行電壓對(duì)比，在超出閾值時(shí)進(jìn)行清洗；利用電子器件將光伏發(fā)電的數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測(cè)，在發(fā)現(xiàn)發(fā)電效率明顯降低時(shí)進(jìn)行灰塵清洗；利用歷史清洗數(shù)據(jù)，預(yù)測(cè)未來(lái)的清洗時(shí)間，然后在預(yù)測(cè)的時(shí)間進(jìn)行清洗。然而，采取的這些措施至少包含以下三種問(wèn)題：
4、1）往往只檢測(cè)當(dāng)前的灰塵覆蓋情況，缺乏對(duì)未來(lái)的灰塵預(yù)測(cè)，無(wú)法讓用戶提前做準(zhǔn)備；
5、2）使用普通器件時(shí)，檢測(cè)準(zhǔn)確性不夠高，使用大量專(zhuān)用器件時(shí)，成本又過(guò)于高昂，難以平衡準(zhǔn)確性和成本；
6、3）利用歷史清洗數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測(cè)，偏差較大，尤其是光伏組件一般是處于露天的室外，環(huán)境氣象變化大。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、針對(duì)上述三個(gè)問(wèn)題，本專(zhuān)利技術(shù)的目的是提出一種
2、通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
3、一種用于光伏組件的灰塵檢測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括分別與cpu連接的檢測(cè)對(duì)比模塊、預(yù)測(cè)模塊和預(yù)警單元；其中，預(yù)測(cè)模塊包括并行的數(shù)據(jù)采集單元、數(shù)據(jù)庫(kù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)單元、糾錯(cuò)單元和云平臺(tái)；數(shù)據(jù)采集單元用于采集當(dāng)前的多個(gè)特定參數(shù)并傳輸?shù)綌?shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行存儲(chǔ)；云平臺(tái)用于聯(lián)網(wǎng)獲取未來(lái)的多個(gè)特定參數(shù)并傳輸?shù)綌?shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行存儲(chǔ)；神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)單元基于未來(lái)的多個(gè)特定參數(shù)，利用bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算預(yù)期清洗策略并分別發(fā)送到cpu和數(shù)據(jù)庫(kù)中；糾錯(cuò)單元基于當(dāng)前的多個(gè)特定參數(shù)對(duì)預(yù)期清洗策略進(jìn)行糾錯(cuò)，在發(fā)現(xiàn)當(dāng)前的多個(gè)特定參數(shù)與預(yù)期清洗策略不匹配時(shí)，讓神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)單元重新計(jì)算預(yù)期清洗策略；檢測(cè)對(duì)比模塊包括光伏檢測(cè)板1、光伏檢測(cè)板2、adc1、adc2、單片機(jī)、信號(hào)傳輸單元和清洗子模塊；光伏檢測(cè)板1按照固定周期進(jìn)行自動(dòng)清洗，光伏檢測(cè)板1將太陽(yáng)光的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬電壓信號(hào)1；adc1將模擬電壓信號(hào)1轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)1并傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)；光伏檢測(cè)板2在用戶清洗光伏組件時(shí)同步清洗，光伏檢測(cè)板2將太陽(yáng)光的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬電壓信號(hào)2；adc2將模擬電壓信號(hào)2轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)2并傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)；單片機(jī)對(duì)數(shù)字信號(hào)1和數(shù)字信號(hào)2進(jìn)行處理，獲得電壓對(duì)比值并通過(guò)信號(hào)傳輸單元傳輸?shù)絚pu；cpu用于將預(yù)期清洗策略通過(guò)云平臺(tái)發(fā)送給用戶，同時(shí)，cpu還用于設(shè)置閾值，在電壓對(duì)比值超出閾值時(shí)，cpu通過(guò)預(yù)警單元對(duì)用戶進(jìn)行預(yù)警并發(fā)出清洗指令到單片機(jī)中，單片機(jī)依據(jù)清洗指令控制清洗子模塊進(jìn)行清洗。
4、將電壓對(duì)比的實(shí)時(shí)清洗和預(yù)測(cè)的預(yù)期清洗策略相結(jié)合，既可以讓用戶提前獲取到未來(lái)的清洗策略進(jìn)而進(jìn)行準(zhǔn)備，也可以在預(yù)期清洗策略出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)救，保證清洗效率；此外，利用bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算出預(yù)期清洗策略，有效提升準(zhǔn)確性，進(jìn)而保證有效清洗；
5、優(yōu)選地，清洗子模塊包括清洗單元、驅(qū)動(dòng)電路和光電耦合器，光電耦合器分別連接單片機(jī)和驅(qū)動(dòng)電路；其中，清洗單元使用清洗機(jī)；驅(qū)動(dòng)電路包括并行的第一支路和第二支路，第一支路中采用中間繼電器km2和接觸器km1串聯(lián)，第二支路中采用接觸器km3串聯(lián)清洗機(jī)。利用中間繼電器和接觸器可以有效的對(duì)清洗機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，從而完成相應(yīng)的清洗工作。
6、優(yōu)選地，云平臺(tái)包括數(shù)據(jù)交互子單元、遠(yuǎn)程傳輸子單元和加密子單元；其中，數(shù)據(jù)交互子單元用于支持聯(lián)網(wǎng)獲取未來(lái)的多個(gè)特定參數(shù)；遠(yuǎn)程傳輸子單元用于支持cpu向用戶發(fā)送預(yù)期清洗策略；加密子單元采用aes加密和rsa加密相結(jié)合的混合加密方式，對(duì)遠(yuǎn)程傳輸子單元和數(shù)據(jù)交互子單元進(jìn)行加密。混合加密可以有效保證數(shù)據(jù)傳輸安全。
7、優(yōu)選地，多個(gè)特定參數(shù)包括風(fēng)速、降水量、空氣質(zhì)量、風(fēng)向、氣壓、溫度和濕度。風(fēng)速、降水量、空氣質(zhì)量、風(fēng)向、氣壓、溫度和濕度均是影響光伏組件灰塵的重要因素，基于這些重要因素，可以準(zhǔn)確的進(jìn)行預(yù)測(cè)。
8、優(yōu)選地，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)單元采用7-9-2的bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，包括輸入層的7個(gè)神經(jīng)元、隱含層的9個(gè)神經(jīng)元和輸出層的2個(gè)神經(jīng)元，輸入層的7個(gè)神經(jīng)元用于輸入多個(gè)特定參數(shù)，隱含層的9個(gè)神經(jīng)元用于進(jìn)行計(jì)算，輸出層的2個(gè)神經(jīng)元用于輸出預(yù)期清洗時(shí)間和預(yù)期清洗功率。7-9-2的bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可以有效準(zhǔn)確的計(jì)算出預(yù)期清洗策略相關(guān)的結(jié)果。
9、優(yōu)選地，該系統(tǒng)在檢測(cè)對(duì)比模塊的實(shí)時(shí)電壓對(duì)比超出閾值時(shí)會(huì)進(jìn)行清洗，在到達(dá)預(yù)期清洗策略對(duì)應(yīng)的時(shí)間時(shí)也會(huì)進(jìn)行清洗，其中，獲得預(yù)期清洗策略并進(jìn)行清洗的方法包括如下步驟：
10、s1、先利用云平臺(tái)聯(lián)網(wǎng)從不同的網(wǎng)絡(luò)渠道獲得對(duì)應(yīng)的不同版本的未來(lái)的多個(gè)特定參數(shù)，再進(jìn)行數(shù)據(jù)篩選，選擇出需要傳輸?shù)缴窠?jīng)網(wǎng)絡(luò)單元的輸入?yún)?shù)；其中，每個(gè)版本的未來(lái)的多個(gè)特定參數(shù)均包括風(fēng)速、降水量、空氣質(zhì)量、風(fēng)向、氣壓、溫度和濕度；
11、s2、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)單元獲取步驟s1中的輸入?yún)?shù)，采用7-9-2結(jié)構(gòu)的bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行計(jì)算，獲得預(yù)期清洗策略；
12、s3、數(shù)據(jù)采集單元采集當(dāng)前的多個(gè)特定參數(shù)，糾錯(cuò)單元基于當(dāng)前的多個(gè)特定參數(shù)對(duì)步驟s2中的預(yù)期清洗策略進(jìn)行糾錯(cuò)，判斷當(dāng)前的多個(gè)特定參數(shù)是否與預(yù)期清洗策略匹配，若不匹配，則重新返回步驟s1進(jìn)行循環(huán)，直至當(dāng)前的多個(gè)特定參數(shù)與預(yù)期清洗策略匹配；若匹配，則將預(yù)期清洗策略分別傳輸?shù)絚pu、數(shù)據(jù)庫(kù)和云平臺(tái)；
13、s4、在云平臺(tái)的遠(yuǎn)程傳輸子單元將步驟s3中的預(yù)期清洗策略傳輸給用戶，讓用戶進(jìn)行確認(rèn)審核，若審核通過(guò)，則cpu按照預(yù)期清洗策略進(jìn)行清洗；若審核未通過(guò)，則重新返回步驟s1進(jìn)行循環(huán)，直至審核通過(guò)后，cpu按照預(yù)期清洗策略進(jìn)行清洗。
14、在計(jì)算預(yù)期清洗策略時(shí)進(jìn)行多次判斷或數(shù)據(jù)篩選，可以提升預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性，從而保證清洗的準(zhǔn)確性，同時(shí)，借助用戶進(jìn)行審核，也能進(jìn)一步幫助確認(rèn)策略的準(zhǔn)確性。
15、本專(zhuān)利技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)相比具有的有益效果是：
16、本專(zhuān)利技術(shù)的技術(shù)方案，在預(yù)測(cè)模塊利用bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)提前預(yù)測(cè)出未來(lái)的預(yù)期清洗策略，數(shù)據(jù)偏差小，預(yù)測(cè)準(zhǔn)確且及時(shí)，能夠使得用戶提前確認(rèn)需要進(jìn)行的清洗工作；同時(shí)，在按照預(yù)期清洗策略進(jìn)行清洗時(shí)，還利用本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種用于光伏組件的灰塵檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，包括分別與cpu連接的檢測(cè)對(duì)比模塊、預(yù)測(cè)模塊和預(yù)警單元；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于光伏組件的灰塵檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，清洗子模塊包括清洗單元、驅(qū)動(dòng)電路和光電耦合器，光電耦合器分別連接單片機(jī)和驅(qū)動(dòng)電路；
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于光伏組件的灰塵檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，云平臺(tái)包括數(shù)據(jù)交互子單元、遠(yuǎn)程傳輸子單元和加密子單元；
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于光伏組件的灰塵檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，多個(gè)特定參數(shù)包括風(fēng)速、降水量、空氣質(zhì)量、風(fēng)向、氣壓、溫度和濕度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于光伏組件的灰塵檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)單元采用7-9-2的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，包括輸入層的7個(gè)神經(jīng)元、隱含層的9個(gè)神經(jīng)元和輸出層的2個(gè)神經(jīng)元，輸入層的7個(gè)神經(jīng)元用于輸入多個(gè)特定參數(shù)，隱含層的9個(gè)神經(jīng)元用于進(jìn)行計(jì)算，輸出層的2個(gè)神經(jīng)元用于輸出預(yù)期清洗時(shí)間和預(yù)期清洗功率。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于光伏組件的灰塵檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)在檢測(cè)對(duì)比模塊的實(shí)時(shí)電壓對(duì)比超出閾值
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種用于光伏組件的灰塵檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，包括分別與cpu連接的檢測(cè)對(duì)比模塊、預(yù)測(cè)模塊和預(yù)警單元；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于光伏組件的灰塵檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，清洗子模塊包括清洗單元、驅(qū)動(dòng)電路和光電耦合器，光電耦合器分別連接單片機(jī)和驅(qū)動(dòng)電路；
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于光伏組件的灰塵檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，云平臺(tái)包括數(shù)據(jù)交互子單元、遠(yuǎn)程傳輸子單元和加密子單元；
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于光伏組件的灰塵檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，多個(gè)特定參數(shù)包括風(fēng)速、降水量、空氣質(zhì)量、風(fēng)向、氣壓、溫度和濕度。<...
【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：宋光明，周建鳳，雍春華，楊國(guó)軍，周廣，張歡，劉志紅，李歡，余光華，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：華鳳技術(shù)南京有限公司，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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