[发明专利]一种光伏电站火灾预警系统

说明书

本发明提供了一种光伏电站火灾预警系统，包括基于图像的火灾隐患检测模块、基于电气信号的直流电弧检测模块和云端协同模块；其中图像检测系统通过摄像头采集电站实时图像数据，火灾预警终端通过视频服务器读取图像数据并通过深度学习算法检测火焰、烟雾和可燃物；电弧检测系统通过电弧传感器采集汇流箱直流线路的电气信号和电弧强度值，之后通过自制电弧发生器实验设置电弧报警阈值；云端协同系统通过结合电站其他来源数据和历史图像电气数据做火灾预警信号的进一步数据融合分析，并将预警信号同步给监控人员。本发明实现了光伏电站在无人值守的情况下，通过图像与电信号的监控实时识别电站中存在的火灾隐患和直流电弧。

技术领域

本发明属于自动化技术领域，具体涉及一种光伏电站火灾预警系统。

背景技术

随着时代的发展，世界工业发展对能源的需求越来越大。伴随传统能源的消耗，人类不断研究清洁能源和可再生能源的相关技术。风力、水力和光伏发电等清洁可再生能源技术成为世界能源开发的主题。其中光伏发电技术的发展尤其快，伴随着光伏累计装机容量的提升，光伏发电设备的智能运维和安全运行成为光伏技术发展的一项制约因素。

光伏发电过程往往会产生许多火灾隐患，常规光伏电站的火灾隐患包括：

1)光伏组件表面可燃物杂草等形成可燃物堆积；

2)直流电弧产生的高温触发火灾；

3)隐裂热斑等情况导致光伏组件表面局部温度升高。

由于光伏电站往往建设在距离城市较远的阳光集中地区，因此光伏电站的安全运维无法得到及时的人工检测，导致光伏电站的火灾隐患难以实现及时有效的排查，火灾火情也无法在第一时间被发现。因此一旦光伏电站火灾发生将带来巨大的经济损失。

发明内容

为解决上述问题，本发明针对当前大型光伏电站提供一种无人值守的火灾预警系统。该系统可对光伏电站的火灾隐患进行智能检测和预警信息同步，在火灾发生之前或发生初期及时发出预警信号，从而降低由于火灾导致的经济损失。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种光伏电站火灾预警系统，包括基于图像的火灾隐患检测模块、基于电气信号的直流电弧检测模块和云端协同模块，其中基于图像的火灾隐患检测模块用于通过摄像头采集电站实时图像数据并传输至视频服务器；电弧检测系统通过电弧传感器采集汇流箱直流线路的电气信号和电弧强度值；云端协同系统包括本地端火灾预警终端和云端，所述火灾预警终端通过视频服务器读取图像数据并通过深度学习算法检测火焰、烟雾和可燃物，并接收电弧检测系统采集到的电站不同支路的电弧信号，基于电弧报警阈值来判断是否有电弧发生，火灾预警终端与云端进行数据通讯；云端通过结合电站其他来源数据和历史图像电气数据做火灾预警信号的进一步数据融合分析，并将预警信号同步给监控人员，实现光伏电站在无人值守的情况下安全运行。

进一步的，所述电弧报警阈值通过电弧发生实验装置通过实验设置。

进一步的，所述电弧发生实验装置包括绝缘底座、设置在绝缘底座上的固定电极和移动电极，移动电极通过绝缘滑块可滑动地装配在绝缘底座上，所述固定电极连接至直流电源，移动电极连接至电弧传感器，直流电源与电弧传感器具有电连接。

进一步的，所述火灾预警终端通过防水塑料机箱作为装置外壳，并通过航空插头对装置各接口进行封装。

进一步的，所述深度学习算法通过自建数据集做模型训练并将训练模型搭载在火灾预警终端装置完成多路视频实时检测。

进一步的，所述电弧检测模块包括电弧信号通信装置和若干电弧采集装置，所述电弧采集装置安装在汇流箱内，实时采集汇流箱内电弧强度值，通过Modbus RTU通信协议将电流、电压和电弧强度信号传至电弧信号通信装置，电弧信号通信装置与火灾预警终端装置的处理器直接通信。