一種軌道式光伏方陣故障紅外成像在線監測裝置制造方法
【專利摘要】一種軌道式光伏方陣故障紅外成像在線監測裝置，其移動平臺平臺(1)上安裝有紅外成像儀(2)、視頻攝像機(3)、無線數傳模塊(4)、位置定位模塊(5)、電機驅動模塊(6)、直流電機(8)、紅外成像儀及視頻攝像機旋轉軸(10)、DC/DC電源模塊(12)和滾動輪(13)。紅外成像儀(2)、視頻攝像機(3)的視頻輸出端與無線數傳模塊(4)視頻輸入端連接，位置定位模塊(5)與無線數傳模塊(4)數據輸入端連接。軌道鋼纜(9)的一端與系統供電電源(11)連接，并與滾動輪(13)滾動摩擦連接，系統供電電源通過滾動輪(13)兩組4個相互絕緣的金屬滾輪與DC/DC穩壓電源模塊(12)摩擦連接。位置傳感器(7)等距離固定軌道鋼纜(9)上。
【專利說明】一種軌道式光伏方陣故障紅外成像在線監測裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種軌道式光伏方陣故障在線監測及精確定位裝置。
【背景技術】
[0002]目前光伏電站在國家的政策激勵下飛速發展，其規模越來越大。同時，發生故障幾率也在增加，尤其如電纜接觸不良、組件熱班、匯流箱內器件發熱等隱形故障很難及時發現和定位，而且故障持續時間長，光伏發電損失大，同時面臨火災發生的危險，如不及時處理則后果不堪設想。目前國內、外很多電站都有電站數據監控系統，由于監控點分布數量及測試精度的限制，很難對光伏方陣系統每個點精細化檢測及定位(光伏方陣系統包含除儲能、功率轉換設備和負載之外的所有部分)，只能發現部分明顯數據變化設備告警故障，或手持式紅外成像儀不定時的檢測發現問題，然而采用人工檢查針對大型電站勞動強度大、而且不能做到每天相對實時精細化巡檢。
實用新型內容
[0003]本實用新型的目的是克服現有檢測裝備對光伏方陣故障不能及時發現及快速定位的缺點，提出一種軌道式光伏方陣故障紅外在線監測裝置。
[0004]本實用新型利用光伏方陣因電氣故障發熱，與周邊材料有著明顯的溫差的特點，采用紅外成像方法對方陣進行檢測。
[0005]本實用新型采用以下技術方案:
[0006]本實用新型軌道式光伏方陣故障紅外成像在線監測裝置由移動平臺和軌道供電系統兩部分組成，移動平臺安裝在軌道供電系統的軌道上。
[0007]所述的移動平臺包括:平臺、紅外成像儀、視頻攝像機、無線數傳模塊、位置定位模塊、電機驅動模塊、直流電機、紅外成像儀及視頻攝像機旋轉軸、DC/DC穩壓電源模塊，以及滾動輪。所述的無線數傳模塊、位置定位模塊、電機驅動模塊、直流電機、紅外成像儀及視頻攝像機旋轉軸、DC/DC穩壓電源模塊、滾動輪固定安裝在平臺上。其中紅外成像儀和視頻攝像機固定在紅外成像儀及視頻攝像機旋轉軸上，紅外成像儀和視頻攝像機的視頻輸出端與無線數傳模塊的視頻輸入端連接。位置定位模塊是一種非接觸式位置定位模塊，其輸出端與無線數傳模塊的數據傳輸接口連接。所述的電機控制模塊的數據傳輸接口分別與無線數傳模塊的數據傳輸接口和位置定位模塊的數據傳輸接口連接，電機控制模塊的輸出端與直流電機的電源輸入端連接；直流電機與金屬滾輪機械連接，驅動金屬滾輪，金屬滾輪帶動移動平臺在電機控制模塊控制下沿軌道鋼纜往復移動。金屬滾動輪由兩組共4個相互絕緣的金屬滾輪組成，每組2個滾動輪分別與DC/DC穩壓電源模塊的輸入端連接，DC/DC穩壓電源模塊的輸出端分別與紅外成像儀、視頻攝像機、無線數傳模塊、位置定位模塊以及電機驅動模塊的電源輸入端連接，提供工作電源。
[0008]所述的軌道供電系統包括:位置傳感器、軌道鋼纜和系統供電電源。系統供電電源由光伏電站內電源提供，系統供電電源的輸出端與軌道鋼纜起始端連接，利用鋼纜做導體，利用金屬滾輪做電刷，系統供電電源的輸出端與平臺上DC/DC穩壓電源模塊的輸入端連接，再經DC/DC穩壓電源模塊穩壓后為移動平臺上所有模塊，以及紅外成像儀、視頻攝像機、直流電機供電。系統供電電源的輸出端直接與軌道鋼纜連接。軌道鋼纜與移動平臺的滾動輪滾動摩擦連接，通過滾動輪兩組共4個相互絕緣的金屬滾輪，分別與DC/DC穩壓電源模塊的正負輸入端摩擦連接，對平臺的DC/DC穩壓電源模塊提供直流電源。所述的位置傳感器與軌道鋼纜等距離固定連接。
[0009]本實用新型利用光伏電站每排組串/陣列相互平行安裝的特點，在光伏組串/陣列的支架后面通過絕緣材料固定安裝兩根平行鋼纜作為軌道鋼纜，將所有光伏組串/陣列的支架串接一起，此時兩根軌道鋼纜一方面作為紅外成像在線監測裝置的移動軌道，另一方面還兼作對紅外成像在線監測裝置供電的導體。位置檢測控制器、無線數傳模塊、直流電機及直流電機驅動器安裝于平臺上。紅外成像儀、視頻攝像機通過紅外成像儀及視頻攝像機旋轉軸也安裝于平臺上。監控終端通過無線數傳模塊向電機控制模塊發送命令，控制直流電機帶動金屬滾動輪拖動移動平臺沿軌道鋼纜往復移動，紅外成像儀監測每塊光伏組件、電纜，以及匯流箱的發熱情況，一旦發現高熱點，該紅外成像在線監測裝置停止移動，通過位置定位模塊和位置傳感器精確定位，定位精度到每塊光伏組件，電纜定位到某米，之后紅外成像儀聚焦高溫點，視頻攝像頭對該高溫點處進行視頻監測，同時定位。紅外成像及視頻圖像數據通過無線數傳模塊上傳到監控終端，提供監控終端高溫點做成因數據分析。當移動平臺移動到終點時，紅外成像儀、視頻攝像機旋轉軸自動翻轉，紅外成像儀、視頻攝像機對光伏組串/陣列的另一面進行監測，實現組串/陣列正反兩面監測，避免由于電纜的接觸不良、光伏組件的故障、過熱引起的火災發生，給光伏電站提供快速直觀監測的手段。
[0010]本實用新型具有以下優點:
[0011]1.實現光伏方陣隱形故障監測及定位；
[0012]2.循環實時組串/陣列正反兩面監測；
[0013]3.故障數據報警、圖像顯示；
[0014]4.可遠程可視操控平臺。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1為本實用新型軌道式光伏方陣故障紅外在線監測裝置結構示意圖；
[0016]圖2為本實用新型軌道式光伏方陣故障紅外在線監測裝置電氣連接示意圖；
[0017]圖3為本實用新型軌道式光伏方陣故障紅外在線監測裝置軌道、移動平臺與系統電源相對位置示意圖。
【具體實施方式】
[0018]如圖1所示，本實用新型軌道式光伏方陣故障紅外成像在線監測裝置由移動平臺和軌道供電系統兩部分組成，移動平臺安裝在軌道供電系統的軌道上。
[0019]所述的移動平臺包括:平臺1、紅外成像儀2、視頻攝像機3、無線數傳模塊4、位置定位模塊5、電機驅動模塊6、直流電機8、紅外成像儀及視頻攝像機旋轉軸10、DC/DC穩壓電源模塊12，以及滾動輪13。所述的無線數傳模塊4、位置定位模塊5、電機驅動模塊6、直流電機8、紅外成像儀及視頻攝像機旋轉軸10、DC/DC穩壓電源模塊12、滾動輪13固定安裝在平臺I上。所述的紅外成像儀2、視頻攝像機3固定在紅外成像儀及視頻攝像機旋轉軸10上，紅外成像儀2和視頻攝像機3的視頻輸出信號與無線數傳模塊4視頻輸入連接，位置定位模塊5是一種非接觸式位置定位模塊，位置定位模塊5其輸出端與無線數傳模塊4的數據傳輸接口連接。所述的電機控制模塊6的數據傳輸接口分別與無線數傳模塊4的數據傳輸接口和位置定位模塊5的數據傳輸接口連接，電機控制模塊6的輸出端與直流電機8的電源輸入端連接，直流電機8與金屬滾輪13機械連接，驅動金屬滾輪，金屬滾輪帶動移動平臺I在電機控制模塊6控制下沿軌道鋼纜往復移動。金屬滾動輪13由兩組共4個相互絕緣的金屬滾輪組成，每組2個滾動輪分別與DC/DC穩壓電源模塊12的輸入端連接，DC/DC穩壓電源模塊12的輸出端分別與紅外成像儀2、視頻攝像機3、無線數傳模塊4、位置定位模塊5以及電機驅動模塊6的電源輸入端連接，提供工作電源。所述的軌道供電系統包括:位置傳感器7、軌道鋼纜9和系統供電電源11。
[0020]系統供電電源11的輸出端直接與軌道鋼纜9連接。軌道鋼纜9與移動平臺I上的滾動輪13滾動摩擦連接，通過滾動輪13兩組共4個相互絕緣的金屬滾輪13，分別與DC/DC穩壓電源模塊12的正負輸入端摩擦連接，對平臺的DC/DC穩壓電源模塊12提供直流電源。所述的位置傳感器7與軌道鋼纜9等距離固定連接。
[0021]本實用新型的工作原理如下:由于光伏組串/陣列的組件安裝分為正面，即接受陽光的一面，和反面，即背板，電纜及接線盒都置于反面，而兩面都有可能發生故障，所以需要對光伏組串/陣列進行正反兩面監測。移動平臺I在軌道鋼纜9沿一個方向運動時，紅外成像儀2和視頻攝像機3只能監測前排組串/方陣的反面或后排組串/方陣的正面，只有移動平臺I到達軌道鋼纜9兩個終點時，移動平臺I上的紅外成像儀及視頻攝像機旋轉軸10旋轉改變方向，此時監測面與旋轉前的面相反。具體的工作原理如下:
[0022]首先系統供電電源11由光伏電站內電源提供，利用鋼纜9做導體經移動平臺上DC/DC穩壓模塊穩壓后，在為平臺I上所有模塊供電。即系統供電電源11與軌道鋼纜9的一端連接，并通過滾動輪13與軌道鋼纜9摩擦為移動平臺I上的DC/DC電源模塊12提供直流電源。再由DC/DC穩壓電源模塊12輸出穩壓電源為移動平臺上的所有模塊供電。在移動平臺上，固定在平臺I上的電機驅動模塊6的輸出端與直流電機8連接。電機驅動模塊6通過無線數傳模塊4接收監控終端命令，驅動直流電機8帶動4個滾動輪13沿軌道鋼纜9前后運動，同時紅外成像儀2、視頻攝像機3通過紅外成像儀及視頻攝像機旋轉軸10同步對方陣進行攝像分析，位置定位模塊5實時檢測位置傳感器7確定行進位置，并通過無線數傳模塊4實時將圖像、報警、定位數據上傳到監控中心。
[0023]當移動平臺在軌道供電系統上運行到兩個端點時，紅外成像儀2、視頻攝像機3通過紅外成像儀及視頻攝像機旋轉軸10旋轉，使紅外成像儀2視頻攝像機3攝像角度改變，對光伏組串/陣列另一面監測，實現光伏組串/陣列正、反面監測。
【權利要求】
1.一種軌道式光伏方陣故障紅外成像在線監測裝置，其特征在于，所述軌道式光伏方陣故障紅外在線監測裝置由移動平臺和軌道供電系統兩部分組成，移動平臺安裝在軌道供電系統的軌道上；所述的移動平臺包括:平臺(I)、紅外成像儀(2)、視頻攝像機(3)、無線數傳模塊(4)、位置定位模塊(5)、電機驅動模塊￠)、直流電機(8)、紅外成像儀、視頻攝像機旋轉軸(10)、DC/DC穩壓電源模塊(12)，以及滾動輪(13);所述的無線數傳模塊(4)、位置定位模塊(5)、電機驅動模塊(6)、直流電機(8)、紅外成像儀及視頻攝像機旋轉軸(10)、DC/DC穩壓電源模塊(12)，以及滾動輪(13)固定安裝在平臺⑴上； 所述的紅外成像儀(2)和視頻攝像機(3)固定在紅外成像儀及視頻攝像機旋轉軸(10)上，紅外成像儀(2)和視頻攝像機(3)的視頻輸出信號與無線數傳模塊(4)視頻輸入連接；位置定位模塊(5)的輸出端與無線數傳模塊(4)的數據傳輸接口連接； 所述的電機控制模塊(6)的數據傳輸接口分別與無線數傳模塊(4)的數據傳輸接口和位置定位模塊(5)的數據傳輸接口連接；電機控制模塊(6)的輸出端與直流電機(8)的電源輸入端連接，直流電機(8)與金屬滾輪(13)機械連接，驅動金屬滾輪，金屬滾輪帶動移動平臺(I)在電機控制模塊(6)控制下沿軌道鋼纜往復移動；金屬滾動輪(13)由兩組共4個相互絕緣的金屬滾輪組成，每組2個滾動輪；每組滾動輪與DC/DC穩壓電源模塊(12)的輸入端連接，DC/DC穩壓電源模塊(12)的輸出端分別與紅外成像儀(2)、視頻攝像機(3)、無線數傳模塊(4)、位置定位模塊(5)以及電機驅動模塊￠)的電源輸入端連接，提供工作電源； 所述的軌道供電系統包括:位置傳感器(7)、軌道鋼纜(9)和系統供電電源(11);系統供電電源(11)的輸出端直接與軌道鋼纜(9)連接；軌道鋼纜(9與移動平臺(I)上的滾動輪(13)滾動摩擦連接，通過滾動輪(13)兩組共4個相互絕緣的金屬滾輪(13)，分別與DC/DC穩壓電源模塊(12)的正負輸入端摩擦連接，對平臺的DC/DC穩壓電源模塊(12)提供直流電源。
2.按照權利要求1所述的軌道式光伏方陣故障紅外成像在線監測裝置，其特征在于，所述的位置傳感器(7)與軌道鋼纜(9)等距離固定連接。
【文檔編號】H02S50/10GK204180016SQ201420692132
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年11月18日 優先權日:2014年11月18日
【發明者】許蘭剛, 王哲, 王偉, 孫豐軍 申請人:北京科諾偉業科技股份有限公司