山地林光互补光伏电站火灾综合管控一体化系统及方法与流程-半岛BOB·(中国)官方网站

文档序号:34131600发布日期:2023-11-28阅读:314来源:国知局


1.本发明涉及山地林光互补光伏电站火灾综合管控领域,山地具体说是林光山地林光互补光伏电站火灾综合管控一体化系统及方法。


背景技术:

2.山地林光互补光伏电站光伏场区不能进行植被清表,互补火灾光伏电站场址偏远,光伏管控交通不方便,电站场区设备设施分散,综合地表植被茂盛,体化一旦发生火情,系统若不能及时发现并控制火势蔓延致使光伏组件、及方变配电设备损坏,法流将造成较大经济损失。山地
3.对山地林光互补光伏电站场区设备运行状态及周边环境安全进行实时可视化呈现,林光并通过与消防无人机系统联动实现光伏场区火情的互补火灾自动发现、预警与消防,光伏管控形成对光伏场区设备安全、电站环境安全的立体管控,实现全方位火情监测及应急处置,因此提出了一种山地林光互补光伏电站火灾综合管控一体化系统及方法。


技术实现要素:

4.针对现有技术中的问题,本发明提供了山地林光互补光伏电站火灾综合管控一体化系统及方法。
5.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:山地林光互补光伏电站火灾综合管控一体化系统,包括火情识别系统、自动灭火系统、火点定位系统、火情盲区覆盖系统、火情判别系统、无人机通信系统以及无人机灭火设备;所述火情识别系统是通过在山地光伏电站的山头的高位安装高空支架,在高空支架的顶端安装信号接发设备,并在高空支架靠近顶端的位置安装三组环形转动设备,并在三组环形转动设备上安装监控设备,并通过环形转动设备带动监控设备转动并由高处向下对山地光伏电站进行巡检;所述自动灭火系统是通过在山地光伏电站的主要集中位置以及高覆盖位置安装无人机基站,每个无人机基站配备三个无人机,三个无人机的下端均安装有灭火弹投放器,且其中一个无人机的下端安装有通信传递设备,另一个无人机的下端安装有监控设备;所述火点定位系统是通过监控设备对山地光伏电站以及周围的地形以及温度进行监测,当监控设备巡检时发现部分地区温度变化较大时,则通过一组监控设备对该地区进行持续观察,同时启动监控无人机对该位置进行巡查,从而可以确定该地区是否具有火情;所述火情盲区覆盖系统是因山地地形复杂,地势凹凸不平,盲区较多,因此在监控设备范围内的最高点安装高空支架,并通过在高处向下倾斜进行监测,从而可以去除部分盲区以及减小部分盲区的大小,之后通过监控设备监测盲区的周围,在其周围有剧烈的温度变化时则启动无人机对其进行巡查;所述火情判别是通过高空支架上的监控设备,以及通过无人机带着监控设备对火情地区远离高空监控设备的一侧进行巡检,从而通过两侧对火情地区进行覆盖式监测;
所述无人机通信是因山地地势复杂,场区远距离无线通信存在较大衰减及干扰无人机,可以通过通信无人机携带通信传递设备,并在火情靠近基站的一侧为其余无人机提供信号支持;所述无人机灭火方式是在确保灭火效率及效果的前提下,对不同地形及火灾情况下的无人机投弹方式进行研究,减少无人机灭火过程中垂直投弹对光伏组件造成的损伤。
6.优选的,所述高空支架根据覆盖范围,在每个覆盖范围内的最高点安装,其每个高空支架上安装的监控设备根据其监控需求自行进行调整,且每组所述监控设备包括红外测温摄像头与高清监控摄像头,且在有监控设备损坏时可以通过其他组的监控设备进行替补使用。
7.优选的,所述无人机基站中的监控无人机为油电混合无人机且安装有监控设备,在日常使用中通过电动进行巡检,并在发生火情时通过油动高续航负责在高空监控火情发展来提高火情的情报,其余两个均为油动无人机。
8.优选的,所述监测盲区监控包括建立山地光伏电站以及周围的地形的监测模型,并通过对监测盲区进行重点标记,从而在监控系统检测到温度变化时快速报警。
9.优选的,在灭火时,通过无人机灭火弹投放器,而带有监控设备的无人机在中间位置提供视野以及数据支持,而带有通信设备的无人机在靠近基站的一侧为无人机提供信号支持,同时三个无人机携带灭火弹投放器,并呈倾斜状设置在逆风处对其进行投放,在操作人员的控制下对火情区域进行精准灭火。
10.优选的,所述火情判别是基于山地光伏电站以及周围的地形的监测模型,并通过监控设备下火情的扩散以及外部风速以及方向,将以上数据通过火险预警模型算法进行计算,自动计算与标注的火情的方向以及规模,降低误判,自动研判并方便与外部控制人员联动。
11.优选的,所述巡检无人机的日常巡检路线可以根据火情识别系统运行时产生的危险点,根据算法对危险点的危险程度以及顺序进行排列后自动规划航线,从而提高无人机的巡检效率。
12.山地林光互补光伏电站火灾综合管控一体化系统的使用方法,包括以下步骤:第一步:通过监控设备的最佳监控范围,在山地光伏电站内安装若干个高空支架,并通过高空支架上安装的监控设备对山地光伏电站进行覆盖,同时高空支架安装座监控范围内的最高点,并通过若干个高空支架上的监控设备对山地光伏电站进行扫描,然后得出扫描时的死角盲区,然后通过整改对部分可整改或者整改成本较低的死角盲区进行去除或缩小,之后根据整改完成的山地光伏电站以及附近地形建立数据模型;第二步:环形转动设备会带动监控设备进行环形转动并对监控范围内进行巡检,同时巡检无人机带动监控设备对在高空对地面进行巡检,且在有高空支架上的监控设备损坏时通过备用的监控设备进行接替使用,以及在检测到火情时,附近的高空支架都通过一组监控设备进行持续巡检,并启动另一组监控设备对火情区域进行持续监控,同时巡检无人机在火情的监控死角一侧进行监控,从而由多方位对火情进行识别以及了解;第三步:通过将现场的火情、风向以及风速结合山地光伏电站以及周围的地形的监测模型,并通过火险预警模型算法计算出,火情的扩散方向、需要出动的灭火无人机数量、灭火位置、最佳灭火点等信息,并联动外部的控制人员控制无人机出动,在使用过程中,
带有监控设备的无人机在中间位置提供视野以及数据支持,而带有通信设备的无人机在靠近基站的一侧为无人机提供信号支持,同时三个无人机携带灭火弹投放器,并呈倾斜状设置在逆风处对其进行投放灭火弹,并在操作人员的控制下对火情区域进行精准灭火。
13.本发明的有益效果:本发明所述的山地林光互补光伏电站火灾综合管控一体化系统及方法,通过覆盖山地光伏电站的监控设备对其外部景象以及温度进行监控,以及通过无人机对进行多方位巡检,当外部景象出现火焰烟尘或者监控到外部温度持续变化时,可驱动无人机确认火情并将信号传递至工作人员手中,之后可以通过结合现场模型以及实时火情计算出的数据,并通过该数据控制无人机对现场情况进行监控以及灭火作业,从而改变巡检运维模式,减轻运检人员劳动强度,大幅度降低运维成本。
附图说明
14.下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
15.图1为本发明提供的山地林光互补光伏电站火灾综合管控一体化系统的系统运行流程示意图;图2为本发明提供的山地林光互补光伏电站火灾综合管控一体化系统的灭火工作流程示意图;图3为本发明提供的山地林光互补光伏电站火灾综合管控一体化系统的火情监控运行状态示意图。
具体实施方式
16.为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合具体实施方式,进一步阐述本发明。
17.如图1-图3所示,本发明所述的山地林光互补光伏电站火灾综合管控一体化系统,包括火情识别系统、自动灭火系统、火点定位系统、火情盲区覆盖系统、火情判别系统、无人机通信系统以及无人机灭火设备;火情识别系统是通过在山地光伏电站的山头的高位安装高空支架,在高空支架的顶端安装信号接发设备,并在高空支架靠近顶端的位置安装三组环形转动设备,并在三组环形转动设备上安装监控设备,并通过环形转动设备带动监控设备转动并由高处向下对山地光伏电站进行巡检,三组设备分为工作组、辅助组以及备用组,从而在有设备损坏时进行替换备用,以及在有多处险情时组合式使用;自动灭火系统是通过在山地光伏电站的主要集中位置以及高覆盖位置安装无人机基站,每个无人机基站配备三个无人机,三个无人机的下端均安装有灭火弹投放器,且其中一个无人机的下端安装有通信传递设备,另一个无人机的下端安装有监控设备,通过通信传递设备可以延长无人机的飞行通讯距离,同时通过监控设备可以对现场的情况进行实时拍摄,然后并通过通信传递设备进行传递后,方便操作人员了解现场情况;火点定位系统是通过监控设备对山地光伏电站以及周围的地形以及温度进行监测,当监控设备巡检时发现部分地区温度变化较大时,则通过一组监控设备对该地区进行持续观察,同时启动监控无人机对该位置进行巡查,从而可以确定该地区是否具有火情,可以通过记录日常每个地区之间的温度差距以及不同天气下的温度,并在地区温度差异较大
或者异常升温时则需要进行后续的仔细探查;火情盲区覆盖系统是因山地地形复杂,地势凹凸不平,盲区较多,因此在监控设备范围内的最高点安装高空支架,并通过在高处向下倾斜进行监测,从而可以去除部分盲区以及减小部分盲区的大小,同时还可以对部分可以进行施工的地区进行施工,将部分的凸起地区推平来减小视野盲区,之后通过监控设备监测盲区的周围,在其周围有剧烈的温度变化时则启动无人机对其进行巡查,从而避免因视野盲区出现火情而无法发现;火情判别是通过高空支架上的监控设备,以及通过无人机带着监控设备对火情地区远离高空监控设备的一侧进行巡检,从而通过两侧对火情地区进行覆盖式监测,通过高空支架上的监控发现以及高空侦查来对火情进行探测,从而避免遗漏火情;无人机通信是因山地地势复杂,场区远距离无线通信存在较大衰减及干扰无人机,可以通过通信无人机携带通信传递设备,并在火情靠近基站的一侧为其余无人机提供信号支持,从而延长无人机的飞行通讯距离而方便侦查的进行;无人机灭火方式是在确保灭火效率及效果的前提下,对不同地形及火灾情况下的无人机投弹方式进行研究,减少无人机灭火过程中垂直投弹对光伏组件造成的损伤,避免出现灭火弹被光伏组件格挡而影响火情被扑灭的情况。
18.其中,高空支架根据覆盖范围,在每个覆盖范围内的最高点安装,其每个高空支架上安装的监控设备根据其监控需求自行进行调整,从而可以根据场地的大小以及地形来对场地以及周围进行覆盖,从而更好的发现火情,且每组监控设备包括红外测温摄像头与高清监控摄像头,且在有监控设备损坏时可以通过其他组的监控设备进行替补使用,从而避免在侦查时因设备损坏而出现错漏。
19.其中,无人机基站中的监控无人机为油电混合无人机且安装有监控设备,在日常使用中通过电动进行巡检,并在发生火情时通过油动高续航负责在高空监控火情发展来提高火情的情报,其余两个均为油动无人机,对无人机进行分工,且油电混合无人机可以通过电力进行日常巡航探测,通过汽油动力时可以长时间运行来进行灭火,从而节省无人机的使用成本。
20.其中,监测盲区监控包括建立山地光伏电站以及周围的地形的监测模型,并通过对监测盲区进行重点标记,从而在监控系统检测到温度变化时快速报警,可以清楚的知晓发生火情的位置以及地区情况,从而更好的辅助工作人员操作以及进行灭火作业。
21.其中,在灭火时,通过无人机灭火弹投放器,而带有监控设备的无人机在中间位置提供视野以及数据支持,而带有通信设备的无人机在靠近基站的一侧为无人机提供信号支持,同时三个无人机携带灭火弹投放器,并呈倾斜状设置在逆风处对其进行投放,在操作人员的控制下对火情区域进行精准灭火,通过在逆风处可以避免火焰以及燃烧时产生的气浪会影响到无人机的分析姿态。
22.其中,巡检无人机的日常巡检路线可以根据火情识别系统运行时产生的危险点,根据算法对危险点的危险程度以及顺序进行排列后自动规划航线,从而提高无人机的巡检效率,火情判别是基于山地光伏电站以及周围的地形的监测模型,并通过监控设备下火情的扩散以及外部风速以及方向,将以上数据通过火险预警模型算法进行计算,自动计算与标注的火情的方向以及规模,降低误判,自动研判并方便与外部控制人员联动,可以分别由控制程序控制无人机进行自动灭火,以及控制人员控制无人机进行灭火。
23.山地林光互补光伏电站火灾综合管控一体化系统的使用方法,包括以下步骤:第一步:通过监控设备的最佳监控范围,在山地光伏电站内安装若干个高空支架,并通过高空支架上安装的监控设备对山地光伏电站进行覆盖,同时高空支架安装座监控范围内的最高点,并通过若干个高空支架上的监控设备对山地光伏电站进行扫描,然后得出扫描时的死角盲区,然后通过整改对部分可整改或者整改成本较低的死角盲区进行去除或缩小,之后根据整改完成的山地光伏电站以及附近地形建立数据模型;第二步:环形转动设备会带动监控设备进行环形转动并对监控范围内进行巡检,同时巡检无人机带动监控设备对在高空对地面进行巡检,且在有高空支架上的监控设备损坏时通过备用的监控设备进行接替使用,以及在检测到火情时,附近的高空支架都通过一组监控设备进行持续巡检,并启动另一组监控设备对火情区域进行持续监控,同时巡检无人机在火情的监控死角一侧进行监控,从而由多方位对火情进行识别以及了解;第三步:通过将现场的火情、风向以及风速结合山地光伏电站以及周围的地形的监测模型,并通过火险预警模型算法计算出,火情的扩散方向、需要出动的灭火无人机数量、灭火位置、最佳灭火点等信息,并联动外部的控制人员控制无人机出动,在使用过程中,带有监控设备的无人机在中间位置提供视野以及数据支持,而带有通信设备的无人机在靠近基站的一侧为无人机提供信号支持,同时三个无人机携带灭火弹投放器,并呈倾斜状设置在逆风处对其进行投放灭火弹,并在操作人员的控制下对火情区域进行精准灭火。
24.以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施方式和说明书中的描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入本发明要求保护的范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
网友询问留言已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
技术分类