【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于光伏火灾预警，具体涉及一种光伏组件火灾三级预警系统及方法。
技术介绍
1、随着我国科技的发展与进步，新能源发电已经成为未来发展趋势，其中，光伏板组件是一种暴露在阳光下便会产生直流电的发电装置，由几乎全部以半导体物料(例如硅)制成的薄身固体光伏电池组成，具有无污染、发电效率高的特点。但是在异常天气状况，光伏板组件自身质量问题，安装问题等影响下非常容易发生火灾，破坏了光伏板组件地区的设备，严重影响了光伏板组件的发电效率。
2、当前很多地区都设置有火灾报警装置，设置有烟雾传感器或视频烟雾报警，当空气中的烟雾浓度大或视频检测到烟雾时则控制报警器发生报警，提醒工作人员进行灭火。但这两种报警技术报警时间距离火灾发生时间近，留给应急处置的时间短，一旦蔓延很难扑救及时。除此之外，大多数研究人员重心放置在烟气火焰和温度预警方面，忽略了天气超前预警的重要性。
3、因此，如何提供一种可以预测火灾火情，防止火灾突发性以及随机性给光伏板组件带来极大危害的预警方法，是目前有待解决的技术问题。
技术实现思路
1、本专利技术为了解决现有技术中的不足之处，提供一种预警全面、可超前发现火情、安全可靠、大大降低损失的光伏组件火灾三级预警系统及方法。
2、为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：一种光伏组件火灾三级预警系统，包括总控显示器、异常天气预警单元、异常温度预警单元和云室颗粒浓度预警单元；
3、总控显示器为集成控制中心，内含异常天气火险等级算法
4、异常天气预警单元包括天气状况参数接收器和火险参数查询模块；天气状况参数接收器用于接收气象台发布的天气数据；火险参数查询模块和总控显示器设置为一体，对当前天气状况和未来天气情况进行预警和火险等级划分；天气状况参数接收器和火险参数查询模块的信号输出端均与总控显示器的信号输入端连接；
5、异常温度预警单元包括红外热成像摄像头、红外温度传感器和异常温度查询模块，红外热成像摄像头的信号输出端与总控显示器的信号输入端连接，红外温度传感器设在光伏板组件上，总控显示器通过温度反馈控制线路与红外温度传感器双向信号连接；异常温度查询模块和总控显示器连接并设置为一体；
6、云室颗粒浓度预警单元包括光伏组件颗粒物浓度检测仪器、颗粒物浓度检测通道和光伏颗粒物各项浓度参数查询模块，颗粒物浓度检测通道的进口端临近光伏板组件，颗粒物浓度检测通道的出口端与光伏组件颗粒物浓度检测仪器连接，光伏组件颗粒物浓度检测仪器的信号输出端通过颗粒物浓度反馈控制线路与总控显示器的信号输入端连接，光伏组件颗粒物浓度检测仪器的信号输入端通过联动线路与总控显示器的信号输出端连接，光伏颗粒物各项浓度参数查询模块和总控显示器连接并设置为一体。
7、红外热成像摄像头包括红外光学系统、红外探测器和算法平台，红外热成像摄像头用于探测光伏板组件区域温度变化情况和实时温度数据；视频或图像经过先经过红外光学系统，再经过红外探测器传输到算法平台，算法平台得到的视频信息经比较超过设定温度或者温升速率变化阈值时，经温度反馈控制线路将信号发送给总控显示器，由总控显示器自动启动该区域位置的红外温度传感器。
8、红外温度传感器包括外壳，外壳一侧设有窗口，外壳另一侧设有引脚，外壳内设有遮光片、热电元件、场效应管和支撑环，红外温度传感器用于对光伏板组件某一局部位置的温度值进行实时监测；光伏板组件红外辐射经过窗口，穿过遮光片，由热电元件（光电二极管）接收并转化为电信号，经由场效应管（信号处理电路）对接收的信号进行处理，最后通过引脚输出和光伏板组件温度相关的电信号。
9、火险参数查询模块包括显示火险因子参数模块、当前天气火险等级模块和未来几天火险等级预测模块；
10、天气状况参数接收器用于实时接收天气状况参数，并录入总控显示器中；天气预警方面，操控显示火险因子参数模块、当前天气火险等级模块和未来几天火险等级预测模块的触摸按键在总控显示器分别显示火险因子参数、当前天气火险等级和未来几天火险等级预测。
11、异常温度查询模块包括异常温度定位模块、红外热成像摄像头监控温度值或温升速率模块、启动红外温度传感器模块和红外温度传感器监控温度值或温升速率模块；
12、操控异常温度定位模块、红外热成像摄像头监控温度值或温升速率模块、启动红外温度传感器模块和红外温度传感器监控温度值或温升速率模块的触摸按键在总控显示器分别显示异常温度区域位置的视频图像及异常温度定位、获取实时红外热成像摄像头显示的光伏板组件的温度值和温升速率变化情况、手动启动红外温度传感器而不需要经过温度反馈控制线路、红外温度传感器关于区域位置更加准确的温度值和温升速率测量变化数据。
13、红外温度传感器监测到温度值或者温升速率变化超过设定阈值时，经温度反馈控制线路将信号传输给总控显示器，由总控显示器经由联动线路，控制启动光伏组件颗粒物浓度检测仪器启动，光伏板组件颗粒物经过光伏颗粒物浓度检测通道输送至光伏组件颗粒物浓度检测仪器，光伏组件颗粒物浓度检测仪器完成浓度检测后，经过颗粒物浓度反馈控制线路将光伏板组件颗粒物各项浓度参数输送至总控显示器；
14、操控光伏颗粒物各项浓度参数查询模块的触摸按键在总控显示器显示光伏板组件的光伏颗粒物各项浓度参数。
15、一种光伏组件火灾三级预警系统的三级预警方法，包括以下步骤：
16、（1）异常天气预警单元实时获取并记录中央气象台发布的光伏板组件地区的天气状况，基于层次分析法确定火险因子权重，基于国家林火行业标准火险级别和火险边界值，利用模糊综合评价法确定火险等级，做出第一级预警；
17、（2）异常温度预警单元的红外热成像摄像头获取光伏板组件所在区域内的温度变化速率和实时温度，确定位置后利用红外温度传感器确定该位置更加精准的温度值和温度变化；当温度达到红外温度传感器设定的阈值时作出第二级预警；
18、（3）将二级预警动作信号作为云室颗粒浓度预警单元启动信号，光伏组件颗粒物浓度检测仪器探测光伏板组件特定化合物热解粒子浓度，当特定化合物粒子浓度达到阈值时作出第三级预警，并通知有关部门采取相应的应急救援行动。
19、步骤（1）中基于气象台天气数据作出的第一级预警具体为：
20、实时获取并记录中央气象台发布的天气数据中的日照辐射、风速、降水、温度、湿度、雷击风险等火险因子参数；
21、根据层次分析法，利用专家打分的方式确定各火险因子所占的权重，并提前录入总控显示器1：
22、根据全国森林火险天气等级确定光伏火灾火险等级，将其划分为五个等级：安全，临界，较危险，特别危险，极度危险；
23、根据模糊综合评价法，基于层次分析法的权重，建立因素集，评语集，进行单因素模糊评价和模糊综合评价确定火险等级，并确定不同火险因子对应火险等级的隶属度，最大隶属度对应的火险等级即为最终的火险等级；
24本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种光伏组件火灾三级预警系统，其特征在于：包括总控显示器、异常天气预警单元、异常温度预警单元和云室颗粒浓度预警单元；
2.根据权利要求1所述的一种光伏组件火灾三级预警系统，其特征在于：红外热成像摄像头包括红外光学系统、红外探测器和算法平台，红外热成像摄像头用于探测光伏板组件区域温度变化情况和实时温度数据；视频或图像经过先经过红外光学系统，再经过红外探测器传输到算法平台，算法平台得到的视频信息经比较超过设定温度或者温升速率变化阈值时，经温度反馈控制线路将信号发送给总控显示器，由总控显示器自动启动该区域位置的红外温度传感器。
3.根据权利要求2所述的一种光伏组件火灾三级预警系统，其特征在于：红外温度传感器包括外壳，外壳一侧设有窗口，外壳另一侧设有引脚，外壳内设有遮光片、热电元件、场效应管和支撑环，红外温度传感器用于对光伏板组件某一局部位置的温度值进行实时监测；光伏板组件红外辐射经过窗口，穿过遮光片，由热电元件（光电二极管）接收并转化为电信号，经由场效应管（信号处理电路）对接收的信号进行处理，最后通过引脚输出和光伏板组件温度相关的电信号。
4.根
5.根据权利要求4所述的一种光伏组件火灾三级预警系统，其特征在于：异常温度查询模块包括异常温度定位模块、红外热成像摄像头监控温度值或温升速率模块、启动红外温度传感器模块和红外温度传感器监控温度值或温升速率模块；
6.根据权利要求5所述的一种光伏组件火灾三级预警系统，其特征在于：红外温度传感器监测到温度值或者温升速率变化超过设定阈值时，经温度反馈控制线路将信号传输给总控显示器，由总控显示器经由联动线路，控制启动光伏组件颗粒物浓度检测仪器启动，光伏板组件颗粒物经过光伏颗粒物浓度检测通道输送至光伏组件颗粒物浓度检测仪器，光伏组件颗粒物浓度检测仪器完成浓度检测后，经过颗粒物浓度反馈控制线路将光伏板组件颗粒物各项浓度参数输送至总控显示器；
7.基于权利要求5所述的一种光伏组件火灾三级预警系统的三级预警方法，其特征在于：包括以下步骤：
8.根据权利要求6所述的一种光伏组件火灾三级预警系统的三级预警方法，其特征在于：步骤（1）中基于气象台天气数据作出的第一级预警具体为：
9.根据权利要求8所述的一种光伏组件火灾三级预警系统的三级预警方法，其特征在于：步骤（2）中基于异常温度预警单元的第二级预警具体为：
10.根据权利要求9所述的一种光伏组件火灾三级预警系统的三级预警方法，其特征在于：步骤（3）中基于云室颗粒浓度预警单元的第三级预警具体为：
...【技术特征摘要】
1.一种光伏组件火灾三级预警系统，其特征在于：包括总控显示器、异常天气预警单元、异常温度预警单元和云室颗粒浓度预警单元；
2.根据权利要求1所述的一种光伏组件火灾三级预警系统，其特征在于：红外热成像摄像头包括红外光学系统、红外探测器和算法平台，红外热成像摄像头用于探测光伏板组件区域温度变化情况和实时温度数据；视频或图像经过先经过红外光学系统，再经过红外探测器传输到算法平台，算法平台得到的视频信息经比较超过设定温度或者温升速率变化阈值时，经温度反馈控制线路将信号发送给总控显示器，由总控显示器自动启动该区域位置的红外温度传感器。
3.根据权利要求2所述的一种光伏组件火灾三级预警系统，其特征在于：红外温度传感器包括外壳，外壳一侧设有窗口，外壳另一侧设有引脚，外壳内设有遮光片、热电元件、场效应管和支撑环，红外温度传感器用于对光伏板组件某一局部位置的温度值进行实时监测；光伏板组件红外辐射经过窗口，穿过遮光片，由热电元件（光电二极管）接收并转化为电信号，经由场效应管（信号处理电路）对接收的信号进行处理，最后通过引脚输出和光伏板组件温度相关的电信号。
4.根据权利要求3所述的一种光伏组件火灾三级预警系统，其特征在于：火险参数查询模块包括显示火险因子参数模块、当前天气火险等级模块和未来几天火险等级预测模块；
5.根据权利要求4所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：娄振，张壮，卢方超，张赛，姚浩伟，秦恒洁，吴则琪，张单，张洋，
申请(专利权)人：郑州轻工业大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。