一种AI智能移动端可视化定时自主运行光伏电站清洗智能管控系统的制作方法

本发明涉及光伏电站运维系统，特别涉及一种ai智能移动端可视化定时自主运行光伏电站清洗智能管控系统。

背景技术：

1、光伏电站的光伏板长期暴露于室外环境中，大气中的灰尘、鸟粪、沙尘、工业排放物等污染物会不断沉积于光伏板表面。灰尘沉积会遮挡阳光照射，降低光伏板的透光率和光吸收能力，导致光伏组件的输出功率下降。

2、目前，光伏板的清洗主要存在以下问题：

3、1、现有技术中，各光伏电站的清洗周期多根据人为经验进行调整，没有针对光伏组件清洗周期对发电量影响的数据进行系统分析，无法确定具体光伏电站光伏组件的最佳清洗周期。

4、对于采用分布式旋转喷头沿光伏阵列铺设的清洗系统，现有控制方案难以实现对单个喷头的精确独立控制和分组协同控制。不同区域的光伏板由于位置、风向、周边环境等因素的差异，其污染程度往往不同，但现有技术大多采用统一的清洗参数对所有光伏板进行清洗，无法根据各区域的实际污染程度实施差异化清洗，造成水资源浪费和清洗不彻底并存的问题。

5、虽然部分光伏电站已配备降雨量传感器和风速风向传感器等环境监测设备，但这些数据多用于气象监测和风险预警，未能充分利用降雨的自然清洁效应来优化清洗策略，也未能根据风速风向数据调整清洗作业的启停决策。

6、大型光伏电站中清洗设备数量众多、分布范围广泛，现有通信方案在通信距离、抗干扰能力、组网灵活性等方面存在局限。

7、运维人员无法便捷地远程掌握清洗作业全貌和设备运行状态。

8、为此，提出一种ai智能移动端可视化定时自主运行光伏电站清洗智能管控系统。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供一种ai智能移动端可视化定时自主运行光伏电站清洗智能管控系统，以解决或缓解现有技术中存在的技术问题之一，至少提供一种有益的选择。

2、本发明实施例的技术方案是这样实现的：一种ai智能移动端可视化定时自主运行光伏电站清洗智能管控系统，包括：

3、感知层，包括光伏板污染感知模块和环境感知模块；所述光伏板污染感知模块包括图像采集单元和光电性能检测单元，所述图像采集单元用于采集光伏板表面图像以识别灰尘覆盖率与污染分布，所述光电性能检测单元用于实时采集光伏板的输出电性能参数并计算发电效率衰减率；所述环境感知模块至少包括降雨量传感器和风速风向传感器；

4、决策层，包括边缘计算网关和ai智能决策引擎；所述边缘计算网关部署于光伏电站现场，用于接收并预处理所述感知层上传的多源数据，并运行ai推理模型；所述ai智能决策引擎用于根据所述多源数据生成清洗决策；

5、执行层，包括rs485/lora网关、阀门控制器和旋转喷头执行机构；所述rs485/lora网关用于实现上层rs485有线通信与下层lora无线通信的协议转换，所述阀门控制器接收控制指令并驱动所述旋转喷头执行机构动作；

6、应用层，包括移动端app和云端管理平台，用于实现远程监控、控制、参数设置及数据管理。

7、进一步优选的：所述ai智能决策引擎包括：

8、污染程度评估模块，分别与所述图像采集单元和所述光电性能检测单元数据连接，用于获取灰尘覆盖率与发电效率衰减率，并分别与各自预设阈值进行比较，根据比较结果输出各光伏板区域的污染程度判定结果；

9、清洗策略优化模块，用于根据各区域的污染程度差异、降雨量数据和风速风向数据，生成包含清洗时机、清洗参数及喷头选择的最优清洗策略。

10、进一步优选的：所述清洗策略优化模块包括：

11、降雨评估单元，用于评估当前降雨强度是否达到有效清洁阈值，并在达到所述阈值时暂缓人工清洗并标记待自然清洁；

12、差异化清洗参数生成单元，用于根据不同区域的污染程度差异化生成水压参数和冲洗时长参数；

13、喷头选择与分组策略单元，用于根据污染区域的空间分布选择需开启的喷头编号及喷头组。

14、进一步优选的：所述执行层采用两级通信架构：

15、上层通信为所述边缘计算网关与所述rs485/lora网关之间通过rs485总线连接；

16、下层通信为所述rs485/lora网关与各所述阀门控制器之间通过lora无线通信连接，所述rs485/lora网关维护各阀门控制器的lora节点地址与物理安装位置的映射关系，并支持对多个lora节点进行虚拟分组，通过组编号实现组内多个阀门控制器的同步指令下发。

17、进一步优选的：所述阀门控制器采用modbus rtu协议通信，支持功能码0x05实现单阀门开关控制以及功能码0x01实现阀门状态查询；每个阀门控制器对应唯一的lora节点地址，每个节点预留200个寄存器的地址空间，节点间偏移量为200；寄存器地址映射至少包括节点lora地址、信号强度、电量、频点号、传感器数值寄存器以及阀门状态寄存器。

18、进一步优选的：所述阀门状态寄存器中预定义数值0表示关闭状态、数值10表示开启状态、数值90表示关闭异常状态、数值100表示开启异常状态；所述rs485/lora网关在阀门控制器未在规定时间内返回应答时，通过中断线通知所述边缘计算网关并返回modbus超时错误码。

19、进一步优选的：所述环境感知模块还包括温湿度传感器和光照强度传感器；所述图像采集单元为部署于光伏阵列中预设监测点位的光伏板旁的工业级摄像头。

20、进一步优选的：所述边缘计算网关内置基于u-net或resnet架构的深度学习图像识别模型，用于自动识别光伏板表面的灰尘覆盖率和污渍分布位置。

21、进一步优选的：所述移动端app具备实时查看现场摄像头视频画面、远程手动选择喷头并设置冲洗时长、接收设备故障与异常状态报警推送、以及远程调整所述预设阈值和定时清洗计划的功能；所述云端管理平台用于存储历史清洗记录、发电数据和环境数据。

22、进一步优选的：每个所述旋转喷头由对应的电磁阀控制供水通断，所述电磁阀集成于所述阀门控制器中，所述阀门控制器采用脉冲阀门控制技术驱动所述电磁阀的通断动作。

23、本发明实施例由于采用以上技术方案，其具有以下优点：

24、一、本发明通过图像采集单元识别光伏板表面的灰尘覆盖率，通过光电性能检测单元实时采集光伏板的输出电性能参数并计算发电效率衰减率，当灰尘覆盖率超过第一预设阈值或发电效率衰减率超过第二预设阈值时，ai智能决策引擎即判定对应光伏板区域达到待清洗条件并触发清洗决策流程，实现了清洗决策从依赖人工经验向数据驱动的智能化转变，避免了固定周期清洗带来的清洗不及时或过度清洗问题。

25、二、本发明通过清洗策略优化模块中的差异化清洗参数生成单元，根据不同区域的污染程度差异化生成水压参数和冲洗时长参数，通过喷头选择与分组策略单元根据污染区域的空间分布选择需开启的喷头编号及喷头组，实现了对分布式旋转喷头的精确独立控制和分组协同控制。

26、三、本发明通过降雨评估单元根据降雨量传感器数据，在降雨时暂缓人工清洗并标记待自然清洁，充分利用自然降雨的清洁效应，减少不必要的人工清洗和水资源消耗；同时结合风速风向数据，可在风速超过安全阈值时延迟清洗作业，避免水雾飘散带来的安全隐患。

27、四、本发明采用边缘计算网关与rs485/lora网关之间通过rs485总线连接、rs485/lora网关与各阀门控制器之间通过lora无线通信连接的两级通信架构，既保证了核心设备之间的稳定有线通信，又实现了对分布式清洗设备的大范围无线覆盖。

28、五、本发明通过移动端app实现实时查看现场摄像头视频画面、远程手动选择喷头并设置冲洗时长、接收设备故障与异常状态报警推送、以及远程调整预设阈值和定时清洗计划等功能，通过云端管理平台存储历史清洗记录、发电数据和环境数据，实现了光伏板清洗的远程可视化管控。

29、上述概述仅仅是为了说明书的目的，并不意图以任何方式进行限制。除上述描述的示意性的方面、实施方式和特征之外，通过参考附图和以下的详细描述，本发明进一步的方面、实施方式和特征将会是容易明白的。