根據(jù)國家能源局數(shù)據(jù)顯示，截至2021年底，我國光伏發(fā)電并網(wǎng)裝機容量達到3.06億千瓦，連續(xù)7年穩(wěn)居全球首位，有效促進了節(jié)能降耗、低碳減排。隨著我國光伏發(fā)電裝機規(guī)模的不斷提升，光伏發(fā)電儲能項目的防災(zāi)防火等安全性問題頗受重視。一旦發(fā)生火災(zāi)，光伏電站企業(yè)很可能面臨巨額經(jīng)濟損失。
項目概覽
客戶：某集團旗下大型光伏電站
場景：光伏發(fā)電，利用荒山建設(shè)，總裝機容量41.7MW，經(jīng)升壓站主變升壓至110kV接入變電站
方案：光伏電站火災(zāi)預(yù)警解決方案
優(yōu)勢：無死角火災(zāi)監(jiān)測，實時準(zhǔn)確預(yù)警，多維判定煙火狀態(tài)，自動巡檢
項目痛點
光伏區(qū)外火災(zāi)事件時有發(fā)生
涉及到13個自然村，所在地植被茂盛，周邊人煙密集
火災(zāi)識別原始干擾多，誤報率高
檢測難度高
煙霧形態(tài)多變、紋理復(fù)雜，監(jiān)測數(shù)據(jù)分析能力不足
解決方案
本項目圍繞基于可見光和熱成像雙鑒的火災(zāi)識別技術(shù)開展研究，重點研制光伏電站火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)，實現(xiàn)光伏場區(qū)火災(zāi)實時監(jiān)測與準(zhǔn)確預(yù)警，能夠在發(fā)生火災(zāi)隱患(含隱火)時起到早期預(yù)警的目的，減少光伏電站因火災(zāi)造成設(shè)備損壞及電量損失。
“端-邊-云”煙火檢測
“端-邊-云”煙火檢測架構(gòu)，前端感知采用6-180mm遠紅外熱成像儀與200萬像素高清可見光透霧攝像儀的雙光譜智能監(jiān)測云臺攝像機結(jié)合邊端“前置林火智能識別報警器”對圖像數(shù)據(jù)進行初步識別分析。其中可見光負責(zé)煙火識別，并在霧霾天氣下提供清晰的近距離火情現(xiàn)場視頻圖像。遠程近紅外攝像儀負責(zé)探測區(qū)域異常溫度?？梢姽庾R別與近紅外溫度異常識別相結(jié)合，多維判定煙火狀態(tài)。
經(jīng)過邊端初步識別的數(shù)據(jù)，將推送到光伏電站指揮中心光伏電站防火邊緣檢測服務(wù)器進行二次煙火識別，并輸出最終報警信息。通過二次識別分析，可有效提高煙火識別準(zhǔn)確率。
光伏電站火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)
系統(tǒng)具備實時全程監(jiān)控、火災(zāi)預(yù)警監(jiān)測、火情報警、火情定位、錄像調(diào)取、告警配置等模塊，全天候自動巡檢光伏場區(qū)。
監(jiān)控鐵塔
兩座21米四柱熱鍍鋅防腐角鋼塔;設(shè)計風(fēng)壓：0.45KN/㎡;垂直度：≤1/1000;抗震烈度：8度。
雙光譜智能監(jiān)測云臺攝像機
高精度可見光和熱成像雙鑒智能云臺;360°監(jiān)測;光伏場區(qū)全覆蓋。
工作原理
雙光譜智能監(jiān)測云臺部署于鐵塔頂部，前端采集光伏場區(qū)圖像數(shù)據(jù);
前置林火智能識別報警器安裝于塔下智能配電箱內(nèi)，實時接收云臺攝像頭數(shù)據(jù)，并對圖像數(shù)據(jù)進行智能識別分析，煙火檢測;
光伏場區(qū)現(xiàn)場所采集的圖像數(shù)據(jù)，利用場區(qū)內(nèi)已有傳統(tǒng)安防視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，將數(shù)據(jù)回傳至遷西光伏電站中控室;
監(jiān)控室內(nèi)部署光伏電站防火邊緣檢測服務(wù)器，對數(shù)據(jù)進行深度識別分析;
監(jiān)控室內(nèi)部署應(yīng)用服務(wù)器、管理配置服務(wù)器，分別用于系統(tǒng)平臺部署、系統(tǒng)配置。
實施效果
視頻墻
云臺控制
火情定位
◆ 火情識別準(zhǔn)確率達90%以上
◆ 火源像素20*20最小化識別
◆ 識別響應(yīng)速度0.01s
基于本項目建設(shè)的火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)，可實現(xiàn)某大型光伏電站光伏區(qū)24小時無死角火災(zāi)監(jiān)控，保證第一時間發(fā)現(xiàn)火情，定位火情。對野外環(huán)境且缺少消防設(shè)備設(shè)施、消防車難以進入的區(qū)域?qū)嵤┰缙诨馂?zāi)及火災(zāi)隱患檢測,減少因火災(zāi)帶來的設(shè)備損壞、經(jīng)濟損失。同時可減少因火災(zāi)可能引發(fā)與地方居民的矛盾,對地方山林火災(zāi)防控具有積極作用。
技術(shù)推廣應(yīng)用場景廣泛
該項目的研究成果,可為地面集中式光伏電站火災(zāi)防控技術(shù)提供參考,對推動電站安全穩(wěn)定運行具有重要意義。該技術(shù)還可以移植至所有敞開式環(huán)境且缺少消防系統(tǒng)的作業(yè)場地，例如風(fēng)力發(fā)電場、野外施工區(qū)域等。
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