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)電儲能項目的防災防火等安全性問題頗受重視。一旦發(fā)生火災，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，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：光伏電站火災預警解決方案
優(yōu)勢：無死角火災監(jiān)測，實時準確預警，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識別技術開展研究，重點研制光伏電站火災預警系統(tǒng)，實現(xiàn)光伏場區(qū)火災實時監(jiān)測與準確預警，能夠在發(fā)生火災隱患(含隱火)時起到早期預警的目的，減少光伏電站因火災造成設備損壞及電量損失。
“端-邊-云”煙火檢測
“端-邊-云”煙火檢測架構，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確率。
光伏電站火災預警系統(tǒng)
系統(tǒng)具備實時全程監(jiān)控、火災預警監(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;設計風壓：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，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器，對數(shù)據(jù)進行深度識別分析;
監(jiān)控室內(nèi)部署應用服務器、管理配置服務器，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
◆ 火情識別準確率達90%以上
◆ 火源像素20*20最小化識別
◆ 識別響應速度0.01s
基于本項目建設的火災預警系統(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)境且缺少消防設備設施、消防車難以進入的區(qū)域實施早期火災及火災隱患檢測,減少因火災帶來的設備損壞、經(jīng)濟損失。同時可減少因火災可能引發(fā)與地方居民的矛盾,對地方山林火災防控具有積極作用。
技術推廣應用場景廣泛
該項目的研究成果,可為地面集中式光伏電站火災防控技術提供參考,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，例如風力發(fā)電場、野外施工區(qū)域等。
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