近年来，分布式光伏的新增装机容量所占的比例不断增大，而分布式光伏电站的 运维也面临日益严峻的挑战。光伏组件在运行中经常因灰尘覆盖、树木遮挡 、组件损坏等原 因导致组件发电效能降低 ，设备损坏频发 ，严重影响项目投资收益 。采用人工巡检需要花费 大量的时间和精力，标准不统一 ，效率低下 ，成本高，风险突出 。随着无人机技术快速发展 ， 应用无人机的巡航能力对光伏组件进行检测 ，将有广阔的发展前景。
在光伏电站的长期运行中，光伏组件难免有鸟禽排泄物 、浮土、落叶等遮挡物 ，另 外光伏电池板还有发黄 、气泡 、破裂故障 ，这些故障可以通过视觉观察发现；其他缺陷如电池损坏、蜗牛纹等内部故障则不容易通过视觉观察发现 。但光伏组件故障时，组件中某些电池单片的电流以及电压发生了变化 ,光伏组件额定电压降低的同时 ，还导致局部电流与电压之积增大 ，致使组件的局部温度上升，这种现象叫热斑效应 。热斑效应产生时因为局部温度明显高于组件整体温度，这类故障可以通过红外成像的方法检测到。
热斑故障是在目前的光伏电站中发生最多的故障 ，也是光伏发电中常见的问题 ， 热斑故障对目前光伏电站来说有着严重的影响，减少了发电站的发电量的同时也降低了光 伏组件的使用寿命 ，对电站的安全稳定运行埋下了隐患 。
问题拆分
包括无人机系统 、光伏组件附加装置 、地面 控制中心和无人机自动充电装置 。所述无人机系 统上搭载有飞控模块、GPS定位系统 、高分辨率 CCD照相机 、红外热成像相机、无线图像传输装 置；所述光伏组件附加装置是在每一单元光伏组 件上安装压差器 ，所述压差器连接光伏组件无线 信号发射器；所述地面控制中心设有无线信号接 收器 、无线图像接收装置 、路径规划系统、计算机 图像处理系统和报警显示装置。本装置为设计无 人机在光伏电站巡航检测或定点检测光伏组件 的运行状态并拍照传输至地面控制中心，目的是 检测到光伏组件上由于外部落叶覆盖、破损等可 见故障和内部产生的热斑故障 。
问题解决
1 .一种无人机在光伏电站组件故障检测装置 ，其特征在于装置包括无人机系统(1) 、光 伏组件附加装置(2) 、地面控制中心(3)和无人机自动充电装置(4)；所述无人机系统(1)上 搭载有飞控模块(5)、GPS定位系统(6) 、高分辨率CCD照相机(7) 、红外热成像相机(8)、无线 图像传输装置(9)；所述光伏组件附加装置(2)是在每一单元光伏组件上安装压差器(10) ， 所述压差器(10)连接光伏组件无线信号发射器(11)；所述地面控制中心(3)设有无线信号 接收器(12) 、无线图像接收装置(13) 、路径规划系统(14)、计算机图像处理系统(15)和报警 显示装置(16) 。
2 .根据权利要求1所述一种无人机在光伏电站组件故障检测装置，其特征在于装置设 置巡航检测模式和定点检测模式；在巡航检测模式中 ，无人机系统(1)由路径规划系统(14) 规划路径指引下 ，飞控模块(5)调整无人机降到合适高度和角度，按照设定的巡航速度 ，由 高分辨率CCD照相机(7) 、红外热成像相机(8)对光伏电站内光伏组件进行拍照 ，得到一组光 伏组件的表面和内部温度照片，由无线图像传输装置(9)将图像及对应GPS位置信息传回地 面控制中心(3)完成数据传输任务。
3 .根据权利要求2所述一种无人机在光伏电站组件故障检测装置，其特征在于定点检 测模式中 ，在光伏电站的每个单元光伏组件安装压差器(10)并连接无线信号发射器(11) ， 光伏组件发生故障以后输出电压减小，压差器(10)检测的光伏组件的输出电压与参考电压 之差大于设定值时由无线信号发射器(11)向地面控制中心(3)发出信号等待检测 。
4 .根据权利要求3所述一种无人机在光伏电站组件故障检测装置 ，其特征在于 ，地面控 制中心(3)接收到光伏组件的无线信号，路径规划系统(14)引导无人机抵达目标组件 ，飞控 模块(5)调整合适高度和相机角度 ，高分辨率CCD照相机(7) 、红外热成像相机(8)拍摄组件 高清和红外图像，并标注对应组件GPS位置信息 。
5 .根据权利要求4所述一种无人机在光伏电站组件故障检测装置 ，其特征在于 ，无人机 系统(1)上搭载无线图像传输装置(9)和地面控制中心(3)设有无线图像接收装置(13)构成 数据的实时传输装置，计算机图像处理系统对接收到的图片进行预处理和识别 ，判断高清 图像是否产生可见故障 ，判断电池板红外图像是否产生热斑，得出结论，将确定为产生故障 的光伏组件由报警显示装置(16)发出报警并显示其故障类型和位置信息。
6 .根据权利要求5所述一种无人机在光伏电站组件故障检测装置 ，其特征在于 ，大型光 伏电站的无人机巡航路径设定及无人机自动充电装置(4)的位置安排，无人机巡航时避免 在光伏组件的正上空飞行且路径按照光伏电站电子地图规划 ，确保无人机可以检测到所有 组件且路径合理 ，无人机自动充电装置为还未完成任务的无人机提供自动充电条件且其安 装位置能提供最大的服务半径。
7 .权利要求1‑6所述一种无人机在光伏电站组件故障检测装置，其特征在于该装置的 技术方案为：
(1)、无人机系统(1)上搭载有飞控模块(5) 、GPS定位系统(6) 、高分辨率CCD照相机(7)、 红外热成像相机(8)、无线图像传输装置(9)在路径规划系统控制下 ，按照设定路径飞行 ，对 光伏电站内所有光伏组件进行拍照，将GPS定位系统(6)的位置信息标注在图像上 ，图片传 输到地面控制中心(3)的无线图像接收装置(13)；
(2) 、光伏电站的每个单元光伏组件安装压差器(10)以及无线信号发射器(11) ，光伏组件输出电压下降时，压差器(10)检测到电压低于设定值时由无线信号发射器(11)向地面控制中心(3)发出信号 ，等待无人机飞至对应光伏组件定点拍照；
(3) 、到达目的地点的无人机在飞控模块(5)控制下降低飞行高度调整相机角度 ，由高分辨率CCD照相机(7)、红外热成像相机(8)对所对应的光伏面板并进行拍照并发送给无线 图像传输装置(9)，完成拍照任务的无人机飞至原高度并返航 。图片传输到地面控制中心 (3)的无线图像接收装置(13)，光伏组件的位置信息传输给计算机 ，计算机图像处理系统对 接收到的图片进行预处理和识别 ，将确定为产生故障的光伏组件由报警显示装置(16)发出 报警并显示其故障类型和位置信息；
(4) 、自动充电装置(4)为电量不足百分之二十的无人机提供自动充电条件，充电装置 位置满足无人机在低电量条件下从站内任何位置均可安全抵达 。
