光伏產(chǎn)業(yè)在今后的發(fā)展中所發(fā)揮的作用將愈發(fā)重要。從目前來看,光伏領(lǐng)域的發(fā)電量增長正逐漸從建設(shè)型增長向運維型增長轉(zhuǎn)變。針對光伏電站巡檢與缺陷診斷受制于復(fù)雜地形的問題,應(yīng)用旋翼無人機(jī)和機(jī)器視覺相配合的光伏電站智能巡檢與缺陷診斷策略已成為當(dāng)前較為有效的解決方案。本文將圍繞上述整體方案進(jìn)行展開,對該方案在實際應(yīng)用中所面臨的幾個關(guān)鍵問題分別提供解決思路:首先本文回顧了在圖像增廣、任務(wù)規(guī)劃等領(lǐng)域的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,為課題后續(xù)的展開提供思路。同時介紹了本文所涉及的六類光伏組件可見光缺陷的成因及紋理結(jié)構(gòu),基于實驗室已有研究,搭建卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（CNN）模型對上述組件缺陷圖像進(jìn)行分類。然后針對分類模型訓(xùn)練所涉及的訓(xùn)練數(shù)據(jù)不足的問題,分別搭建基于深度學(xué)習(xí)的瓦瑟斯坦對抗生成網(wǎng)絡(luò)（WGAN）、循環(huán)對抗生成網(wǎng)絡(luò)（CycleGAN）以及提出基于色彩空間分析和圖層疊加的圖像增廣法分別對光伏組件缺陷圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行增廣,增廣結(jié)果結(jié)合原數(shù)據(jù)構(gòu)建新數(shù)據(jù)庫來訓(xùn)練分類模型,對比說明各個方法的優(yōu)劣及適應(yīng)場景。最后為了簡化任務(wù)規(guī)劃和缺陷診斷的步驟,本文基于光伏電站任務(wù)點模型,提出適用于移動端的模擬退火算法進(jìn)行任務(wù)點間轉(zhuǎn)移路徑的優(yōu)化,同時將... 

【文章來源】：浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

表面破碎

浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文光伏電站智能巡檢與缺陷診斷關(guān)鍵問題概述7池片層因受力而失去原本的性能。前者造成的影響僅是短期內(nèi)的對電池板受光的遮擋以及長期情況下，組件因失去鋼化玻璃的保護(hù)而變得脆弱；而后者則會直接影響整個光伏陣列的性能，組件從發(fā)電到耗電的轉(zhuǎn)變使其溫度升高，從而影響周圍光伏板。觀察2-2光伏組件破碎的缺陷圖像，因造成破碎的原因不同以及破碎的隨機(jī)性，裂紋的特征會有很大的區(qū)別。圖2-2表面破碎2)柵線腐蝕。光伏組件電池片的材料晶體硅是光伏組件將太陽能轉(zhuǎn)化為電能的工具，其原理是晶體硅這類半導(dǎo)體在受到光照的情況下，產(chǎn)生光生伏特效應(yīng)，在PN結(jié)上出現(xiàn)電勢差。而柵線的作用則是給電流的形成提供條件，起到匯流的作用，所以柵線是電流產(chǎn)生的第一級導(dǎo)線。實際巡檢過程中發(fā)現(xiàn)，光伏組件經(jīng)常會出現(xiàn)柵線腐蝕（發(fā)黃）的情況，具體原因可能如下：①生產(chǎn)過程中電池片因暴露在空氣中的時間過長或者層壓的環(huán)節(jié)未控制質(zhì)量出現(xiàn)密封性的問題，導(dǎo)致的柵線氧化；②長期的逆向電壓導(dǎo)致的柵線發(fā)黃等。觀察以下光伏組件柵線腐蝕的缺陷圖像，發(fā)現(xiàn)該缺陷特征在形態(tài)學(xué)上并未和普通光伏組件有所區(qū)別，僅在顏色上可以加以區(qū)分。圖2-3柵線腐蝕3)蝸牛紋。光伏組件電池片層的缺陷還有蝸牛紋。蝸牛紋是指電池片表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生成人食指寬度的變色條紋，也稱為閃電紋或者蚯蚓紋。國內(nèi)外的許多學(xué)者對于該現(xiàn)象的成因做過很多探究，但始終沒有找到直接原因，僅說明

浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文光伏電站智能巡檢與缺陷診斷關(guān)鍵問題概述8高溫、銀與鹵族元素的反應(yīng)等因素都可能為蝸牛紋產(chǎn)生的誘因。但蝸牛紋的產(chǎn)生常伴有組件隱裂的發(fā)生，且同時帶有隱裂缺陷和蝸牛紋的組件與正常組件或者只帶有隱裂的組件相比在發(fā)電效率方面有更高的衰減率。觀察以下光伏組件蝸牛紋的圖像，蝸牛紋為不規(guī)則的曲線，其顏色同原本的光伏組件有很大的聯(lián)系。圖2-4蝸牛紋4)組件黃化。組件黃化為光伏組件中較為嚴(yán)重的缺陷之一。一般情況下產(chǎn)生組件黃化的原因是組件溫度過高導(dǎo)致的電池片燒焦，但因為電池片上下都有EVA層的包裹，所以可以有效防止光伏板起火。組件溫度過高一般存在內(nèi)部短路的情況，燒焦后的光伏組件不再工作，同樣會影響整個光伏陣列的正常運行。組件的黃化一般以單個光伏組件為單位，從圖2-5中觀察到缺陷的表現(xiàn)為電池板部分發(fā)黃。圖2-5組件黃化5)EVA脫落。光伏組件EVA脫落是指在鋼化玻璃層和電池片層之間的EVA層與電池片層發(fā)生剝離的情況。一般光伏組件在使用過程中產(chǎn)生的EVA脫落缺陷是由于助焊劑使用量不合適又遇到外界長期高溫，導(dǎo)致EVA沿柵線出現(xiàn)剝離。而各層原料表面的異物、EVA的原料品質(zhì)以及制作工藝也會導(dǎo)致EVA層的脫落。較小的脫層會導(dǎo)致光伏組件功率的衰減、而大面積的脫層會使組件直接無法使用。EVA脫層部分的顏色一般為灰白色，同電池板柵線的顏色相似，且大部分EVA脫層部分的形狀為沿柵線的不規(guī)則多邊形。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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