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亚美体育 亚美官网光伏电站的安装方案确定方法和装置与流程
栏目:业务动态 发布时间:2024-04-22
 导航:X技术最新专利计算;推算;计数设备的制造及其应用技术  1.本发明涉及光伏设计技术领域,尤其涉及光伏电站的安装方案确定方法和装置。  2.屋顶光伏电站特指在用户建筑物屋顶,以用户侧自发自用、多余电量上网,且在配电系统平衡调节为特征的分布式光伏发电设施。屋顶光伏电站包括光伏组件、光伏逆变器、光伏立柱以及线缆。为保证系统安全可靠运行,还有综合设计防雷系统、保护系统、测控系统等配套设施。  3

  导航:X技术最新专利计算;推算;计数设备的制造及其应用技术

  1.本发明涉及光伏设计技术领域,尤其涉及光伏电站的安装方案确定方法和装置。

  2.屋顶光伏电站特指在用户建筑物屋顶,以用户侧自发自用、多余电量上网,且在配电系统平衡调节为特征的分布式光伏发电设施。屋顶光伏电站包括光伏组件、光伏逆变器、光伏立柱以及线缆。为保证系统安全可靠运行,还有综合设计防雷系统、保护系统、测控系统等配套设施。

  3.目前,对于异形屋顶的勘测和屋顶分布式光伏电站的设计,通常采用人工的方式进行处理。人工处理时一般采用简单的设计方式,直接选取异形屋顶内最大的矩形区域,按照矩形屋顶设计屋顶分布式光伏电站的安装方案,导致大量可利用的区域被浪费。此外,由于屋顶上的情况复杂,使用人工进行勘测,在勘测的过程中存在一定的危险性。

  4.本发明提供了一种光伏电站的安装方案确定方法和装置,通过对待识别屋顶图像识别检测,实现基于屋顶上的障碍物信息确定光伏电站在屋顶上的安装方案,以解决人工勘测屋顶并设计屋顶光伏电站的安装方案,导致大量可利用的区域被浪费,且费时费力,具有一定危险性的问题。

  6.获取待安装光伏电站的屋顶的待识别图像,所述屋顶上存在至少一个障碍物;

  8.根据所述屋顶轮廓信息和所述障碍物信息确定待安装区域;所述待安装区域包括可安装区域和/或不可安装区域;

  10.根据本发明的另一方面,提供了一种光伏电站的安装方案确定装置,包括:

  11.图像获取模块,用于获取待安装光伏电站的屋顶的待识别图像,所述屋顶上存在至少一个障碍物;

  12.信息确定模块,用于根据所述待识别图像确定屋顶轮廓信息和障碍物信息;

  13.区域确定模块,用于根据所述屋顶轮廓信息和所述障碍物信息确定待安装区域,所述待安装区域包括可安装区域和/或不可安装区域;

  14.安装方案确定模块,用于根据所述待安装区域确定所述光伏电站在所述屋顶上的安装方案。

  18.所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序,所述计算机程序

  被所述至少一个处理器执行,以使所述至少一个处理器能够执行本发明任一实施例所述的光伏电站的安装方案确定方法。

  19.根据本发明的另一方面,提供了一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机指令,所述计算机指令用于使处理器执行时实现本发明任一实施例所述的光伏电站的安装方案确定方法。

  20.本发明实施例的技术方案,通过获取待安装光伏电站的屋顶的待识别图像,屋顶上存在至少一个障碍物;根据待识别图像确定屋顶轮廓信息和障碍物信息;根据屋顶轮廓信息和障碍物信息确定待安装区域,待安装区域包括可安装区域和/或不可安装区域;根据待安装区域确定光伏电站在屋顶上的安装方案,解决了人工勘测屋顶并设计屋顶光伏电站的安装方案,导致大量可利用的区域被浪费,且费时费力,具有一定危险性的问题,相比人工勘测方案达到充分利用屋顶的空间精确便利的确定安装方案,节约人力,提高在屋顶上安装光伏电站的工作效率,降低前期勘测的危险性的有益效果。

  21.应当理解,本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征,也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

  22.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

  23.图1是根据本发明实施例一提供的一种光伏电站的安装方案确定方法的流程图;

  25.图3是根据本发明实施例二提供的一种光伏电站的安装方案确定方法的流程图;

  26.图4是根据本发明实施例三提供的一种光伏电站的安装方案确定装置的结构示意图;

  27.图5是实现本发明实施例的光伏电站的安装方案确定方法的电子设备的结构示意图。

  28.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本发明保护的范围。

  29.需要说明的是,本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于

  清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

  31.图1为本发明实施例一提供了一种光伏电站的安装方案确定方法的流程图,本实施例可适用于确定光伏电站在屋顶上的安装方案,该方法可以由光伏电站的安装方案确定装置来执行,该光伏电站的安装方案确定装置可以采用硬件和/或软件的形式实现,该光伏电站的安装方案确定装置可配置于电子设备中。如图1所示,该方法包括:

  32.s110、获取待安装光伏电站的屋顶的待识别图像,屋顶上存在至少一个障碍物。

  33.其中,待安装光伏电站的屋顶上设置至少一个障碍物,该障碍物可以是不可移动障碍物,例如烟囱、炮楼和出入口等;或者也可以是可移动障碍物,例如太阳能和水塔等。

  34.具体的,获取待安装光伏电站的屋顶的待识别图像,该待识别图像中包含屋顶图像和障碍物图像。示例性的,可以通过装载摄像设备的无人机等安全便利的方式采集待安装光伏电站的屋顶的待识别图像,通过对屋顶的待识别图像进行识别代替人工勘测屋顶的过程,避免了人工在勘测的过程中可能发生的危险。

  36.具体的,可以通过深度学习模型和/或图像处理算法对待识别图像进行图像处理、目标检测和图像识别等操作,确定屋顶平面轮廓信息和障碍物平面信息;还可以获取通过激光雷达所确定的屋顶和障碍物的高度信息,从而确定屋顶轮廓信息和障碍物信息。本发明实施例对确定屋顶轮廓信息和障碍物信息的方式不作限定。

  37.示例性的,深度学习模型包括yolov4目标检测模型,或者其他用于目标检测、边缘检测和目标识别的深度学习模型。图像处理算法可以包括:图像滤波算法、图像聚类算法、直线检测算法和边缘检测算法等。

  38.示例性的,屋顶轮廓信息可以包括:屋顶轮廓中的轮廓角点;根据屋顶轮廓信息可以确定屋顶轮廓的尺寸、高度和屋顶形状。待安装光伏电站的屋顶可以是方形、矩形或其他异形形状,一般的,如图2所示,常见的屋顶异形形状包括:l型、凹型、凸型和回字形。障碍物信息可以包括障碍物的大小尺寸、位置和障碍物类型,障碍物类型例如可以是不可移动障碍物或可移动障碍物。

  39.s130、根据屋顶轮廓信息和障碍物信息确定待安装区域,待安装区域包括可安装区域和/或不可安装区域。

  40.其中,待安装区域是指屋顶上待安装光伏电站的区域,由于屋顶上可能放置可能有障碍物等使得部分区域无法安装光伏电站,因此待安装区域包括:可安装区域和/或不可安装区域;可安装区域是指能够安装光伏电站的支柱的区域,不可安装区域是指不可安装光伏电站的支柱的区域。

  41.具体的,根据屋顶轮廓信息和障碍物信息可以确定屋顶区域和屋顶区域中的障碍物区域,根据屋顶区域和屋顶区域中的障碍物区域确定待安装区域。

  42.示例性的,由于障碍物可以包括:可移动障碍物与不可移动障碍物。对于可移动障碍物所在的区域可以作为可安装区域,在需要时只需移动该障碍物即可。对于不可移动障碍物所在的区域若满足一定的条件,不妨碍安装光伏电站,也可以作为可安装区域。

  44.具体的,在确定安装光伏电站在屋顶上的待安装区域之后,还要根据待安装区域确定光伏电站的安装方案,安装方案包括光伏电站的光伏组件和光伏立柱的布局和位置、光伏逆变器的位置,以及光伏电站的缆线.本发明实施例的技术方案,通过获取待安装光伏电站的屋顶的待识别图像,屋顶上存在至少一个障碍物;根据待识别图像确定屋顶轮廓信息和障碍物信息;根据屋顶轮廓信息和障碍物信息确定待安装区域,待安装区域包括可安装区域和/或不可安装区域;根据待安装区域确定光伏电站在屋顶上的安装方案,能够解决人工勘测屋顶并设计屋顶光伏电站的安装方案,导致大量可利用的区域被浪费,且费时费力,具有一定危险性的问题,相比人工勘测方案能够充分利用屋顶的空间精确便利的确定安装方案,节约人力,提高在屋顶上安装光伏电站的工作效率,降低前期勘测的危险性。

  47.对待识别图像进行目标检测,以确定目标识别区域,目标识别区域包括至少一个障碍物区域;

  48.对目标识别区域进行图像识别得到待检测点集,待检测点集包括多个待检测点,多个待检测点包括:目标识别区域的轮廓角点和障碍物区域的中心点;

  49.获取各待检测点的高度信息,高度信息通过激光雷达对各待检测点分别检测得到;

  50.根据目标识别区域的轮廓角点的高度信息确定屋顶轮廓信息;根据障碍物区域和对应中心点的高度信息确定障碍物信息。

  51.具体的,通过对待识别图像进行目标监测,可以确定屋顶的大致区域作为目标识别区域;在屋顶上放置有至少一个障碍物,相应的目标识别区域包括至少一个障碍区区域。对目标识别区域进行图像识别可以得到多个待检测点构成的待检测点集。由于待监测点集包括:目标识别区域的轮廓角点和障碍物区域的中心点,因此,通过激光雷达对各待检测点分别进行定点检测得到各待监测点的高度信息可以包括障碍物高度和屋顶区域的轮廓角点对应的高度信息,从而确定屋顶轮廓信息和障碍物信息。

  52.示例性的,通过使用直线检测算法对俯视图进行检测,获取异形屋顶边缘直线,构建直线点集,从而判断点集交点得到第一屋顶角点集合c;通过使用边缘检测算法,获取异形屋顶边缘点集,提取点集中的拐点,得到第二屋顶角点集合d。由于户用屋顶周围情况复杂以及拍摄角度等原因,集合c与集合d包含的元素并不一定完全相同,因此设定邻域σ,集合c与集合d的点若在同一个邻域σ内则认为是同一个点,该点的坐标为邻域内点的中心点。通过图像处理算法已经得到了多个屋顶角点;通过深度学习算法已经得到了障碍物区域,获取障碍物区域的中心点,根据多个屋顶角点和障碍物区域的中心点构成待检测点集。

  53.示例性的,构建待检测点集时,待检测点集中包括障碍物区域的中心点,通过无人机激光雷达可以获取了中心点的高度,因此可以获取障碍物对应的高度。同时,在待检测点集中包括了屋顶角点的坐标,通过激光雷达也可以获取屋顶角点对应的高度,由于平屋顶各角点高度基本一致。因此设置高度差阈值h,对超过平均高度[-h,h]范围的屋顶角点进行剔除,避免因为图像处理算法不准确带来的误差。依次连接各屋顶角点,可以得到异形屋顶的外轮廓。

  图3为本发明实施例二提供的一种光伏电站的安装方案确定方法的流程图,本实施例对上述实施例的步骤s120进一步细化。如图3所示,该方法包括:

  s210、获取待安装光伏电站的屋顶的待识别图像,屋顶上存在至少一个障碍物。

  具体的,根据屋顶轮廓信息中包含的轮廓角点可以确定屋顶轮廓所包含的区域,将屋顶轮廓所包含的区域确定为屋顶区域。若屋顶上放置有障碍物,在屋顶区域内还包含障碍物区域。

  s240、根据障碍物信息进行障碍物分类,以确定障碍物的障碍物类型;障碍物类型包括:可移动障碍物或不可移动障碍物。

  具体的,根据障碍物信息可以识别障碍物,从而可以确定该障碍物的类型为可移动障碍物或不可移动障碍物。

  示例性的,若通过图像识别模型确定障碍物信息对应的障碍物为太阳能,则确定障碍物类型为可移动障碍物;若通过图像识别模型确定障碍物信息对应的障碍物为出入口,则确定障碍物类型为不可移动障碍物。

  s250、将以下至少一个区域确定为可安装区域:满足预设条件的不可移动障碍物对应的障碍物区域、可移动障碍物对应的障碍物区域和屋顶区域中除障碍物区域之外的其他区域;将屋顶区域中除可安装区域之外的其他区域确定为不可安装区域。

  具体的,对于屋顶区域中除障碍物区域之外的其他区域为空闲区域可以被用于安装光伏电站,因此确定为待安装区域。除此之外,并不是所有放置障碍物的区域都完全不能被利用,对于可移动障碍物对应的障碍物区域,在障碍物被移走之后可以被用于安装光伏电站,因此还可以将移动障碍物对应的障碍物区域确定为可安装区域。对于不可移动障碍物对应的障碍物区域若符合条件,也可以被用于安装光伏电站,因此还可以将满足预设条件的不可移动障碍物对应的障碍物区域确定为可安装区域。可以理解的是,在屋顶区域中除了可安装区域之外的其他区域为不可安装区域。例如,不满足预设条件的不可移动障碍物对应的障碍物区域。

  可选的,预设条件包括:不可移动障碍物对应的障碍物区域的高度和屋顶区域的平均高度的差值小于预设阈值;其中,预设阈值由障碍物区域在屋顶的位置和光伏电站的光伏组件的安装角度确定。

  具体的,由于光伏电站的光伏组件为了能够接收到更多的光照,通过会在安装时设置一定的安装角度,因此光伏电站在不同区域的高度会有一定的高度差。若不可移动障碍物对应的障碍物区域的高度和屋顶区域的平均高度的高度差小于预设阈值,则说明在障碍物区域可以设置光伏电站的支柱和光伏组件。

  示例性的,预设阈值由障碍物区域在屋顶的位置和光伏电站的光伏组件的安装角度确定。在屋顶上建立预设坐标系,该预设坐标系可以是以屋顶的南北方向为横轴,以东西方向为纵轴建立的直角坐标系,获取屋顶的最南侧的边缘的纵轴距离roof_y,获取不可移动障碍物对应的障碍物区域的中心点的纵轴距离area_y,则预设阈值可以为:

  其中,α为光伏电站的安装倾角,由异形屋顶的南北长度确定;space为预设阈值。

  具体的,根据待安装区域的位置对光伏电站的支柱的落点位置进行寻优,找到光伏电站的最优安装位置作为目标安装位置,以使落入可安装区域内的支柱的落点位置最多,而落入不可安装区域内的支柱的落点位置为零或者数量最少,从而使更多的支柱能够支撑光伏电站的光伏组件,减少不可安装区域对光伏电站的安装影响。

  s270,根据待安装区域确定光伏电站在目标安装位置上的目标布局,目标布局包括:柱脚布局和光伏组件布局。

  其中,柱脚是指光伏电站的支柱在屋顶的落脚点,支柱用于支撑光伏电站的光伏组件。

  具体的,在确定光伏电站的目标安装位置以后,还可以进一步确定光伏电站在目标安装位置上的柱脚布局以及对应的光伏组件布局。由于光伏组件需要柱脚对应的支柱的支撑,因此光伏组件布局根据柱脚布局所确定。

  示例性的,根据待安装区域确定光伏电站在目标安装位置上的目标布局的方式可以是:对于待安装区域中的可安装区域,可以根据障碍物的形状、位置以及可移动状态和光伏电站的架构设置柱脚位置;对于待安装区域中的不可安装区域可以不设置柱脚,相应的,也无法支撑光伏组件。

  s280,根据光伏电站在目标布局下所需的缆线长度,确定光伏电站的目标缆线]

  具体的,在确定光伏电站的目标布局之后,还需要根据光伏电站在目标布局下所需的缆线长度确定光伏电站的目标缆线连接路线,使光伏电站的所需的缆线长度最少,以节约缆线]

  本发明实施例的技术方案,通过获取待安装光伏电站的屋顶的待识别图像,屋顶上存在至少一个障碍物;根据待识别图像确定屋顶轮廓信息和障碍物信息;根据屋顶轮廓信息确定屋顶区域;根据障碍物信息进行障碍物分类,以确定障碍物的障碍物类型;障碍物类型包括:可移动障碍物或不可移动障碍物;将以下至少一个区域确定为可安装区域:满足预设条件的不可移动障碍物对应的障碍物区域、可移动障碍物对应的障碍物区域和屋顶区域中除障碍物区域之外的其他区域;将屋顶区域中除可安装区域之外的其他区域确定为不可安装区域,根据待安装区域确定光伏电站在屋顶上的目标安装位置;根据待安装区域确定光伏电站在目标安装位置上的目标布局,目标布局包括:柱脚布局和光伏组件布局;根据光伏电站在目标布局下所需的缆线长度,确定光伏电站的目标缆线连接路线,能够解决人工勘测屋顶并设计屋顶光伏电站的安装方案,导致大量可利用的区域被浪费,且费时费力,具有一定危险性的问题,相比人工勘测方案能够充分利用屋顶的空间精确便利的确定安装方案,节约人力,提高在屋顶上安装光伏电站的工作效率,降低前期勘测的危险性。

  生成光伏电站的柱脚点的点位图,柱脚点为支撑光伏电站的光伏组件的立柱在屋顶上的落脚点;

  遍历屋顶区域中的每个像素点位,以使点位图移动至当前遍历的像素点位处,并确定点位图位于当前遍历的像素点位处时,不可安装区域内光伏电站的柱脚点的第一数量;

  将第一数量最少时,点位图所处位置对应的像素点位确定为光伏电站的目标安装位置。

  具体的,根据光伏电站的立柱的预设按照位置可以生成光伏电站的立柱对应的柱脚点的点位图,如图3所示。采用点位图遍历屋顶区域的每个像素点位,确定点位图在移动至当前遍历的像素点位处时,不可安装区域内光伏电站的柱脚点的第一数量;将第一数量最少时,点位图中各像素点所处位置确定为光伏电站中各支柱的目标安装位置,从而确定光伏电站在屋顶上的目标安装位置。

  示例性的,光伏电站的柱脚点的点位图根据光伏电站立柱跨距的设计所确定,且光伏电站光伏电站立柱跨距跟设置地理位置等因素相关。不同地理位置的城市可能有不同的风雪压,根据不同的风雪压通过力学仿真可以得到最大东西立柱跨距和最大南北立柱跨距,并确定东西方向和南北方向的立柱个数,从而根据立柱跨距和个数确定光伏电站的柱脚点的点位图。设屋顶最大东西长度为l,屋顶最大南北长度为w,最大东西立柱跨距为span_ew,最大南北立柱跨距为span_sn,确定的柱脚点个数如下:

  统计在目标安装位置下光伏电站的柱脚点位于不可安装区域内的第二数量;若第二数量不为零,则删除位于不可安装区域内的柱脚点对应的支柱,以及支柱所支撑的光伏组件。

  具体的,对于目标安装位置下所包含的可移动障碍物对应的可安装区域,可以在可移动距离内移动可移动障碍物,从而不影响光伏电站的立柱的安装。但是对于不可安装区域内光伏电站的柱脚点对应的立柱无法安装,因此需要统计在目标安装位置下光伏电站的柱脚点位于不可安装区域内的第二数量,若第二数量不为零,则将不可安装区域内的柱脚点对应的支柱删除。支柱被删除,则支柱所支撑的光伏组件由于缺少支撑,也需要被删除。

  可选的,根据待安装区域确定光伏电站在目标安装位置上的目标布局,还包括:

  具体的,在有些情况下,当不可安装区域内删除部分支柱可能导致光伏电站由于缺少支柱导致发生倾斜,因此可以在可安装区域内增加柱脚点,以使在柱脚点设立的立柱支撑整个光伏电站。确定是否需要在可安装区域内增加柱脚点,以及增加柱脚点的位置可以结合物理与数学等多学科知识,根据光伏电站的结构、光伏组件数量和重心位置等确定。

  另外,可安装区域内的可移动障碍物由于可以移动,因此,通过在可移动距离内移走可移动障碍物即可实现在可移动障碍物对应的区域安装光伏电站的立柱。其中,可移动距离可以根据屋顶区域的尺寸以及光伏电站的立柱安装信息确定,光伏电站的立柱安装信息包括:立柱的数量和立柱之间的跨距。

  其中,l为屋顶最大东西长度,num_ew为东西立柱个数,span_ew东西立柱跨距,move_ew为东西可移动距离;w为屋顶最大南北长度,num_sn为南北立柱个数,span_sn南北立柱跨距,move_sn为南北可移动距离。

  可选的,根据光伏电站在目标布局下所需的缆线长度,确定光伏电站的目标缆线]

  根据光伏电站的目标布局确定光伏电站的光伏组件数量,根据光伏组件数量将光伏电站的光伏组件分成预设数量的光伏组件分组;

  获取光伏电站的光伏逆变器的第一位置和各光伏组件的第二位置,光伏逆变器位于可安装区域内且与光伏电站的柱脚点不冲突;

  其中,目标函数可以包括光伏电站的光伏组件分组的布局与光伏电站所需的缆线长度之间的函数;光伏电站所需的缆线可以包括:光伏组件分组内个光伏组件之间连接的缆线以及光伏组件分组与光伏逆变器之间连接的缆线]

  具体的,根据光伏电站的目标布局可以确定光伏电站上设置的光伏组件数量,对光伏电站上的光伏组件进行分组得到预设数量各光伏组件分组。获取光伏电站在预设坐标系下各光伏组件的第一位置和光伏逆变器的第二位置,根据第一位置和各第二位置以及目标函数可以确定光伏电站的目标缆线]

  示例性的,对光伏电站上的光伏组件进行分组得到预设数量各光伏组件分组的方法可以是:光伏电站上共有n块光伏组件,由逆变器参数和光伏组件参数可以计算得到光伏电站可分为m个光伏组件分组,每个光伏组件分组包含的光伏组件数量为k块。定义用于存储光伏组件点集中的各光伏组件的集合b,则对集合b中的光伏组件进行分组得到b=[b1、

  、bm],共计bm个组件分组;其中,每个光伏组件分组bi包含k块光伏组件:获取目标布局下的每一块光伏组件的中心点坐标为(xi,yi),则所光伏组件的坐标点集p=[p1,

  (xm,ym)]。获取逆变器放置位置为iv=(xc,yc),根据逆变器放置位置iv和每个光伏组件的第二位置pi可以确定在目标函数的约束下光伏电站的目标缆线]

  确定第一目标函数最小时,光伏电站的光伏组件分组布局以及光伏逆变器与光伏组件分组连接的第一缆线连接路线;第一目标函数的参数包括:光伏逆变器与每个光伏组件分组所连接的缆线长度,以及每个光伏组件分组内的光伏组件位置;

  确定第二目标函数最小时,光伏组件分组内各光伏组件间连接的第二缆线连接路线;第二目标函数的参数包括:每个光伏组件分组内各光伏组件位置和各光伏组件间连接的缆线]

  根据第一缆线连接路线和各光伏组件分组的第二缆线连接路线,确定光伏电站的目标缆线]

  具体的,第一目标函数的参数包括:光伏逆变器与每个光伏组件分组所连接的缆线长度,以及每个光伏组件分组内的光伏组件位置;基于第一目标函数可以确定已知每个光伏组件分组内的光伏组件位置时,光伏逆变器与光伏组件分组连接的缆线长度;从而确定在第一目标函数最小时,即光伏逆变器与光伏组件分组连接的缆线长度最短时的光伏组件分组布局,以及在该光伏组件分组布局下光伏组件分组与光伏逆变器缆线连接路线。需要说明的是,光伏组件分组布局是指光伏组件分组内各光伏组件的位置关系;光伏组件分组与光伏逆变器缆线连接路线是指光伏组件分组的首尾光伏组件与光伏逆变器的缆线]

  第二目标函数的参数包括:每个光伏组件分组内各光伏组件位置和各光伏组件间连接的缆线长度;基于第二目标函数可以确定已知每个光伏组件分组内的光伏组件位置时,光伏组件分组内各光伏组件间连接的缆线长度;从而确定在第二目标函数最小时,即光伏组件分组内各光伏组件间连接的缆线长度最短时光伏组件分组各光伏组件间连接的缆线]

  从而实现光伏电站的光伏组件分组内部的全部缆线连接长度以及光伏组件分组与光伏逆变器的全部缆线连接长度达到最小,节省所需的缆线]

  可选的,若两个光伏组件之间存在不可安装区域,则两个光伏组件间连接的缆线长度为第一缆线长度;第一缆线长度根据两个光伏组件的位置以及不可安装区域内的障碍物信息确定;

  若两个光伏组件之间不存在不可安装区域,则两个光伏组件间连接的缆线长度为第二缆线长度;第二缆线长度根据两个光伏组件的位置确定,且第二缆线长度小于第一缆线]

  具体的,由于屋顶区域包括不可安装区域,因此,在两个光伏组件之间可能存在不可安装区域,因此,若两个光伏组件之间存在不可安装区域,则根据两个光伏组件的位置以及不可安装区域内的障碍物信息确定两个光伏组件间连接第一缆线长度。若两个光伏组件之间不存在不可安装区域,根据两个光伏组件的位置确定两个光伏组件间连接的第二缆线]

  示例性的,若两个光伏组件ej=[xj,yj]和ek=[xk,yk]之间存在不可安装区域,则两个光伏组件间连接的缆线]

  图4为本发明实施例三提供的一种光伏电站的安装方案确定装置的结构示意图。如图4所示,该装置包括:图像获取模块310、信息确定模块320、区域确定模块330和安装方

  其中,图像获取模块310,用于获取待安装光伏电站的屋顶的待识别图像,所述屋顶上存在至少一个障碍物;

  信息确定模块320,用于根据所述待识别图像确定屋顶轮廓信息和障碍物信息;

  区域确定模块330,用于根据所述屋顶轮廓信息和所述障碍物信息确定待安装区域,所述待安装区域包括可安装区域和/或不可安装区域;

  安装方案确定模块340,用于根据所述待安装区域确定所述光伏电站在所述屋顶上的安装方案。

  对所述待识别图像进行目标检测,以确定目标识别区域,所述目标识别区域包括至少一个障碍物区域;

  对所述目标识别区域进行图像识别得到待检测点集,所述待检测点集包括多个待检测点,所述多个待检测点包括:目标识别区域的轮廓角点和障碍物区域的中心点;

  获取各所述待检测点的高度信息,所述高度信息通过激光雷达对各所述待检测点分别检测得到;

  根据所述目标识别区域的轮廓角点的高度信息确定所述屋顶轮廓信息;根据所述障碍物区域和对应中心点的高度信息确定所述障碍物信息。

  障碍物分类单元,用于根据所述障碍物信息进行障碍物分类,以确定所述障碍物的障碍物类型;所述障碍物类型包括:可移动障碍物或不可移动障碍物;

  可安装区域确定单元,用于将以下至少一个区域确定为可安装区域:满足预设条件的所述不可移动障碍物对应的障碍物区域、所述可移动障碍物对应的障碍物区域和所述屋顶区域中除障碍物区域之外的其他区域;

  不可安装区域确定单元,用于将所述屋顶区域中除所述可安装区域之外的其他区域确定为不可安装区域。

  所述不可移动障碍物对应的障碍物区域的高度和所述屋顶区域的平均高度的差值小于预设阈值;

  其中,所述预设阈值由所述障碍物区域在屋顶的位置和所述光伏电站的光伏组件的安装角度确定。

  目标安装位置确定单元,用于根据所述待安装区域确定所述光伏电站在所述屋顶上的目标安装位置;

  目标布局确定单元,用于根据所述待安装区域确定所述光伏电站在所述目标安装位置上的目标布局,所述目标布局包括:柱脚布局和光伏组件布局;

  缆线长度确定单元,用于根据所述光伏电站在所述目标布局下所需的缆线长度,确定所述光伏电站的目标缆线]

  生成所述光伏电站的柱脚点的点位图,所述柱脚点为支撑所述光伏电站的光伏组件的立柱在屋顶上的落脚点;

  遍历所述屋顶区域中的每个像素点位,以使所述点位图移动至当前遍历的像素点位处,并确定所述点位图位于当前遍历的像素点位处时,不可安装区域内所述光伏电站的柱脚点的第一数量;

  将所述第一数量最少时,所述点位图所处位置对应的像素点位确定为所述光伏电站的目标安装位置。

  统计在所述目标安装位置下所述光伏电站的柱脚点位于不可安装区域内的第二数量;

  若所述第二数量不为零,则删除位于所述不可安装区域内的柱脚点对应的支柱,以及所述支柱所支撑的光伏组件。

  在所述可安装区域内增加柱脚点,以使在柱脚点设立的立柱支撑整个光伏电站。

  根据所述光伏电站的目标布局确定所述光伏电站的光伏组件数量,根据所述光伏组件数量将所述光伏电站的光伏组件分成预设数量的光伏组件分组;

  获取所述光伏电站的光伏逆变器的第一位置和各光伏组件的第二位置,所述光伏逆变器位于所述可安装区域内且与所述光伏电站的柱脚点不冲突;

  根据所述第一位置和各所述第二位置,基于目标函数确定光伏电站的目标缆线]

  确定第一目标函数最小时,所述光伏电站的光伏组件分组布局以及所述光伏逆变器与光伏组件分组连接的第一缆线连接路线;所述第一目标函数的参数包括:所述光伏逆变器与每个所述光伏组件分组所连接的缆线长度,以及每个所述光伏组件分组内的光伏组件位置;;

  确定第二目标函数最小时,光伏组件分组内各光伏组件间连接的第二缆线连接路线;所述第二目标函数的参数包括:每个光伏组件分组内各光伏组件位置和各光伏组件间连接的缆线]

  根据所述第一缆线连接路线和各所述光伏组件分组的第二缆线连接路线,确定所述光伏电站的目标缆线]

  可选的,若两个光伏组件之间存在不可安装区域,则所述两个光伏组件间连接的缆线长度为第一缆线长度;所述第一缆线长度根据所述两个光伏组件的位置以及所述不可安装区域内的障碍物信息确定;

  若两个光伏组件之间不存在不可安装区域,则两个光伏组件间连接的缆线长度为第二缆线长度;所述第二缆线长度根据所述两个光伏组件的位置确定,且所述第二缆线长度小于所述第一缆线]

  本发明实施例所提供的光伏电站的安装方案确定装置可执行本发明任意实施例所提供的光伏电站的安装方案确定方法,具备执行方法相应的功能模块和有益效果。

  图5示出了可以用来实施本发明的实施例的电子设备10的结构示意图。电子设备旨在表示各种形式的数字计算机,诸如,膝上型计算机、台式计算机、工作台、个人数字助理、服务器、刀片式服务器、大型计算机、和其它适合的计算机。电子设备还可以表示各种形式的移动装置,诸如,个人数字处理、蜂窝电话、智能电话、可穿戴设备(如头盔、眼镜、手表等)和其它类似的计算装置。本文所示的部件、它们的连接和关系、以及它们的功能仅仅作为示例,并且不意在限制本文中描述的和/或者要求的本发明的实现。

  如图5所示,电子设备10包括至少一个处理器11,以及与至少一个处理器11通信连接的存储器,如只读存储器(rom)12、随机访问存储器(ram)13等,其中,存储器存储有可被至少一个处理器执行的计算机程序,处理器11可以根据存储在只读存储器(rom)12中的计算机程序或者从存储单元18加载到随机访问存储器(ram)13中的计算机程序,来执行各种适当的动作和处理。在ram 13中,还可存储电子设备10操作所需的各种程序和数据。处理器11、rom 12以及ram 13通过总线彼此相连。输入/输出(i/o)接口15也连接至总线中的多个部件连接至i/o接口15,包括:输入单元16,例如键盘、鼠标等;输出单元17,例如各种类型的显示器、扬声器等;存储单元18,例如磁盘、光盘等;以及通信单元19,例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元19允许电子设备10通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。

  处理器11可以是各种具有处理和计算能力的通用和/或专用处理组件。处理器11的一些示例包括但不限于中央处理单元(cpu)、图形处理单元(gpu)、各种专用的人工智能(ai)计算芯片、各种运行机器学习模型算法的处理器、数字信号处理器(dsp)、以及任何适当的处理器、控制器、微控制器等。处理器11执行上文所描述的各个方法和处理,例如光伏电站的安装方案确定方法。

  在一些实施例中,光伏电站的安装方案确定方法可被实现为计算机程序,其被有形地包含于计算机可读存储介质,例如存储单元18。在一些实施例中,计算机程序的部分或者全部可以经由rom 12和/或通信单元19而被载入和/或安装到电子设备10上。当计算机程序加载到ram 13并由处理器11执行时,可以执行上文描述的光伏电站的安装方案确定方法的一个或多个步骤。备选地,在其他实施例中,处理器11可以通过其他任何适当的方式(例如,借助于固件)而被配置为执行光伏电站的安装方案确定方法。

  本文中以上描述的系统和技术的各种实施方式可以在数字电子电路系统、集成电路系统、场可编程门阵列(fpga)、专用集成电路(asic)、专用标准产品(assp)、芯片上系统的系统(soc)、负载可编程逻辑设备(cpld)、计算机硬件、固件、软件、和/或它们的组合中实现。这些各种实施方式可以包括:实施在一个或者多个计算机程序中,该一个或者多个计算机程序可在包括至少一个可编程处理器的可编程系统上执行和/或解释,该可编程处理器可以是专用或者通用可编程处理器,可以从存储系统、至少一个输入装置、和至少一个输出装置接收数据和指令,并且将数据和指令传输至该存储系统、该至少一个输入装置、和该至少一个输出装置。

  用于实施本发明的方法的计算机程序可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些计算机程序可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器,使得计算机程序当由处理器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被

  实施。计算机程序可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行,作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。

  在本发明的上下文中,计算机可读存储介质可以是有形的介质,其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的计算机程序。计算机可读存储介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备,或者上述内容的任何合适组合。备选地,计算机可读存储介质可以是机器可读信号介质。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦除可编程只读存储器(eprom或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(cd-rom)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。

  为了提供与用户的交互,可以在电子设备上实施此处描述的系统和技术,该电子设备具有:用于向用户显示信息的显示装置(例如,crt(阴极射线管)或者lcd(液晶显示器)监视器);以及键盘和指向装置(例如,鼠标或者轨迹球),用户可以通过该键盘和该指向装置来将输入提供给电子设备。其它种类的装置还可以用于提供与用户的交互;例如,提供给用户的反馈可以是任何形式的传感反馈(例如,视觉反馈、听觉反馈、或者触觉反馈);并且可以用任何形式(包括声输入、语音输入或者、触觉输入)来接收来自用户的输入。

  可以将此处描述的系统和技术实施在包括后台部件的计算系统(例如,作为数据服务器)、或者包括中间件部件的计算系统(例如,应用服务器)、或者包括前端部件的计算系统(例如,具有图形用户界面或者网络浏览器的用户计算机,用户可以通过该图形用户界面或者该网络浏览器来与此处描述的系统和技术的实施方式交互)、或者包括这种后台部件、中间件部件、或者前端部件的任何组合的计算系统中。可以通过任何形式或者介质的数字数据通信(例如,通信网络)来将系统的部件相互连接。通信网络的示例包括:局域网(lan)、广域网(wan)、区块链网络和互联网。

  计算系统可以包括客户端和服务器。客户端和服务器一般远离彼此并且通常通过通信网络进行交互。通过在相应的计算机上运行并且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序来产生客户端和服务器的关系。服务器可以是云服务器,又称为云计算服务器或云主机,是云计算服务体系中的一项主机产品,以解决了传统物理主机与vps服务中,存在的管理难度大,业务扩展性弱的缺陷。

  应该理解,可以使用上面所示的各种形式的流程,重新排序、增加或删除步骤。例如,本发明中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行,只要能够实现本发明的技术方案所期望的结果,本文在此不进行限制。

  上述具体实施方式,并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是,根据设计要求和其他因素,可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明保护范围之内。

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