一种光伏发电设备火情预警方法与流程
本发明涉及光伏发电设备预警，具体而言，涉及一种光伏发电设备火情预警方法。
背景技术：
1、就目前而言，传统光伏发电设备火情检测通常采用接地故障检测、直流电弧和火灾的安全隐患分析等方式，现有的光伏发电设备检测方式如接地故障检测通常存在无法及时发现问题的问题，而直流电弧和火灾的安全隐患分析通常需要综合考虑风险因素，火情检测的准确性及及时性较低，容易对光伏发电设备的安全性及稳定性造成影响，影响光伏发电设备的正常运行。基于此，针对上述问题，我们设计了一种光伏发电设备火情预警方法。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种光伏发电设备火情预警方法，其通过光伏发电设备历史数据构建光伏发电设备火情预警模型，通过对光伏发电设备火情预警模型的损失计算过程进行设定，同时采用优化算法对其进行优化，不仅能够提高火情检测的准确性和及时性，而且基于光伏发电设备火情预警模型的监控系统也能够实现智能预警和应急响应，帮助减少火灾带来的损失。
2、本发明的实施例通过以下技术方案实现：
3、一种光伏发电设备火情预警方法，该方法的步骤包括：
4、获取光伏发电设备的历史图像数据；
5、构建光伏发电设备火情预警模型，将光伏发电设备的历史图像数据输入至光伏发电设备火情预警模型中，迭代执行前向传播、损失计算、反向传播后，直至迭代次数达到阈值，输出完成训练的光伏发电设备火情预警模型；
6、将完成训练的光伏发电设备火情预警模型部署至监控系统，通过监控系统实时处理光伏发电设备的实时图像数据，并判定光伏发电设备是否出现火情，若否，则通过监控系统重复实时处理光伏发电设备的实时图像数据；若是，则触发预警机制。
7、可选的，所述光伏发电设备火情预警模型具体为yolov3模型，所述yolov3模型包括：输入层、卷积层及多尺度检测层；所述前向传播具体为：将光伏发电设备的历史图像数据输入至光伏发电设备火情预警模型中，提取并输出光伏发电设备的潜在火情边界框及相关置信度。
8、可选的，所述损失计算，具体用于评估光伏发电设备火情预警模型的输出值与真实值之间的差异，包括：坐标损失、置信度损失及类别损失。
9、可选的，所述坐标损失的计算公式为：
10、
11、其中，s2为网格的数量，b为每个网格中边界框的数量，为第i个网格中的第j个边界框是否包含对象，xi、yi、wi、hi分别为预测的边界框的坐标和大小，分别为真实边界框的坐标和大小。
12、可选的，所述置信度损失的计算公式为：
13、
14、其中，ci为预测的置信度，为真实置信度，为没有对象的网格的指示函数，λnoobj为不包含对象的边界框的权重。
15、可选的，所述类别损失的计算公式为：
16、
17、其中，pi(c)为光伏发电设备火情预警模型预测的对象属于类别c的概率，为真实的概率。
18、可选的，所述光伏发电设备火情预警模型在反向传播的过程中，还通过优化算法进行优化，所述优化算法的计算公式为：
19、
20、其中，θt为在时间步t的参数，η为学习率，分别为偏差校正后的一阶和二阶矩估计，α为常数。
21、可选的，所述完成训练的光伏发电设备火情预警模型，其目标函数为：
22、ltotal＝λcoordlcoord+lconf+λclasslclass
23、其中，ltotal为总损失，λcoord、λclass分别为坐标损失和类别损失的权重。
24、本发明实施例的技术方案至少具有如下优点和有益效果：
25、本发明实施例通过光伏发电设备历史数据构建光伏发电设备火情预警模型，通过对光伏发电设备火情预警模型的损失计算过程进行设定，同时采用优化算法对其进行优化，不仅能够提高火情检测的准确性和及时性，而且基于光伏发电设备火情预警模型的监控系统也能够实现智能预警和应急响应，帮助减少火灾带来的损失。
技术特征：
1.一种光伏发电设备火情预警方法，其特征在于，该方法的步骤包括：
2.根据权利要求1所述的光伏发电设备火情预警方法，其特征在于，所述光伏发电设备火情预警模型具体为yolov3模型，所述yolov3模型包括：输入层、卷积层及多尺度检测层；所述前向传播具体为：将光伏发电设备的历史图像数据输入至光伏发电设备火情预警模型中，提取并输出光伏发电设备的潜在火情边界框及相关置信度。
3.根据权利要求2所述的光伏发电设备火情预警方法，其特征在于，所述损失计算，具体用于评估光伏发电设备火情预警模型的输出值与真实值之间的差异，包括：坐标损失、置信度损失及类别损失。
4.根据权利要求3所述的光伏发电设备火情预警方法，其特征在于，所述坐标损失的计算公式为：
5.根据权利要求4所述的光伏发电设备火情预警方法，其特征在于，所述置信度损失的计算公式为：
6.根据权利要求5所述的光伏发电设备火情预警方法，其特征在于，所述类别损失的计算公式为：
7.根据权利要求6所述的光伏发电设备火情预警方法，其特征在于，所述光伏发电设备火情预警模型在反向传播的过程中，还通过优化算法进行优化，所述优化算法的计算公式为：
8.根据权利要求7所述的光伏发电设备火情预警方法，其特征在于，所述完成训练的光伏发电设备火情预警模型，其目标函数为：
技术总结
本发明涉及光伏发电设备预警技术领域，具体而言，涉及一种光伏发电设备火情预警方法，该方法的步骤包括：获取光伏发电设备的历史图像数据；构建光伏发电设备火情预警模型，将光伏发电设备的历史图像数据输入至光伏发电设备火情预警模型中，迭代执行前向传播、损失计算、反向传播后，直至迭代次数达到阈值，输出完成训练的光伏发电设备火情预警模型；将完成训练的光伏发电设备火情预警模型部署至监控系统，通过监控系统实时处理光伏发电设备的实时图像数据，并判定光伏发电设备是否出现火情，若否，则通过监控系统重复实时处理光伏发电设备的实时图像数据；若是，则触发预警机制。
技术研发人员：张志强,王海侠,田波,耿志远,吴增辉,崔博玮
受保护的技术使用者：华能新能源股份有限公司山西分公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23