根据国家能源局数据显示，截至2021年底，我国光伏发电并网装机容量达到3.06亿千瓦，连续7年稳居全球首位，有效促进了节能降耗、低碳减排。随着我国光伏发电装机规模的不断提升，光伏发电储能项目的防灾防火等安全性问题颇受重视。一旦发生火灾，光伏电站企业很可能面临巨额经济损失。

项目概览

客户：某集团旗下大型光伏电站

场景：光伏发电，利用荒山建设，总装机容量41.7MW，经升压站主变升压至110kV接入变电站

方案：光伏电站火灾预警解决方案

优势：无死角火灾监测，实时准确预警，多维判定烟火状态，自动巡检

项目痛点

光伏区外火灾事件时有发生

涉及到13个自然村，所在地植被茂盛，周边人烟密集

火灾识别原始干扰多，误报率高

检测难度高

烟雾形态多变、纹理复杂，监测数据分析能力不足

解决方案

本项目围绕基于可见光和热成像双鉴的火灾识别技术开展研究，重点研制光伏电站火灾预警系统，实现光伏场区火灾实时监测与准确预警，能够在发生火灾隐患（含隐火）时起到早期预警的目的，减少光伏电站因火灾造成设备损坏及电量损失。

“端-边-云”烟火检测

“端-边-云”烟火检测架构，前端感知采用6-180mm远红外热成像仪与200万像素高清可见光透雾摄像仪的双光谱智能监测云台摄像机结合边端“前置林火智能识别报警器”对图像数据进行初步识别分析。其中可见光负责烟火识别，并在雾霾天气下提供清晰的近距离火情现场视频图像。远程近红外摄像仪负责探测区域异常温度。可见光识别与近红外温度异常识别相结合，多维判定烟火状态。

经过边端初步识别的数据，将推送到光伏电站指挥中心光伏电站防火边缘检测服务器进行二次烟火识别，并输出最终报警信息。通过二次识别分析，可有效提高烟火识别准确率。

光伏电站火灾预警系统

系统具备实时全程监控、火灾预警监测、火情报警、火情定位、录像调取、告警配置等模块，全天候自动巡检光伏场区。

监控铁塔

两座21米四柱热镀锌防腐角钢塔；设计风压：0.45KN/㎡；垂直度：≤1/1000；抗震烈度：8度。

双光谱智能监测云台摄像机

高精度可见光和热成像双鉴智能云台；360°监测；光伏场区全覆盖。

工作原理

• 双光谱智能监测云台部署于铁塔顶部，前端采集光伏场区图像数据；

• 前置林火智能识别报警器安装于塔下智能配电箱内，实时接收云台摄像头数据，并对图像数据进行智能识别分析，烟火检测；

• 光伏场区现场所采集的图像数据，利用场区内已有传统安防视频监控网络，将数据回传至迁西光伏电站中控室；

• 监控室内部署光伏电站防火边缘检测服务器，对数据进行深度识别分析；

• 监控室内部署应用服务器、管理配置服务器，分别用于系统平台部署、系统配置。

实施效果

视频墙

云台控制

火情定位

◆  火情识别准确率达90%以上

◆  火源像素20*20最小化识别

◆  识别响应速度0.01s

基于本项目建设的火灾预警系统，可实现某大型光伏电站光伏区24小时无死角火灾监控，保证第一时间发现火情，定位火情。对野外环境且缺少消防设备设施、消防车难以进入的区域实施早期火灾及火灾隐患检测,减少因火灾带来的设备损坏、经济损失。同时可减少因火灾可能引发与地方居民的矛盾,对地方山林火灾防控具有积极作用。

技术推广应用场景广泛

该项目的研究成果,可为地面集中式光伏电站火灾防控技术提供参考,对推动电站安全稳定运行具有重要意义。该技术还可以移植至所有敞开式环境且缺少消防系统的作业场地，例如风力发电场、野外施工区域等。