本系统结合光伏电站实际需求，结合嵌入式与物联网技术使得电站除尘本地自主运行与远程控制，具备自动清扫、故障自检、远程监控与控制等功能，可极大提高光伏电站组件清洁效率，提升发电效率，节约人工成本，从而提高电站整体收益。

1.2 国内外研究现状

由于在自然环境恶劣的偏远地区，沙尘较多，目前我国光伏发电系统除尘主要依赖于增加降雨量等自然作用，目前国内外主要通过人工除尘、高压水枪除尘、专业清洁设备除尘等方式进行光伏组件的清洁。

（1）用人工清洁。利用拖把、橡胶刮条等进行清洗。该方法的缺点是人工刷洗容易对太阳能光伏板造成损伤，且效率较低[3][4]。如图1-1。

图1-1人工清洗方式

（2）高压水枪清洗。经过高压水枪，使水流高速冲刷光伏面板，将光伏面板上的灰尘清洁干净，其优点在于清洁效果较好，缺点在于在偏远地区水资源有限，此种方法

需要大量的水资源，同时产生的废水无法进行二次利用[4]。如图1-2。

图1-2高压水枪清洗

（3）械除尘技术。使用机器带动刷子清洁光伏面板，有些一边洒水一边清洁提高清洁效率。其缺点在于洁效果较差，成本较高，同时也会污染环境，尚需进一步的开发研究[4]。如图1-3。

图1-3机械化除尘

但是目前清洁方式缺乏控制的自动化与智能化，故进行本课题的研究。

1.3本课题研究的主要内容

本课题在现有机械系统的基础上进行控制系统的开发，最终将实现远程与本地的双重控制。控制系统主要由以下三部分组成。(1)终端设备：直接对光伏电站智能清洁系统的机械部分进行控制并通过无线数传模块与电站通信；(2)电站本地监控中心：对一定区域的终端进行控制，接收处理终端的反馈信息，并完成与云端服务器的通信以达到云端对终端的远程控制以及对终端状态的监控；(3)云端监控系统：通过与电站的通信实现对终端进行控制与监测，并通过短信下发终端的报警信息。

主要研究内容包括：

（1）终端设备功能的实现，包括实时时钟、控制命令处理、故障信号的检测与处理、电机运行实时电流的监测、实现自主运行的控制逻辑等；

（2）电站对终端监控的实现方法，包括对多个终端信号的处理、数据的传输方式等；

（3）对下雨天气与大风天气的检测方法研究；

（4）云端与电站的通讯方式，电站与各终端的通信方式，实现信息传输的稳定性；

（5）云端监控系统的实现方式，包括数据的存储与访问模式、用户对数据的访问以及控制命令写入等；

（6）系统整体的协调稳定运行。

第二章光伏电站智能清洁系统功能总体介绍

2.1光伏电站智能清洁系统简介

为达到光伏发电板清洁的高效性和智能性，本课题主要研究了光伏电站智能清洁系统，旨在实现自动运行，本地控制与远程控制。

本课题是由云端监控系统，电站本地监控中心，终端嵌入式自主运行系统三部分组成。每个终端控制一台除尘设备，每个电站设置一套电站本地监控系统管理该电站若干终端设备，云端监控系统通过互联网远程控制若干电站本地监控中心。云端监控系统与用户的交互使用B/S结构（Browser/Server，浏览器/服务器模式），工作人员通过手机或电脑访问网页监控终端设备。光伏电站智能清洁系统的控制结构如图2-1所示。

图2-1光伏电站智能清洁系统控制结构

系统需实现如下功能：