自电气时代以来,人类生活越来越离不开电力。随着不可再生资源的日渐枯竭,以太阳能光伏发电为代表的清洁能源逐渐走入人们视野。作为光伏发电站中的核心设备,光伏并网逆变柜的安全运行对发电站电力生产和电力并网起重要保障作用。但在长期运行的情况下,由于触点或端子接触不良或线路老化等原因,逆变柜中的电气元件往往会出现局部温度升高,在逆变柜内形成过热点。传统的人工定期巡检不能及时的发现这些过热点,以阻止逆变柜发生过热故障,从而影响光伏发电站的电力生产。为了解决这一问题,本文研制了一套以红外热像仪为测温装置的光伏并网逆变柜触点温度在线监测系统,并就红外图像中固定模式噪声成因及消除方法展开研究,该系统具有温度非接触式测量和温度远端监控的功能,以防止出现由于逆变柜内过热点引发的生产故障。本文在分析光伏发电站运行环境,研究红外热像仪图像数据特性的基础上,根据监测对象属性和监测性能要求,从硬件设计、算法研究和软件实现三个方面开展研究工作,具体研究内容包括:(1)光伏并网逆变柜触点温度监测硬件系统的搭建系统由红外监测终端、数据传输、温度标定装置、服务器PC和声光报警器组成。红外监测终端负责采集实时红外图像和温度数据;数据传输采用“PoE+无线网桥”的形式,减少物理布线;外接自制的温度标定装置,辅助红外测温进行温度值补偿;服务器PC用于运行监测软件客户端和提供数据库存储支持;声光报警器在出现温度异常时,提醒维护人员根据客户端提供的图像信息赶赴故障点进行检修。(2)光伏并网逆变柜的可见光及红外图像处理算法的研究算法研究包括了光伏并网逆变柜的可见光图像处理算法和红外图像处理算法。针对可见光图像分辨率较低的特点,采用双边滤波器对其进行去噪平滑,经过锐化增强后提取其边缘信息;针对红外图像中存在的FPN(Fixed Pattern Noise)固定模式噪声的问题,提出了基于全变分去噪和高斯曲率滤波的方法,以消除条纹噪声;最后,将可见光图像提取到的边缘轮廓和经过去噪处理的红外图像进行图像融合。(3)软件系统开发和数据库设计采用C#编程语言开发了软件系统,利用SQLServer进行了数据库设计。软件框架为:人机交互客户端、图像和数据处理以及数据库存储。人机交互客户端提供了用户管理、相机连接和测温工具设置等一系列操作支持;图像和数据处理对可见光图像和红外图像进行处理,以及对温度数据、报警信息和日志信息进行处理和分类保存;数据库存储将实时温度数据和用户信息等进行存储。最后以模块化的开放方式对各功能模块进行开发。通过实际运行的测试结果表明,本文所研制的红外测温系统能够实现红外图像采集和数据传输等功能,测温精度达到±0.5℃。