[發明專利]孤網風電海水淡化集成系統及方法

有效

• 申請號: 201410178996.5
• 申請日: 2014-04-26
• 公開（公告）號: CN105016428B
• 公開（公告）日: 2017-02-08
• 發明（設計）人: 楊其國;李永星;顧為東;許衛國;吳光輝;高超;趙一軍
• 申請（專利權）人: 江蘇豐海新能源淡化海水發展有限公司
• 主分類號: C02F1/44
• 分類號: C02F1/44;C02F103/08
• 代理公司: 北京天奇智新知識產權代理有限公司11340
• 代理人: 陳新勝

技術領域

本發明屬于風電海水淡化領域，具體涉及一種能夠獨立運行的智能微網風電海水淡化集成系統及方法。

背景技術

目前，用于海水淡化(含苦咸水淡化)的風機一般為離網型風電機組。因為風能的自然特點是風速時常變化、能量供應不穩定，具有間歇性和波動性，這與海水淡化裝置對能量穩定性供應的要求相矛盾。一般情況下，當風速較大時，風力發電機發出的電能除供給負載外，多余的電能則通過蓄電池儲存起來，當風速不足時，風力發電機發出的電能較小或不能發出電能，此時蓄電池內的電能經電能變換裝置輸出給負載供電；當風力發電機發出的電能遠大于用戶所需的電能，且在蓄電池電量已被充滿的情況下，采用卸負荷裝置將多余的電能消耗掉。并且，因為離網型風機容量偏小，無法實現大規模推廣應用。

傳統獨立運行非并網風電系統，大多通過整流器將風力發電機組發出的交流電變換成直流，再對蓄電池充電，最后再用逆變器將蓄電池的電能變換為交流電，供海水淡化設備使用。在這個過程中，為保證供電穩定，系統都配備大量的蓄電池，蓄電池不僅成本高昂、壽命有限、維護困難而且電能在蓄電池充放電過程中損耗較大，損耗電能約占風力發電機組發電量的20％、所以在保證系統穩定的前提下，如何提高風電利用效率是非并網風電海水淡化技術的關鍵所在。

因此，必須對現有技術做進一步的改進。

發明內容

本發明的目的在于提供一種孤網風電海水淡化集成系統，其解決了傳統海水淡化產業的高耗能問題，并解決了現有采用風電能源的海水淡化裝置需要大量使用蓄電池、電能損耗高、維護困難、成本高的技術難題。

本發明的另一目的在于提供一種海水淡化的方法。

為達成前述目的，本發明提供一種孤網風電海水淡化集成系統，其包括：動力系統、與所述動力系統相連的控制集成系統及與所述動力系統相連的至少一套海水淡化系統，所述動力系統通過所述控制集成系統的優化調度給所述海水淡化系統供電。

所述動力系統，其包括風電機組、至少一組儲能系統、柴油發電機，所述風電機組和/或儲能系統和/或柴油發電機通過微電網為所述海水淡化系統供電；

所述控制集成系統用于控制所述動力系統及海水淡化系統；

所述海水淡化系統包括海水淡化裝置；

所述風電機組、儲能系統、柴油發電機及海水淡化裝置并聯入所述微電網上。

作為本發明一個優選的實施例，所述風機組包括至少一臺永磁直驅風力發電機組及與所述永磁直驅風力發電機組相連接的全功率變流器；

所述儲能系統包括儲能雙向變流器及與所述儲能雙向變流器相連接的蓄電池；

所述柴油發電機為一組；

所述海水淡化裝置包括若干支獨立反滲透膜組件，所述獨立反滲透膜組件由所述動力系統進行供電。

由所述儲能雙向變流器或柴油發電機建立交流380V主電源，所述交流380V主電源升壓至10KV，建立母線電壓為10KV的微電網，永磁直驅風力發電機組經所述全功率變流器并入所述10KV的微電網，所述10KV的微電網經降壓變壓器給所述海水淡化裝置供電。

作為本發明一個優選的實施例，所述集成系統包括：

(一)風儲運行模式：當所述控制集成系統預測到風功率大于單套海水淡化裝置用電功率，并且所述儲能系統正常，所述集成系統工作在風儲運行模式，所述儲能雙向變流器建立交流380V主電源，所述交流380V主電源升壓至10KV，建立母線電壓為10KV的微電網，所述永磁直驅風力發電機組經所述全功率變流器并入所述10KV的微電網，所述10KV的微電網經降壓給至少一套海水淡化裝置供電；

(二)風柴儲運行模式：當所述控制集成系統監測到風功率小于或等于單套海水淡化裝置用電功率，并且儲能系統正常，所述集成系統工作在風柴儲運行模式，由所述柴油發電機建立交流380V主電源，所述交流380V主電源升壓至10KV，建立母線電壓為10KV的微電網，所述永磁直驅風力發電機組經全功率變流器并入所述10KV的微電網，所述儲能雙向變流器經升壓變壓器并入所述10KV的微電網，所述10KV的微電網經降壓變壓器給一套所述海水淡化裝置供電；

(三)風柴互補運行模式：當儲能系統故障，所述集成系統工作在風柴互補運行模式，由所述柴油發電機建立交流380V主電源，所述交流380V主電源升壓至10KV，建立母線電壓為10KV的微電網，所述永磁直驅風力發電機組經所述全功率變流器并入所述10KV的微電網，所述10KV的微電網經降壓給一套海水淡化裝置供電。

作為本發明一個優選的實施例，所述控制集成系統包括：