[發明專利]一種非并網風力海水淡化聯合系統及其運行控制方法

有效

• 申請號: 201410272495.3
• 申請日: 2014-06-17
• 公開（公告）號: CN105271470B
• 公開（公告）日: 2020-05-26
• 發明（設計）人: 王淳;顧明
• 申請（專利權）人: 王淳;顧明
• 主分類號: C02F1/44
• 分類號: C02F1/44;B01D61/08;B01D61/12
• 代理公司: 南京同澤專利事務所(特殊普通合伙) 32245
• 代理人: 閆彪

本發明涉及一種非并網風力海水淡化聯合系統及其運行控制方法，包括風力發電機組和受驅于所述風力發電機組的海水淡化系統，還包括蓄電裝置和主控器，所述風力發電機組的電力輸出端上設有實時輸出功率檢測裝置，所述蓄電裝置上設有剩余電量檢測裝置，所述海水淡化系統中包括多組RO膜滲透機組。本發明通過動態調節RO膜滲透機組的個數以適應風力發電機組輸出的波動性，結合蓄電池針對風力發電實時發電功率“多蓄少補”以達到對風能的階梯利用，使風力發電機組發出的電能得到充分及時的利用，并且及時地將多余的電量通過儲能裝置儲存以在微風情況下風力發電和蓄能裝置協同滿足生產耗能需要。

技術領域

本發明涉及一種海水淡化處理技術，具體涉及一種利用風力發電來進行海水淡化的聯合系統及其運行控制方法。

背景技術

淡水是人類社會賴以生存和發展的基本物質之一，是一切生命之源。很多偏遠地區、海島淡水資源天然匱乏，只能利用苦咸水或海水經過淡化處理獲取淡水。

多數成熟的淡化處理技術(如反滲透法海水淡化)依賴電能驅動。偏遠地區或海島無法引入公共電網或引入電網成本太高，而采用柴油發電不僅成本高，油料運輸還非常困難，維護工作量大，可靠性差，對環境并不友好。

另外一方面，風能作為一種清潔、無污染的可再生能源，其開發和利用被認為是世界能源戰略的重要組成部分。目前世界上大規模風電場的應用方式主要以風電并網為主，風能的利用主要按照“風輪-發電機-電網-用戶(負載)”的路線來進行，其中電網是風電的負載和用戶的電源。但是由于風電的不穩定性和波動特性，大規模風電上網還存在著現階段難以克服的技術障礙。在沒有調峰裝置配套時，風電對電網貢獻率難以超過10％已經成為一個世界性難題。同時，風電上網對風力機提出了滿足電網穩頻、穩壓和穩相等苛刻的要求，由此大幅度增加了風力機制造成本和風電價格，使風電的大規模應用受到限制。非并網式的應用于一些特殊領域成為風力發電的一種可能的方向。

海水淡化系統直接作為風力發電系統的終端，可以充分利用風能資源，減少對常規能源的消耗，因此將風力發電與反滲透法海水淡化相結合生產淡水具有非常重要的現實意義。如授權公告號為 CN102030391B的中國發明專利，公開了：“一種風力發電反滲透法海水淡化系統包括：風力發電機組、風電海水淡化驅動器和包含第一電動機驅動的原水泵和第二電動機驅動的增壓泵的反滲透法海水淡化裝置。風電海水淡化驅動器包括將交流電轉換為直流電的整流濾波模塊、用于控制風力發電機組轉速與整流濾波模塊直流電壓的電阻制動模塊、連接原水泵第一電機的第一變頻器、連接增壓泵第二電機的第二變頻器以及主控模塊。主控單元被設置為控制變頻器輸出頻率令風力發電機組以最大輸出功率運行，當風力電能不滿足系統用電需求時令市電或柴電補充供電，否則優先消耗風電，控制電阻制動模塊可變消耗直流電能以限制風力發電機組轉速和整流濾波模塊直流電壓，使系統效率高適應強無需蓄電池而節約成本。”雖然該技術方法中的海水淡化系統可以充分利用由風力發出的電，但是該技術方案仍具有以下兩個缺點，第一，需要補充第二種能源形式，系統結構龐大獨立性不強，不便于在一些不能提供第二能源的海島地區使用；其二，在微風或無風等極端情況下，海水淡化系統工作將完全依靠前述柴油或市電供電，這對柴油發電機或市電的接入功率要求非常高，另外維護成本也激增。

風能海水淡化技術的關鍵是選擇適合風力發電的海水淡化方法，由海水淡化技術的特性、風力發電技術的特性和使用場地的環境條件等決定。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：提出一種獨立的、可以持續平穩生產的非并網風力海水淡化聯合系統，以及該系統的運行控制方法。