[发明专利]一种风光柴蓄驱动反渗透淡化装置的控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及风光互补发电和海水淡化控制领域，特别是涉及一种利用风光柴蓄多能互补供电和反渗透法技术实现海水淡化装置的控制方法。

背景技术

海水淡化是解决沿海地区和海岛水资源供需矛盾的重要途径，但在工程推广应用还存在许多制约因素。一方面海水淡化属于能量密集型产业，其运行需要消耗大量的煤、石油、天然气等化石能源；另一方面对于缺乏化石燃料资源的地区，特别是电网覆盖不到的边防哨所、孤立海岛及边远地区，其能源供应和淡水资源同等匮乏，极大地限制了海水淡化的应用。随着风力发电和太阳能发电技术的日趋成熟，就地利用风能和太阳能资源的天然互补优势：白天太阳光强，夜间风多；夏天日照好，风弱；冬春季节风大，日照弱。因此风光互补发电成为替代常规能源发电的重要方式之一。反渗透海水淡化技术具有工艺成熟、模块化程度高、建设周期短、动力匹配灵活等特点，已逐步成为解决淡水资源短缺的重要途径。

控制策略成为风光柴蓄驱动反渗透海水淡化装置的关键因素。目前的控制策略比较保守，在风光资源都较好的时候，通常只会考虑风力发电或者太阳能发电的出力，以匹配反渗透海水淡化装置的产水能力。这样，为了保证系统供电的可靠性，风光发电系统的必须过量配置，裕度留取过大，通常系统容量是负荷的2-3倍，而当风光发电系统不足以启动海水淡化装置时，不能保障缺水地区日常的生产和长活。另外，由于目前控制器功能设计的不合理，风光发电系统不足以给反渗透海水淡化装置供电时，只能依靠柴油发电机给反渗透海水淡化装置供电，这样大大浪费了风光资源产生的部分能量，消耗了常规能源（煤、石油），控制策略和能量流控制器是造成风光柴蓄驱动海水淡化装置工程造价高的主要原因，同时不能体现海水淡化装置的优越性，严重制约着其广泛应用。

发明内容

本发明提供一种风光柴蓄驱动反渗透海水淡化装置的控制方法，以解决现有技术中风光新能源供电系统的利用率低，风光柴蓄多能互补供电方式驱动反渗透海水淡化装置控制策略不合理的问题。

为了解决上述技术问题，本发明的风光柴蓄驱动反渗透海水淡化装置的控制方法通过以下的技术方案予以实现：

一种风光柴蓄驱动反渗透淡化装置的控制方法，采集风力发电功率Q_WT，太阳能发电功率Q_PV，蓄电池输出功率Q_SC和反渗透海水淡化装置负载功率Q_L；通过比较风光蓄电力供应功率与负载需求功率，从而判断系统供电的运行模式和反渗透海水淡化装置的运行模式。该方法优先利用太阳能或风能为整个反渗透海水淡化装置供电，其特征在于，当Q_WT+Q_PV>0且Q_WT+Q_PV+Q_sc<Q_L时，系统进入风光柴供电模式，并驱动反渗透海水淡化装置分模块运行状态，分模块运行模式为：将反渗透海水淡化装置按照原料水箱、中间水箱和产品水箱为界，依次分为取水模块、预处理模块、反渗透模块和产水模块；首先比较各子模块的功率并对此排序，按照排序后的子模块的功率大小及风光供电系统的总输出功率值，确定供电模式，优先利用风光供电系统向消耗功率最大的模块进行供电，其他模块利用利用柴油发电机供电，同时风光供电系统的富裕电能向蓄电池充电。

作为优选实施方式，反渗透海水淡化装置分模块运行模式中，设取水模块、预处理模块、反渗透模块和产水模块四个模块的按照功率大小排序之后为：Q₁＞Q₂＞Q₃＞Q₄，按照下列步骤顺序执行：

当Q_WT+Q_PV＞Q₁时，风光供电系统向Q₁供电，柴油发电机向Q₂、Q₃和Q₄供电；

当Q_WT+Q_PV＞Q₂时，风光供电系统向Q₂供电，柴油发电机向Q₁、Q₃和Q₄供电；

当Q_WT+Q_PV＞Q₃时，风光供电系统向Q₃供电，柴油发电机向Q₁、Q₂和Q₄供电；