[发明专利]孤网风电海水淡化集成系统及方法

说明书

技术领域

本发明属于风电海水淡化领域，具体涉及一种能够独立运行的智能微网风电海水淡化集成系统及方法。

背景技术

目前，用于海水淡化(含苦咸水淡化)的风机一般为离网型风电机组。因为风能的自然特点是风速时常变化、能量供应不稳定，具有间歇性和波动性，这与海水淡化装置对能量稳定性供应的要求相矛盾。一般情况下，当风速较大时，风力发电机发出的电能除供给负载外，多余的电能则通过蓄电池储存起来，当风速不足时，风力发电机发出的电能较小或不能发出电能，此时蓄电池内的电能经电能变换装置输出给负载供电；当风力发电机发出的电能远大于用户所需的电能，且在蓄电池电量已被充满的情况下，采用卸负荷装置将多余的电能消耗掉。并且，因为离网型风机容量偏小，无法实现大规模推广应用。

传统独立运行非并网风电系统，大多通过整流器将风力发电机组发出的交流电变换成直流，再对蓄电池充电，最后再用逆变器将蓄电池的电能变换为交流电，供海水淡化设备使用。在这个过程中，为保证供电稳定，系统都配备大量的蓄电池，蓄电池不仅成本高昂、寿命有限、维护困难而且电能在蓄电池充放电过程中损耗较大，损耗电能约占风力发电机组发电量的20％、所以在保证系统稳定的前提下，如何提高风电利用效率是非并网风电海水淡化技术的关键所在。

因此，必须对现有技术做进一步的改进。

发明内容

本发明的目的在于提供一种孤网风电海水淡化集成系统，其解决了传统海水淡化产业的高耗能问题，并解决了现有采用风电能源的海水淡化装置需要大量使用蓄电池、电能损耗高、维护困难、成本高的技术难题。

本发明的另一目的在于提供一种海水淡化的方法。

为达成前述目的，本发明提供一种孤网风电海水淡化集成系统，其包括：动力系统、与所述动力系统相连的控制集成系统及与所述动力系统相连的至少一套海水淡化系统，所述动力系统通过所述控制集成系统的优化调度给所述海水淡化系统供电。

所述动力系统，其包括风电机组、至少一组储能系统、柴油发电机，所述风电机组和/或储能系统和/或柴油发电机通过微电网为所述海水淡化系统供电；

所述控制集成系统用于控制所述动力系统及海水淡化系统；

所述海水淡化系统包括海水淡化装置；

所述风电机组、储能系统、柴油发电机及海水淡化装置并联入所述微电网上。

作为本发明一个优选的实施例，所述风机组包括至少一台永磁直驱风力发电机组及与所述永磁直驱风力发电机组相连接的全功率变流器；

所述储能系统包括储能双向变流器及与所述储能双向变流器相连接的蓄电池；

所述柴油发电机为一组；

所述海水淡化装置包括若干支独立反渗透膜组件，所述独立反渗透膜组件由所述动力系统进行供电。

由所述储能双向变流器或柴油发电机建立交流380V主电源，所述交流380V主电源升压至10KV，建立母线电压为10KV的微电网，永磁直驱风力发电机组经所述全功率变流器并入所述10KV的微电网，所述10KV的微电网经降压变压器给所述海水淡化装置供电。

作为本发明一个优选的实施例，所述集成系统包括：

(一)风储运行模式：当所述控制集成系统预测到风功率大于单套海水淡化装置用电功率，并且所述储能系统正常，所述集成系统工作在风储运行模式，所述储能双向变流器建立交流380V主电源，所述交流380V主电源升压至10KV，建立母线电压为10KV的微电网，所述永磁直驱风力发电机组经所述全功率变流器并入所述10KV的微电网，所述10KV的微电网经降压给至少一套海水淡化装置供电；

(二)风柴储运行模式：当所述控制集成系统监测到风功率小于或等于单套海水淡化装置用电功率，并且储能系统正常，所述集成系统工作在风柴储运行模式，由所述柴油发电机建立交流380V主电源，所述交流380V主电源升压至10KV，建立母线电压为10KV的微电网，所述永磁直驱风力发电机组经全功率变流器并入所述10KV的微电网，所述储能双向变流器经升压变压器并入所述10KV的微电网，所述10KV的微电网经降压变压器给一套所述海水淡化装置供电；

(三)风柴互补运行模式：当储能系统故障，所述集成系统工作在风柴互补运行模式，由所述柴油发电机建立交流380V主电源，所述交流380V主电源升压至10KV，建立母线电压为10KV的微电网，所述永磁直驱风力发电机组经所述全功率变流器并入所述10KV的微电网，所述10KV的微电网经降压给一套海水淡化装置供电。

作为本发明一个优选的实施例，所述控制集成系统包括：