[实用新型]一种利用风能和太阳能的水电联产系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种水电联产装置，属于新能源利用技术领域。

背景技术

风能、太阳能等可再生能源的规模化发展是我国实现能源结构优化调整，实现低碳发展的重要途径。然而，风电、光电等可再生能源固有的能量密度低、随机性、间歇性特点，导致其规模化并网危及电网运行的安全稳定，对电网调频和备用容量规划带来很大挑战，从而造成目前弃风弃光现象严重，影响经济效益。针对这一问题，国内外陆续开始尝试采用网架改造、风光电预测技术、备用容量和大规模储能、风能太阳能供暖、风能太阳能海水淡化等手段来解决瓶颈问题。其中，海水淡化属于高能耗产业，利用风能和太阳能进行海水淡化既可以生产生活和工业所需的淡水，又可以解决能源问题，减少环境污染，是一项很有前景的海水淡化技术，近年来为众多专家学者所关注。

中国实用新型专利“风光互补的海水淡化系统”(申请号：CN201510822463.0；公开号：CN105461133A)提出了一种利用液化天然气冷能的冷冻脱盐-风光互补真空膜蒸馏混合的海水淡化系统。系统包括间接接触式海水淡化系统、直接接触式膜蒸馏海水淡化系统、冷却系统。其中，间接接触式海水淡化系统与直接接触式膜蒸馏海水淡化系统通过管道连接，冷却系统向间接接触式海水淡化系统与直接接触式膜蒸馏海水淡化系统提供冷能。中国实用新型专利“海上风光互补海水淡化系统”(申请号：CN201410113281.1；公开号：CN104058473A)提出一种海上风光互补海水淡化系统，包括风力发电机、光伏组件、蓄电池、风光控制器、蒸馏装置，风力发电机、光伏组和蓄电池分别与风光控制器连接，风光控制器与蒸馏装置连接，用来控制供给蒸馏装置的电能。中国实用新型专利“风能、太阳能海水淡化系统”(申请号：CN201210467844.8；公开号：CN102923801A)提出了一种新型的蒸馏冷凝发海水淡化方法，利用太阳嫩直接为海水加热的热源，使海水产生水蒸气，用集气罩将水蒸气收拢，由风机输送到冷凝器中，在冷凝器中水蒸气被冷凝成淡水，实现海水淡化；风机和冷凝器所需要的动力均来自风力动力源装置，即利用风能做为动力来源。中国实用新型专利“风光互补供能的全直流负载反渗透海水淡化装置及其方法”(申请号：CN201410711527.5，公开号：CN104445738A)提出了一种风光互补供能的全直流负载反渗透海水淡化装置及其方法，装置包括直流风力发电机、高效陷光膜光伏发电组件、风光互补控制器、电力缓冲均衡控制模块、海水汲取泵、海水前处理模块、反渗透高压泵、反渗透海水淡化装置、臭氧杀菌器、海水贮存装置；高效陷光膜光伏发电组件和直流风力发电机产生的电能通过风光互补控制器和电力缓冲均衡控制模块的互补整流、均衡控制，输送给海水汲取泵、海水前处理模块、反渗透高压泵、反渗透海水淡化装置、臭氧杀菌器等直流负载，产生的淡水储存在淡水贮存装置中。

上述的实用新型装置或方法均采用风能和太阳能实现海水淡化或电、热、水联产，但所用的方法为太阳能直接加热蒸馏海水、风能辅助系统运行的海水淡化技术，或风能和太阳能均转化为电能后利用反渗透方法的海水淡化系统。太能能直接加热蒸馏海水需要用到太阳能真空管换热器，这种换热器在大功率输入时占地面积大，系统连接复杂，另外，海水蒸馏在真空管换热器中很容易结垢，且不容易清洗，系统运行可靠性差。反渗透技术几乎是目前所有利用新能源进行海水淡化所采用的技术，这种技术解决了太阳能真空管的缺点，以纯电能驱动，系统运行可靠，但反渗透海水淡化需要的前处理要求高，对于像海岛以及近海受污染的海域，这种方法并不实用。此外，由于风能和太阳能的间隙性和随机性的特点，风光电反渗透海水淡水需要按模块化思想设计，在变功率输入时关闭或开启一组或几组海水淡化装置以匹配间歇变化的功率，这将增加设备成本，而且海水淡化系统的平均利用率不高，与功率的匹配只能是阶梯形的形式进行，不能实现与风电功率的连续匹配，系统的运行和控制策略也较为复杂。

实用新型内容

为解决现有技术存在的缺陷，本实用新型的目的是提供一种利用风能和太阳能的水电联产系统，用于平滑间歇性和随机性波动的风电输出功率，在提高电网对风电接纳能力的同时生产有用的淡水。该系统提高风能的利用效率，使用的方法有效且应用成本较低，能减少在近海和离岛等风能丰富的区域由于无法并网导致的能源浪费并生产居民日常生活所需的淡水。

本实用新型的技术方案是：一种利用风能和太阳能的水电联产系统，包括连接于连接总线上的风力发电机、电池储能装置、能量分配与控制系统、海水淡化装置以及供电系统控制器，所述海水淡化装置连接电池储能装置，能量分配与控制系统连接控制电池储能装置和供电系统控制器；