[发明专利]风力发电反渗透法海水淡化系统

说明书

技术领域

本发明涉及风力发电和海水淡化处理技术，特别是涉及一种利用风力发电和反渗透法技术实现海水淡化的系统。

背景技术

淡水是人类社会赖以生存和发展的基本物质之一，是一切生命之源。很多偏远地区、海岛淡水资源天然匮乏，只能利用苦咸水或海水经过淡化处理获取淡水。

多数成熟的淡化处理技术依赖电能驱动。偏远地区或海岛无法引入公共电网或引入电网成本太高，而采用柴油发电不仅成本高，油料运输还非常困难，维护工作量大，可靠性差，对环境并不友好。因此，风力发电就成为替代常规能源发电的重要方式之一。随着风力发电技术的逐渐成熟与应用经验的不断积累，风力发电的应用方式也逐步拓宽，与其它下游技术相结合的风力发电应用将创造更大的价值。

风能海水淡化技术的关键是选择适合风力发电的海水淡化方法，由海水淡化技术的特性、风力发电技术的特性和使用场地的环境条件等决定。反渗透法是最适合风能海水淡化技术的方法之一，目前应用也非常广泛。反渗透法单位能耗低，系统结构简洁，适用于各种规模。如前所述的偏远地区、海岛，淡水资源天然匮乏，又无法引入公共电网，而一般风能资源又较为丰富，因此将风力发电与反渗透法海水淡化相结合生产淡水具有非常重要的现实意义。

因此，确实需要一种结构简单可靠能够高效利用风能的反渗透法海水淡化系统。

发明内容

本发明的目的是提供一种令系统负载功率与风力发电机最大输出功率实现实时匹配的风力发电反渗透法海水淡化系统。

为实现上述目的，本发明提供了一种风力发电反渗透法海水淡化系统，包括风力发电机组、风电海水淡化驱动器、以及反渗透法海水淡化装置。其中，该反渗透法海水淡化装置包含驱动由第一电动机驱动的原水泵和由第二电动机驱动的增压泵；该风电海水淡化驱动器包括整流滤波模块、电制动能模块、驱动原水泵的第一变频器、驱动增压泵的第二变频器以及一主控模块。整流滤波模块将风力发电机组的交流电转换为直流电并传输至第一、二变频器。电阻制动模块包括串联的功率电阻和功率管，电阻制动模块由主控模块控制而可变地消耗直流电能，从而控制风力发电机组转速和整流滤波模块的直流电压。第一和第二变频器均由主控模块控制令风力发电机组以最大输出功率运行的方式而输出变化的频率。主控模块被设置为根据风力发电机组的最大功率曲线来计算变频器的输出频率。其中，最大输出功率由风力发电机组的输出交流电的频率确定。

有利的是，本发明的风电反渗透法海水淡化系统的风力发电机组为三相永磁直接驱动同步发电机，通过测量风力发电机组输出的交流电频率可计算风力发电机组的转速，因此风力发电机组最大输出功率可由交流电的频率确定。

进一步有利的是，本发明的风电反渗透法海水淡化系统的第一和第二变频器的输入还连接市电或柴油发电机，并且由主控模块控制令系统仅在风力电能不满足系统用电需求的情况下由市电或柴电补充供电，否则优先消耗风电。

通过上述技术方案使本发明取得的技术优势在于，适应性强，效率高，风力发电机组始终工作于最大输出功率状态，从而海水淡化效率最高；节约成本，无中间储能环节，即不需要配置蓄电池组。

附图说明

图1为根据本发明的风电反渗透法海水淡化系统原理框图。

图2为根据本发明的反渗透法海水淡化装置示意图。

具体实施方式

以下结合附图详细描述本发明的具体实施方式。

如图1所示，根据本发明所提供的一种风电反渗透法海水淡化系统，包括风力发电机组1、风电海水淡化驱动器2和反渗透法海水淡化装置3。其中，风力发电机组1的三相输出接风电海水淡化驱动器2三相输入，风电海水淡化驱动器2变频驱动输出接反渗透法海水淡化装置3驱动电动机输入，风电海水淡化驱动器2的控制输出接反渗透法海水淡化装置3的控制输入，风电海水淡化驱动器2信号输入接反渗透法海水淡化装置3的信号输出。

根据本发明较佳实施例的风力发电机组1为三相永磁直接驱动风力发电机组，整机采用防腐蚀处理，能够适应恶劣环境条件。三相永磁直接驱动风力发电机组的容量选择灵活，发电效率高，可靠性高，维护量低。