一種反滲透海水淡化裝置的優(yōu)化方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種反滲透海水淡化裝置的優(yōu)化方法。
【背景技術(shù)】
[0002]海水淡化設(shè)備，多建立在偏遠(yuǎn)海島地區(qū)，依靠風(fēng)能、太陽能等新能源發(fā)電供電。
[0003]新能源發(fā)電受季節(jié)變化、天氣變化、地理環(huán)境影響，與傳統(tǒng)的市電供電相比，其供電具有波動大的缺點(diǎn)，對反滲透海水淡化裝置的高效運(yùn)行有較大影響，并且，不同地區(qū)的海水有不同的區(qū)域特點(diǎn)。目前，在反滲透海水淡化設(shè)備的選址、產(chǎn)量、經(jīng)濟(jì)性上難以準(zhǔn)確和全面地考慮上述因素，在建成后，也需長時間的調(diào)試運(yùn)行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種反滲透海水淡化裝置的優(yōu)化方法，能夠預(yù)先根據(jù)現(xiàn)場特點(diǎn)對反滲透海水淡化裝置進(jìn)行非現(xiàn)場試驗(yàn)，以為設(shè)備選址、設(shè)備配置提供直觀的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)反滲透海水淡化裝置的優(yōu)化。為此，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
一種反滲透海水淡化裝置的優(yōu)化方法，其特征在于所述優(yōu)化方法基于反滲透海水淡化試驗(yàn)系統(tǒng)，所述反滲透海水淡化試驗(yàn)系統(tǒng)包括模擬新能源發(fā)電特征的仿真電源、第一開關(guān)K1、第二開關(guān)K2、整流充電器、蓄電池組、逆變器、電氣系統(tǒng)、儀表和控制系統(tǒng)、反滲透海水淡化裝置、海水箱；
所述仿真電源輸出的動力和蓄電池組通過逆變器后輸出的動力通過第二開關(guān)K2的選擇而連接至電氣系統(tǒng)；
仿真電源輸出端還連接至整流充電器的輸入端，并由第一開關(guān)Kl控制它們之間的通斷，整流充電器的輸出端和蓄電池組的輸入端連接；
電氣系統(tǒng)將仿真電源輸出的動力或蓄電池組通過逆變器后輸出的動力電供給反滲透海水淡化裝置的用電設(shè)備；
儀表和控制系統(tǒng)由市電供電，與仿真電源、第一開關(guān)K1、第二開關(guān)K2、整流充電器、蓄電池組、逆變器、電氣系統(tǒng)、反滲透海水淡化裝置連接，接收它們的開關(guān)量或模擬量信號，并對它們發(fā)出執(zhí)行命令信號，包括開關(guān)量和模擬量信號；
反滲透海水淡化裝置含有幾套相同或不同產(chǎn)能的并聯(lián)的膜組，各膜組的開關(guān)與所述儀表和控制系統(tǒng)連接，所述儀表和控制系統(tǒng)與各膜組的開關(guān)連接，控制各膜組的開關(guān)的接通和關(guān)閉，接入或斷開相應(yīng)的膜組；
所述海水箱的出水口與反滲透海水淡化裝置的進(jìn)水端相連；
所述方法包括以下步驟:
(1)、向仿真電源輸入模擬新能源發(fā)電特征的供電輸出模型，由仿真電源對電氣系統(tǒng)供電；
(2)、根據(jù)預(yù)選的膜組數(shù)量，設(shè)置相應(yīng)數(shù)量的第一組功率輸出閾值，當(dāng)仿真電源的輸出功率低于第一組功率輸出閾值中的最小閾值時，反滲透海水淡化裝置的高壓泵不開啟，當(dāng)仿真電源的輸出功率大于第一組功率輸出閾值中的第二閾值時，高壓泵被開啟，運(yùn)行一組膜組，每當(dāng)仿真電源的輸出功率達(dá)到或低于一個閾值，則相應(yīng)接通或斷開相應(yīng)的膜組；每當(dāng)仿真電源的輸出功率超出第一組功率輸出閾值中最大的閾值，則儀表和控制系統(tǒng)接通第一開關(guān)，將多余電量充入蓄電池組；每當(dāng)仿真電源的輸出功率下降而低于第二閾值時，如果蓄電池組中具有電量，則儀表和控制系統(tǒng)改變第二開關(guān)的狀態(tài)，由蓄電池組對電氣系統(tǒng)供電，當(dāng)仿真電源的輸出功率回復(fù)至超過第二閾值時，再由仿真電源對電氣系統(tǒng)供電；
(3)、待一個實(shí)驗(yàn)周期結(jié)束后，更換第二組功率輸出閾值，當(dāng)仿真電源的輸出功率低于第二組功率輸出閾值中的最小閾值時，反滲透海水淡化裝置的高壓泵不開啟，當(dāng)仿真電源的輸出功率大于第二組功率輸出閾值中的第二閾值時，高壓泵被開啟，運(yùn)行一組膜組，每當(dāng)仿真電源的輸出功率達(dá)到或低于一個閾值，則相應(yīng)接通或斷開相應(yīng)的膜組；每當(dāng)仿真電源的輸出功率超出第二組功率輸出閾值中最大的閾值，則儀表和控制系統(tǒng)接通第一開關(guān)，將多余電量充入蓄電池組；每當(dāng)仿真電源的輸出功率下降而低于第二閾值時，如果蓄電池組中具有電量，則儀表和控制系統(tǒng)改變第二開關(guān)的狀態(tài)，由蓄電池組對電氣系統(tǒng)供電，當(dāng)仿真電源的輸出功率回復(fù)至超過第二閾值時，再由仿真電源對電氣系統(tǒng)供電；
(4)、待所有組的功率輸出閾值均被試驗(yàn)完畢后，比較各組功率輸出閾值所對應(yīng)產(chǎn)水量，選擇產(chǎn)水量最多的一組功率輸出閾值及其所對應(yīng)的膜組數(shù)量，作為反滲透海水淡化裝置的優(yōu)化后的功率輸出閾值，其對應(yīng)的膜組數(shù)量作為優(yōu)化后的膜組數(shù)量，其對應(yīng)的實(shí)驗(yàn)過程中，反滲透海水淡化裝置高壓泵的最大輸出功率作為反滲透海水淡化裝置高壓泵選型的優(yōu)化參數(shù)。
[0005]在采用上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可采用以下進(jìn)一步的技術(shù)方案:
蓄電池組由一套或幾套相同或不同容量的子蓄電池組組成，所述試驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)置有子蓄電池組選擇開關(guān)，所述儀表和控制系統(tǒng)與選擇開關(guān)連接，控制選擇開關(guān)的接通和關(guān)閉，接入或斷開相應(yīng)的子蓄電池。
[0006]所述反滲透海水淡化裝置的濃水出口和產(chǎn)水出口均通過管道通至海水箱。
[0007]由于采用本發(fā)明的技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是，不需要到海邊、在風(fēng)電場或光伏發(fā)電場或他們附近，就可模擬開展新能源海水淡化試驗(yàn)。不建設(shè)風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電場等新能源發(fā)電場，在試驗(yàn)室就可以方便地模擬各種新能源特征進(jìn)行發(fā)電，一是可以節(jié)省試驗(yàn)設(shè)備總投資，二是可以減少建設(shè)風(fēng)電場和光伏電場等對環(huán)境影響，三是可以減少試驗(yàn)所需的土地需求，四是試驗(yàn)由于不受天氣等外部因素影響，可以減少試驗(yàn)研宄的人力、時間投入，并在較短的時間得到試驗(yàn)數(shù)據(jù)。
【附圖說明】
[0008]圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)組成示意圖。
[0009]圖2為本發(fā)明的反滲透海水淡化裝置示意圖。
[0010]圖3為蓄電池組組成示意圖。
[0011 ] 圖4為反滲透海水淡化裝置組成示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]參照附圖。本發(fā)明所提供的反滲透海水淡化試驗(yàn)系統(tǒng)，包括模擬新能源發(fā)電特征的仿真電源、第一開關(guān)K1、第二開關(guān)K2、整流充電器、蓄電池組、逆變器、電氣系統(tǒng)、儀表和控制系統(tǒng)、反滲透海水淡化裝置、海水箱。
[0013]模擬新能源發(fā)電特征的仿真電源由市電供電，其采用變壓電路、分流電路的組合，在其控制器的控制下接通或斷開相應(yīng)的分流電路，用來模擬風(fēng)能、太陽能或風(fēng)能與太陽能混合的電源等新能源發(fā)電。仿真電源的最大輸出功率、最小輸出功率、波幅和變化頻率可依據(jù)模型設(shè)定，該模型可依據(jù)安裝反滲透海水淡化裝置的備選地址處的氣象資料推算風(fēng)能、太陽能的發(fā)電量及波動情況，而對接入仿真電源的市電進(jìn)行修飾，以模仿當(dāng)?shù)氐墓╇娞卣鳌?br>[0014]電氣系統(tǒng)將仿真電源或蓄電池組通過逆變器后輸出動力電供給反滲透海水淡化裝置的水泵等用電設(shè)備。
反滲透海水淡化裝置為整個試驗(yàn)裝置負(fù)載，可接收開關(guān)量信號來啟動或關(guān)閉，可接收模擬量信號來控制運(yùn)行反滲透海水淡化裝置的產(chǎn)能。
[0015]儀表和控制系統(tǒng)由市電供電，是整個試驗(yàn)系統(tǒng)的控制中心，接收系統(tǒng)內(nèi)各設(shè)備和儀表的開關(guān)量或模擬量信號，發(fā)出執(zhí)行命令信號，包括開關(guān)量和模擬量信號。儀表和控制系統(tǒng)按照是否低于最小輸出功率來決定反滲透裝置啟動或停運(yùn)，按照仿真電源的輸出功率調(diào)節(jié)反滲透的產(chǎn)能。根據(jù)仿真電源輸出功率是否大于反滲透海水淡化裝置的最大用電功率時閉合第一開關(guān)Kl通過整流充電器對蓄電池組充電，否則關(guān)閉第一開關(guān)Kl不對蓄電池組充電。儀表和控制系統(tǒng)具有中央控制器，分散在系統(tǒng)內(nèi)的各個數(shù)字化儀表的控制器也是儀表和控制系統(tǒng)的組成部分，它們和中央控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。
[0016]蓄電池組可以由一套或幾套相同或不同容量的子蓄電池組組成，所述試驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)置有子蓄電池組選擇開關(guān)Κ21、Κ22、Κ23……Κ2η，所述儀表和控制系統(tǒng)與選擇開關(guān)Κ21、Κ22、Κ23……Κ2η連接，控制選擇開關(guān)1(21、1(22、1(23……Κ2η的接通和斷路，接通不同數(shù)量的子蓄電池組，以考察研宄蓄電池的配置參數(shù)，進(jìn)行技術(shù)可行性和經(jīng)濟(jì)性研宄。
[0017]儀表和控制系統(tǒng)根據(jù)模擬新能源的仿真電源的輸出功率通過第二開關(guān)Κ2來選擇是仿真電源供電或由蓄電池組逆變暫時供電或準(zhǔn)備系統(tǒng)停止運(yùn)行。
[0018]反滲透海水淡化裝置能夠按照儀表和控制系統(tǒng)輸出的輸出模擬信號調(diào)節(jié)反滲透的產(chǎn)能，并將它的出力信號反饋給儀表和控制系統(tǒng)，反滲透海水淡化裝置的響應(yīng)速度，也由儀表和控制系統(tǒng)