一種海水淡化工程總規(guī)模及分組模塊規(guī)模計(jì)算方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及風(fēng)電一海水淡化耦合系統(tǒng)領(lǐng)域，特別是指一種海水淡化總規(guī)模及分組模塊規(guī)模計(jì)算方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]風(fēng)能是一種良好的可再生能源，而風(fēng)力發(fā)電是目前風(fēng)能利用最主要的方式。根據(jù)國(guó)際能源署相關(guān)報(bào)道，截止2011年底，全球風(fēng)力發(fā)電裝機(jī)容量從2000年底的18GW增加至約238GW，其中僅2011年裝機(jī)容量增加近41GW。2010年中國(guó)的電力發(fā)電裝機(jī)容量超過美國(guó)，成為風(fēng)力發(fā)電裝機(jī)總?cè)萘孔畲蟮膰?guó)家。但是由于風(fēng)電的波動(dòng)性、間歇性和不穩(wěn)定性，在風(fēng)電發(fā)展過程中電力并網(wǎng)、消納等問題逐步凸顯，因此，開發(fā)風(fēng)力發(fā)電用戶端市場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)用戶端自發(fā)自用、就地消納成為解決風(fēng)電利用與消納的有效途徑之一。
[0003]另一方面，我國(guó)風(fēng)力資源豐富的沿海及海島地區(qū)也多是淡水資源匱乏的地區(qū)。海水是一類豐富的非常規(guī)水資源。海水淡化是非常規(guī)水資源開發(fā)利用的重要途徑之一，有利于緩解水資源短缺的問題。
[0004]通過耦合風(fēng)能和海水淡化處理系統(tǒng)，能夠把可再生能源高效地轉(zhuǎn)化為緊缺的淡水資源，即實(shí)現(xiàn)了可再生能源的就地利用，很好地解決了風(fēng)電并網(wǎng)難、利用率低的問題，也實(shí)現(xiàn)了缺水地區(qū)就地產(chǎn)水，能夠在一定程度上緩解水資源缺乏。
[0005]風(fēng)力發(fā)電的波動(dòng)性導(dǎo)致單純依靠風(fēng)機(jī)所發(fā)電能是海水淡化裝置連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，從而影響海水淡化裝置的使用效率及設(shè)備壽命。因此，如果海水淡化系統(tǒng)負(fù)荷能夠隨著風(fēng)力發(fā)電的變化而即時(shí)改變，那么風(fēng)電的利用率就能隨之提高。
[0006]同時(shí)，由于各地區(qū)風(fēng)速的隨機(jī)波動(dòng)性，使得風(fēng)力發(fā)電功率隨風(fēng)速具有較大波動(dòng)。以西班牙加納利島上離網(wǎng)型風(fēng)機(jī)發(fā)電特性為例，當(dāng)風(fēng)速達(dá)到啟動(dòng)風(fēng)速3m/s后，風(fēng)速保持在3?8m/s范圍內(nèi)，在風(fēng)機(jī)啟動(dòng)28min后，風(fēng)機(jī)通過其內(nèi)置飛輪可使發(fā)電功率達(dá)到且穩(wěn)定在50±1Ηζ。在這一啟動(dòng)過程中，風(fēng)機(jī)發(fā)電功率上下波動(dòng)幅度在O?38KW范圍內(nèi)。當(dāng)風(fēng)機(jī)啟動(dòng)后達(dá)到穩(wěn)定運(yùn)行，風(fēng)機(jī)發(fā)電功率與風(fēng)機(jī)發(fā)電轉(zhuǎn)子運(yùn)行速度關(guān)系密切，電功率變化范圍為30?80KW，變化幅度較大。因此，調(diào)整海水淡化制水規(guī)模，使之耗電量適應(yīng)風(fēng)電發(fā)電量是風(fēng)電一海水淡化耦合系統(tǒng)所需要解決的關(guān)鍵問題之一。
[0007]但是，目前風(fēng)電一海水淡化耦合系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)與建設(shè)尚在起步階段，無法實(shí)現(xiàn)海水淡化系統(tǒng)負(fù)荷能夠隨著風(fēng)力發(fā)電的變化而即時(shí)改變以及使之耗電量適應(yīng)風(fēng)電發(fā)電量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種海水淡化工程總規(guī)模及分組模塊規(guī)模計(jì)算方法及裝置，通過調(diào)整海水淡化制水規(guī)模，實(shí)現(xiàn)海水淡化系統(tǒng)負(fù)荷能夠隨著風(fēng)力發(fā)電的變化而即時(shí)改變以及使之耗電量適應(yīng)風(fēng)電發(fā)電量。
[0009]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的實(shí)施例提供一種海水淡化工程總規(guī)模和分組模塊規(guī)模計(jì)算方法，應(yīng)用于風(fēng)電一海水淡化耦合系統(tǒng)，包括下列步驟:
[0010]獲得風(fēng)功率發(fā)生累計(jì)頻率分布及風(fēng)功率發(fā)生累計(jì)頻率分布曲線；
[0011]根據(jù)所述風(fēng)功率發(fā)生累計(jì)頻率分布曲線，確定海水淡化工程總規(guī)模；
[0012]根據(jù)所述風(fēng)功率發(fā)生累計(jì)頻率分布曲線和所述海水淡化工程總規(guī)模，將海水淡化工程進(jìn)行模塊化分組；
[0013]對(duì)海水淡化工程進(jìn)行模塊化分組后的分組模塊規(guī)模進(jìn)行優(yōu)化。
[0014]其中，獲得風(fēng)功率發(fā)生累計(jì)頻率分布及風(fēng)功率發(fā)生累計(jì)頻率分布曲線的步驟包括:
[0015]將獲得的風(fēng)資料或風(fēng)功率資料計(jì)算轉(zhuǎn)化為風(fēng)功率發(fā)生頻率；
[0016]將所述風(fēng)功率發(fā)生頻率計(jì)算轉(zhuǎn)化為風(fēng)功率發(fā)生累積頻率分布，并對(duì)風(fēng)功率發(fā)生累積概率進(jìn)行S型曲線擬合獲得風(fēng)功率發(fā)生累積頻率分布曲線。
[0017]其中，根據(jù)所述風(fēng)功率發(fā)生累計(jì)頻率分布曲線確定海水淡化工程總規(guī)模的步驟包括:
[0018]根據(jù)所述風(fēng)功率發(fā)生累積頻率分布曲線，確定累積頻率在第一閾值范圍時(shí)對(duì)應(yīng)的風(fēng)力發(fā)電功率；
[0019]將所述風(fēng)力發(fā)電功率作為海水淡化工程可利用的電功率,除以在海水淡化工藝中單位產(chǎn)水量所需電量，獲得第一海水淡化工程總規(guī)模；
[0020]根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)公式估算，獲得第二海水淡化工程總規(guī)模；
[0021]比較所述第一海水淡化工程總規(guī)模和所述第二海水淡化工程總規(guī)模，取較小值作為海水淡化工程總規(guī)模。
[0022]其中，所述工程經(jīng)驗(yàn)公式為指數(shù)公式，指數(shù)參數(shù)取值范圍為0.8?1.2。
[0023]其中,所述指數(shù)參數(shù)取值范圍為1.0?1.05。
[0024]其中，所述指數(shù)參數(shù)取值為1.016。
[0025]其中，所述第一閾值范圍為10%?30%。
[0026]其中，根據(jù)所述風(fēng)功率發(fā)生累計(jì)頻率分布曲線和所述海水淡化工程總規(guī)模，將海水淡化工程進(jìn)行模塊化分組的步驟包括:
[0027]根據(jù)所述風(fēng)功率發(fā)生累計(jì)頻率分布曲線，確定累積頻率大于第二閾值所對(duì)應(yīng)的風(fēng)力發(fā)電功率，除以在海水淡化工藝中單位產(chǎn)水量所需電量，獲得模塊的最小規(guī)模，進(jìn)行模塊化分組；或
[0028]根據(jù)所述風(fēng)功率發(fā)生累計(jì)頻率分布曲線，確定累積頻率為第三閾值所對(duì)應(yīng)的風(fēng)力發(fā)電功率，除以在海水淡化工藝中單位產(chǎn)水量所需電量，獲得的模塊規(guī)模作為各模塊規(guī)模，進(jìn)行模塊化分組。
[0029]其中，所述模塊化分組后的分組模塊規(guī)?？偤筒淮笥诤Ｋこ炭傄?guī)模。
[0030]其中，所述第二閾值為80%，第三閾值為50%。
[0031 ] 其中，對(duì)海水淡化工程進(jìn)行模塊化分組后的分組模塊規(guī)模進(jìn)行優(yōu)化的步驟包括:
[0032]通過線性函數(shù)要求，即產(chǎn)水規(guī)模=f_，f (Xi) = ΣΧ? ^ χτ,經(jīng)濟(jì)成本=Sniin,g (Xi) = Σ Bi+ Σ h (Xi)，獲得海水淡化工程分組模塊設(shè)計(jì)和建設(shè)；
[0033]其中，Xi為模塊分組規(guī)模，Bi為各模塊規(guī)模所對(duì)應(yīng)的設(shè)備成本，h(Xi)為各模塊規(guī)模所需儲(chǔ)能設(shè)備成本。
[0034]本發(fā)明實(shí)施例提供一種海水淡化工程總規(guī)模和分組模塊規(guī)模計(jì)算裝置，應(yīng)用于風(fēng)電一海水淡化耦合系統(tǒng)，包括:
[0035]第一獲得模塊，用于獲得風(fēng)功率發(fā)生累計(jì)頻率分布及風(fēng)功率發(fā)生累計(jì)頻率分布曲線.
[0036]總規(guī)模確定模塊，用于根據(jù)所述風(fēng)功率發(fā)生累計(jì)頻率分布曲線，確定海水淡化工程總規(guī)模；
[0037]分組模塊，用于根據(jù)所述風(fēng)功率發(fā)生累計(jì)頻率分布和所述海水淡化工程總規(guī)模，將海水淡化工程進(jìn)行模塊化分組；
[0038]優(yōu)化模塊，用于對(duì)海水淡化工程進(jìn)行模塊化分組后的分組模塊規(guī)模進(jìn)行優(yōu)化。
[0039]其中，所述第一獲得模塊包括:
[0040]第一獲得子模塊，用于將獲得的風(fēng)資料或風(fēng)功率資料計(jì)算轉(zhuǎn)化為風(fēng)功率發(fā)生頻率；
[0041]第二獲得子模塊，用于將所述風(fēng)功率發(fā)生頻率計(jì)算轉(zhuǎn)化為風(fēng)功率發(fā)生累積頻率分布，并對(duì)風(fēng)功率發(fā)生累積概率進(jìn)行S型曲線擬合獲得風(fēng)功率發(fā)生累積頻率分布曲線。
[0042]其中，所述總規(guī)模確定模塊包括:
[0043]風(fēng)力發(fā)電功率確認(rèn)模塊，用于根據(jù)所述風(fēng)功率發(fā)生累積頻率分布曲線，確定累積頻率在第一閾值范圍時(shí)對(duì)應(yīng)的風(fēng)力發(fā)電功率；
[0044]第三獲得子模塊，用于將所述風(fēng)力發(fā)電功率作為海水淡化工程可利用的電功率，除以在海水淡化工藝中單位產(chǎn)水量所需電量，獲得第一海水淡化工程總規(guī)模；
[0045]第四獲得子模塊，用于根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)公式估算，獲得第二海水淡化工程總規(guī)模；
[0046]比較模塊，用于比較所述第一海水淡化工程總規(guī)模和所述第二海水淡化工程總規(guī)模，取較小值作為海水淡化工程總規(guī)模。
[0047]其中，所述工程經(jīng)驗(yàn)公式為指數(shù)公式，指數(shù)參數(shù)取值范圍為0.8?1.2。
[0048]其中，所述指數(shù)參數(shù)取值范圍為1.0?1.05。
[0049]其中，所述指數(shù)參數(shù)取值為1.016。
[0050]其中，所述第一閾值范圍為10%?30%。
[0051]其中，所述分組模塊包括:
[0052]第一分組子模塊，用于根據(jù)所述風(fēng)功率發(fā)生累計(jì)頻率分布曲線，確定累積頻率大于第二閾值所對(duì)應(yīng)的風(fēng)力發(fā)電功率，除以在海水淡化工藝中單位產(chǎn)水量所需電量，獲得模塊的最小規(guī)模，進(jìn)行模塊化分組；或
[0053]第二分組子模塊，用于根據(jù)所述風(fēng)功率發(fā)生累計(jì)頻率分布曲線，確定累積頻率為第三閾值所對(duì)應(yīng)的風(fēng)力發(fā)電功率，除以在海水淡化工藝中單位產(chǎn)水量所需電量，獲得的模塊規(guī)模作為各模塊規(guī)模，進(jìn)行模塊化分組。
[0054]其中，所述模塊化分組后的分組模塊規(guī)模總和不大于海水淡化工程總規(guī)模。
[0055]其中，所述第二閾值為80%，第三閾值為50%。
[0056]其中，所述優(yōu)化模塊包括:
[0057]優(yōu)化子模塊，用于通過線性函數(shù)要求，即產(chǎn)水規(guī)模=fmax，f (Xi) =