本發(fā)明屬于海水淡化，具體地涉及一種離網(wǎng)型海水淡化系統(tǒng)的匹配方法。

背景技術(shù)：

1、海島遠(yuǎn)離陸地，淡水資源匱乏，通常采用海水淡化設(shè)施制取淡水。但也因海島遠(yuǎn)離陸地，電網(wǎng)敷設(shè)難度較大。

2、隨著新能源技術(shù)的發(fā)展，利用觸手可及的光能、風(fēng)能作為海島發(fā)電設(shè)備日趨普及。但光能、風(fēng)能對天氣和氣候都非常敏感，其穩(wěn)定性、連續(xù)性、可靠性都很差，是一種隨機(jī)能源。光能、風(fēng)能的這種特性給海島海水淡化裝置的運(yùn)行帶來一定難度。依據(jù)發(fā)電設(shè)備與大電網(wǎng)的不同關(guān)系，可分為并網(wǎng)型、非并網(wǎng)型(聯(lián)網(wǎng)但不并網(wǎng))和離網(wǎng)型(孤島型)。前兩種類型的發(fā)電設(shè)備與大電網(wǎng)物理連接，即使作為一個獨(dú)立電源，依然能依靠大電網(wǎng)的支撐通過技術(shù)手段來保證供電的相對穩(wěn)定，其電源特性與常規(guī)電網(wǎng)供電基本一致。而第三種離網(wǎng)型是指沒有與大電網(wǎng)的物理連接，真正獨(dú)立運(yùn)行的發(fā)電設(shè)備。

3、我國地處邊陲的海島人煙稀少，在海島上建立電網(wǎng)投資巨大，經(jīng)濟(jì)效益低，所以一般采用獨(dú)立運(yùn)行的發(fā)電系統(tǒng)。同時海島上淡水資源稀缺，需要采用海水淡化工藝制取淡水。海水淡化需要供電，因此海島上海水淡化設(shè)備需要在沒有電網(wǎng)支撐的條件下能夠長期安全穩(wěn)定地運(yùn)行。

4、隨著新能源技術(shù)的發(fā)展，利用觸手可及的光能、風(fēng)能作為海島發(fā)電設(shè)備日趨普及。但光能、風(fēng)能對天氣和氣候都非常敏感，其穩(wěn)定性、連續(xù)性、可靠性都很差，是一種隨機(jī)能源。雖然各地區(qū)的光能、風(fēng)能特性在一個較長時間內(nèi)大致有一定的規(guī)律可循，但是其強(qiáng)度每時每刻都在不斷的變化之中，不僅年度間有變化，而且在很短的時間內(nèi)還有無規(guī)律的脈動變化。海水淡化設(shè)備需要穩(wěn)定電源供給，如果不能將不穩(wěn)定的發(fā)電設(shè)備和有穩(wěn)定需求的用電設(shè)備有機(jī)結(jié)合起來，將會導(dǎo)致發(fā)電設(shè)備性價比較差進(jìn)而影響投資，或者導(dǎo)致海水淡化設(shè)備無法良好運(yùn)行。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于：提供一種離網(wǎng)型海水淡化系統(tǒng)的匹配方法，解決現(xiàn)有方案無法較佳地實(shí)現(xiàn)海島上海水淡化設(shè)備在沒有電網(wǎng)支撐的條件下長期安全穩(wěn)定運(yùn)行的問題。本方案通過制定協(xié)調(diào)策略，將光能、風(fēng)能和海水淡化裝置進(jìn)行協(xié)調(diào)設(shè)計，旨在根據(jù)海水淡化裝置的處理容量、運(yùn)行模式和光能、風(fēng)能的變化規(guī)律匹配設(shè)計出性價比較高的新能源供電系統(tǒng)，以達(dá)到在滿足供水要求的前提下，盡可能節(jié)約離網(wǎng)型海水淡化系統(tǒng)的整體投資。

2、依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案，本發(fā)明提供了一種離網(wǎng)型海水淡化系統(tǒng)的匹配方法，包括如下步驟：

3、步驟s1，根據(jù)海島情況缺口確定海水淡化裝置處理量；

4、步驟s2，收集海島當(dāng)?shù)毓饽?、風(fēng)能全年實(shí)際數(shù)據(jù)；其中，全年實(shí)際數(shù)據(jù)是指單位風(fēng)電、光伏裝機(jī)全年逐小時的發(fā)電量；

5、步驟s3，擬定海水淡化裝置運(yùn)行負(fù)荷主動調(diào)節(jié)的策略；

6、步驟s4，根據(jù)步驟s3所制定的策略，編寫模擬運(yùn)行程序；模擬運(yùn)行程序能夠在給定風(fēng)電、光伏、儲能裝機(jī)容量的情況下，根據(jù)步驟s2中得到的單位風(fēng)電或光伏發(fā)電曲線，計算出所需技術(shù)指標(biāo)參數(shù)；其中，所需技術(shù)指標(biāo)參數(shù)包括全年海水淡化總制水量、每日制水量、平均噸水成本；

7、步驟s5，假定多組風(fēng)電、光伏、儲能裝機(jī)容量方案組合，分別利用步驟s4中所編寫的模擬運(yùn)行程序計算各組風(fēng)電、光伏、儲能裝機(jī)容量方案組合的所需技術(shù)指標(biāo)參數(shù)，從中選擇能滿足所需技術(shù)指標(biāo)參數(shù)，且噸水成本最低的方案，作為最終裝機(jī)方案。

8、進(jìn)一步地，在步驟s3至步驟s5中包括，確定海水淡化裝置的制水系統(tǒng)參數(shù)，確定風(fēng)電、光伏及儲能裝機(jī)容量上下限，然后生成一組風(fēng)電、光伏、儲能裝機(jī)容量方案組合；接著，對于一組風(fēng)電、光伏、儲能裝機(jī)容量方案組合，在模擬運(yùn)行程序中逐時模擬風(fēng)電、光伏、儲能、以及海水淡化裝置的運(yùn)行，獲得所需技術(shù)指標(biāo)參數(shù)的數(shù)據(jù)，并如此完成全年逐時循環(huán)，統(tǒng)計全年運(yùn)行技術(shù)指標(biāo)，然后通過尋優(yōu)算法比選或者枚舉下一備選方案，重復(fù)此過程最終選擇出最佳方案作為推薦方案。

9、進(jìn)一步地，步驟s3中所述的策略包括如下內(nèi)容：

10、海水淡化裝置每天的運(yùn)行時間為制水時段，制水時段與光伏發(fā)電相吻合；

11、在制水時段期間，根據(jù)每小時的發(fā)電情況，判斷決定海水淡化裝置是否啟動；判斷的方式為，若預(yù)計未來若干小時風(fēng)電、光伏所提供的發(fā)電量都能夠維持海水淡化系統(tǒng)工作的用電量，則海水淡化裝置啟動開始運(yùn)行；

12、在海水淡化裝置啟動后，優(yōu)先利用風(fēng)電、光伏實(shí)時發(fā)電來運(yùn)行；如果出現(xiàn)風(fēng)電、光伏發(fā)電量不足的情況，則依靠儲能放電來維持海水淡化裝置工作；

13、如果風(fēng)電、光伏實(shí)時發(fā)電及儲能剩余電量均不足以支持海水淡化裝置運(yùn)行，則海水淡化裝置關(guān)閉；

14、到每天的制水時段結(jié)束時，統(tǒng)計當(dāng)天的制水量，如果不滿足當(dāng)天既定的制水需求量，則在風(fēng)電、光伏、儲能還能提供足夠電能的前提下，海水淡化裝置繼續(xù)運(yùn)行若干小時，直到完成制水需求量或電能用盡。

15、進(jìn)一步地，制水時段為每天7點(diǎn)至17點(diǎn)。

16、進(jìn)一步地，在根據(jù)每小時的發(fā)電情況，判斷決定海水淡化裝置是否啟動時，若預(yù)計未來1～3小時風(fēng)電、光伏所提供的發(fā)電量都能夠維持海水淡化系統(tǒng)工作的用電量，則海水淡化裝置啟動開始運(yùn)行。

17、進(jìn)一步地，步驟s3至步驟s5中具體包括有如下內(nèi)容：

18、定義海水淡化裝置4種運(yùn)行狀態(tài)：啟動、運(yùn)行、關(guān)機(jī)、待機(jī)，海水淡化裝置每個小時處在其中的1種狀態(tài)，且從“待機(jī)”到“運(yùn)行”要經(jīng)過1小時的“啟動”狀態(tài)過渡，從“運(yùn)行”到“待機(jī)”要經(jīng)過1小時的“關(guān)機(jī)”狀態(tài)過渡；每個狀態(tài)都有相應(yīng)的耗電量，“運(yùn)行”有相應(yīng)的制水量，其他狀態(tài)無制水量；從每年的第1個小時開始，逐小時循環(huán)，計算每小時的所需技術(shù)指標(biāo)參數(shù)，至少包括耗電量、制水量、棄電量；

19、步驟s31，如果當(dāng)前時間在制水時段開始之前，則海水淡化裝置為“待機(jī)”狀態(tài)；

20、步驟s32，在制水時段期間，如果海水淡化裝置為“待機(jī)”狀態(tài)，則讀取當(dāng)前小時及未來若干小時發(fā)電量預(yù)測值，判斷是否分別能滿足海水淡化裝置啟動和運(yùn)行的耗電量需求，如果是，則當(dāng)前小時狀態(tài)變?yōu)椤皢印辈⒃谙乱粋€小時變?yōu)椤斑\(yùn)行”，如果否，則繼續(xù)維持“待機(jī)”狀態(tài)；

21、步驟s33，在制水時段期間，如果海水淡化裝置已經(jīng)處于“運(yùn)行”狀態(tài)，則讀取當(dāng)前小時發(fā)電量預(yù)測值，如果能維持“運(yùn)行”狀態(tài)電耗，則保持“運(yùn)行”狀態(tài)；如果不足，則讀取計算儲能的電池可用電量，從中扣除為“關(guān)機(jī)”的1小時及“待機(jī)”的若干小時預(yù)留的電量后，與當(dāng)前小時發(fā)電量預(yù)測值相加，作為總可用電量，判斷是否能維持“運(yùn)行”狀態(tài)電耗，如果是，則保持“運(yùn)行”狀態(tài)，如果否，則該小時狀態(tài)變?yōu)椤瓣P(guān)閉”，并于下一個小時變?yōu)椤按龣C(jī)”；

22、步驟s34，在制水時段結(jié)束后，統(tǒng)計當(dāng)日“運(yùn)行”狀態(tài)的小時數(shù)，得到當(dāng)日目前的制水總量，與制水需求量相比較，判斷是否滿足要求，如果滿足，則該小時狀態(tài)變?yōu)椤瓣P(guān)閉”，并于下一個小時變?yōu)椤按龣C(jī)”；如果否，在滿足以下兩項(xiàng)條件的情況下，繼續(xù)維持“運(yùn)行”狀態(tài)，否則狀態(tài)變?yōu)椤瓣P(guān)閉”，條件一是當(dāng)前狀態(tài)仍為“運(yùn)行”，條件二是總可用電量能夠滿足“運(yùn)行”狀態(tài)耗電；本步驟中的總可用電量計算方法與步驟s33中相同，即當(dāng)前小時發(fā)電量加上儲能的電池可用電量、扣除為“關(guān)機(jī)”的1小時及“待機(jī)”的若干小時預(yù)留的電量；

23、步驟s35，在制水時段結(jié)束，并且海水淡化裝置狀態(tài)重新回到“待機(jī)”后，當(dāng)日制水過程結(jié)束，統(tǒng)計當(dāng)天的總制水量；

24、步驟s36，回到步驟s31繼續(xù)循環(huán)，直到全年模擬結(jié)束；

25、步驟s37，統(tǒng)計計算出全年運(yùn)行技術(shù)指標(biāo)，全年運(yùn)行技術(shù)指標(biāo)至少包括全年海水淡化總制水量、平均噸水成本、棄電量，作為方案比選依據(jù)。

26、進(jìn)一步地，還包括，在步驟s31～步驟s35中，根據(jù)海水淡化裝置狀態(tài)，確定該小時的用電量；如果有電量富余且儲能的電池未充滿，則對儲能的電池充電；如果儲能的電池充滿，則富余電量棄置；

27、進(jìn)一步地，步驟s5中，需要假定一百組以上的風(fēng)電、光伏、儲能待選方案。

28、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益技術(shù)效果如下：

29、本發(fā)明構(gòu)思關(guān)鍵點(diǎn)在于找到將不穩(wěn)定的發(fā)電設(shè)備和有穩(wěn)定需求的用電設(shè)備有機(jī)協(xié)調(diào)的設(shè)計匹配策略。本發(fā)明通過協(xié)調(diào)匹配策略將不穩(wěn)定的發(fā)電設(shè)備和有穩(wěn)定需求的用電設(shè)備有機(jī)結(jié)合起來，使得在保證海水淡化設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行的條件下，相應(yīng)配備的發(fā)電設(shè)備性價比較高，達(dá)到節(jié)約整體投資的目的。