針對日益嚴重的水資源問題以及大負載下的最大功率捕獲問題提出了風力海水淡化系統(tǒng),風力海水淡化系統(tǒng)包括風能捕獲模塊、驅動模塊跟海水淡化模塊。垂直軸風力發(fā)電機被固定在塔架之上,迎風后氣動懸浮高效捕獲風能,與旋轉體機械耦合的高壓水泵,經行星齒輪升速后提升預處理海水泵入高壓水罐,恒壓控制后預處理海水送入海水淡化膜組。本文主要從風力海水淡化系統(tǒng)方案設計、模型構建、性能分析、控制策略和仿真實驗方面進行研究。結合日照市海況進行了實地檢測,根據4～11m/s的波動風速設計了15k W風力海水淡化系統(tǒng)�；陲L速周期內勢能與動能變化以及風力發(fā)電機輸出功率,優(yōu)化設計了風能捕獲裝置;為實現淡化所需壓力的穩(wěn)定,將高壓水罐引入海水淡化驅動裝置;由驅動模式與淡化水質的要求,完成海水淡化反滲透裝置設計;根據系統(tǒng)輸出與輸入的電壓要求,完成捕獲調控電路設計。構建風力海水淡化系統(tǒng)各部分動態(tài)模型,基于動態(tài)模型完成對風力海水淡化系統(tǒng)性能與控制策略的研究。針對風力捕獲功率非線性以及風速波動問題,將三步非線性控制策略引入到風能的最大功率捕獲,即采用穩(wěn)態(tài)控制、參考前饋控制以及誤差反饋控制進行控制器設計,該方法有效提高動態(tài)響應速度,為驗...

【文章頁數】：71 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 海水淡化技術方法
        1.2.1 蒸餾法
        1.2.2 反滲透法
        1.2.3 海水淡化技術對比
    1.3 風力海水淡化發(fā)展與現狀
    1.4 本文主要研究內容及創(chuàng)新
第2章 風力海水淡化系統(tǒng)方案設計
    2.1 風力海水淡化系統(tǒng)概述
    2.2 反滲透裝置設計
    2.3 海水淡化驅動裝置設計
    2.4 風能捕獲裝置結構設計
    2.5 盤式電機設計
    2.6 捕獲調控裝置電路設計
    2.7 樣機試制
    2.8 本章小結
第3章 風力海水淡化系統(tǒng)建模
    3.1 風速模型
    3.2 垂直軸風機模型
    3.3 盤式電機數學模型
    3.4 高壓水泵數學模型
    3.5 高壓水罐模型
    3.6 反滲透模型
    3.7 垂直軸風力發(fā)電機轉速模型
    3.8 本章小結
第4章 風力海水淡化系統(tǒng)性能分析
    4.1 溶劑通量與溶液濃度分析
    4.2 反滲透回收率分析
    4.3 滲透壓因素分析
    4.4 反滲透脫鹽率分析
    4.5 系統(tǒng)能耗分析
    4.6 本章小結
第5章 風力海水淡化系統(tǒng)控制策略
    5.1 優(yōu)化速度設定策略
    5.2 風能高效捕獲控制策略
        5.2.1 狀態(tài)反饋控制策略
        5.2.2 自適應補償控制策略
        5.2.3 三步法控制策略
    5.3 風力海水淡化系統(tǒng)工況控制策略
        5.3.1 恒壓效率最優(yōu)工況控制策略
        5.3.2 恒壓全功率工況控制策略
        5.3.3 停機海水淡化
    5.4 本章小結
第6章 風力海水淡化系統(tǒng)仿真實驗
    6.1 最大功率捕獲仿真實驗
    6.2 海水淡化恒壓控制仿真實驗
    6.3 最大功率捕獲對海水淡化影響仿真實驗
    6.4 反滲透海水淡化水質仿真分析實驗
    6.5 反滲透海水淡化功耗仿真分析實驗
    6.6 本章小結
第7章 總結與展望
    7.1 工作總結
    7.2 工作展望
參考文獻
致謝



本文編號：3768437