高效太阳能海水淡化控制系统

【摘要】水是生命之源，是人类生存所必须的基本物质。随着全球经济的发展，人口的增加，世界范围内面临越来越严重的淡水危机。为了解决淡水短缺问题，人类采取“开源节流”的方法，一方面节约用水，另一方面大力推进海水淡化。同时，人类社会面临着能源短缺，环境恶化的严重威胁，采用新能源进行海水淡化，尤其是利用太阳能进行海水淡化迫在眉睫。响应国家号召，浙江省提出大力发展海洋经济的规划，太阳能海水淡化是其中的重要一环。为了解决舟山等地沿海岛屿的缺水问题，本文设计一种高效太阳能海水淡化装置，采用太阳能聚光集热、板式换热、低温多效海水蒸馏相结合，并在该装置上添加控制系统，控制工作过程中工质的流动，实现对太阳能海水淡化过程热量的控制，提高装置的热利用率和海水淡化效率。首先，设计了一种高效太阳能海水淡化装置，采用太阳能槽式集热，二级板式换热，低温多效海水蒸馏器相结合，加上储热油罐和储热水罐等储能装置，实现太阳能收集、存储和利用，设计并定制小型低温多效蒸馏器来进行海水淡化。并为该项目在杭州的实施建设做了前期规划。其次，在该太阳能海水淡化装置的平台上，添加整套控制系统，控制装置运行过程中工质的流动。在装置上布置温度、流量等仪表，检测工质的状态，并通过控制器改变工质的流速，实现对工作过程中热量循环的控制。采取分层控制的策略，底层太阳能集热，换热，海水淡化三个过程独立控制，上层控制器实现对三个底层控制的优化调度。最后，对于底层三个控制系统，依据其控制要求完成底层控制器设计，并分析采用PID控制和预测控制时的控制效果，并给出了仿真结果。对上层控制器，分析高效太阳能海水淡化装置工作的状态，并给出了控制策略。从控制的角度来分析太阳能海水淡化的过程，实现整个系统的自动化运行，提升装置的热利用率和海水淡化效率，改变了以往单纯从热工视角研究太阳能海水淡化技术的局面，为今后太阳能海水淡化技术发展提供了一个新的思路。
【作者】杨航；
【导师】刘光宇；
【作者基本信息】杭州电子科技大学，控制理论与控制工程，2014，硕士
【关键词】太阳能海水淡化；反馈控制；自动化；优化调度；

【参考文献】
[1]孙元超.嵌入式移动数据库技术研究[D].华东师范大学,计算机应用技术,2004,硕士.
[2]李福文.基于统一建模语言的全功能点度量方法的研究与应用[D].华东理工大学,软件工程,2014,硕士.
[3]赵明月.水杨酸包结工艺和机理及其包结物的性能研究[D].广东工业大学,应用化学,2013,硕士.
[4]刘家诚,林涛,李笃.城镇宅地权——关于完善我国住房保障体系的思考[J].经济体制改革.2006(01)
[5]王红.《ШОС》一文的句子变译策略[D].黑龙江大学,翻译,2013,硕士.
[6]潘瑞.亚信联创的国际化战略研究[D].南京大学,工商管理（专业学位）,2013,硕士.
[7]王勇博.采用遗传算法优化地铁多区间速度曲线和停站时间实现牵引节能的仿真研究[D].南京理工大学,电力电子与电力传动,2013,硕士.
[8]冯加伟.柴油机气缸扫气过程气体流动及影响因素数值研究[D].江苏科技大学,船舶与海洋工程（专业学位）,2014,硕士.
[9]万晓航.火电厂生产成本动态监测及竞价上网辅助决策系统[D].华北电力大学（北京）,机械设计及理论,2004,硕士.
[10]孟锋.瑕疵出资股权转让之效力研究[D].西南政法大学,民商法学（专业学位）,2012,硕士.
[11]蓝玉琼.计算机集成制造系统的概念、发展及结构改进[J].昆明理工大学学报(理工版),2002,05:86-88+138.
[12]邓时莉.H.pylori对十二指肠粘膜上皮细胞碳酸氢盐转运蛋白的影响[D].遵义医学院,内科学,2014,硕士.
[13]刘波.一种利用信息熵的群体智能聚类算法[J].计算机工程与应用,2004,35:180-182.
[14]韩中.分布式数据库在财政管理系统中的应用[D].电子科技大学,2003.
[15]罗晓妮.中职学校“双师型”教师专业发展的路径探寻[D].西南大学,职业技术教育学,2013,硕士.
[16]黄致尧.数字近景立体摄影系统高精度标定方法研究[D].南京师范大学,地图学与地理信息系统,2012,硕士.
[17]张悦.猪肺炎支原体P65蛋白的克隆表达、单克隆抗体制备及阻断ELISA抗体检测方法建立[D].南京农业大学,预防兽医学,2013,硕士.
[18]郝志洁.明末清初文人士大夫对基督教的认识[D].华东师范大学,中国古代文学,2004,硕士.
[19]金帆.价值生态系统:云经济时代的价值创造机制[J].中国工业经济,2014,04:97-109.
[20]李雄雯.公益性农村房屋拆迁型群体性事件研究[D].湖南师范大学,行政管理,2013,硕士.
[21]于歆杰,王赞基.适应值共享拥挤遗传算法[J].控制与决策,2001,06:926-929.
[22]靳凤华.从中西方绘画中解读绘画的抽象性和表现性[D].福建师范大学,美术学,2004,硕士.
[23]缪亚军,孙见山,戚巍.卓越学术合作特征:模式、强度及影响力视角[J].科研管理,2014,09:106-114.
[24]屠宁雯.城市道路交通网络脆弱性辨识方法研究[D].苏州大学,计算数学,2013,硕士.
[25]高青.牛CD9基因、TNP2基因多态性及其与公牛繁殖性能的关联分析[D].山东师范大学,细胞生物学,2013,硕士.
[26]许军.聚丙烯高性能化材料结构和性能的研究[D].天津大学,材料学,2004,硕士.
[27]孙晓光.一种U型节流口比例换向阀设计[D].哈尔滨工业大学,机械工程,2014,硕士.
[28]麻靖雪.论美国法院对于行政机关解释成文法的司法尊重制度之研究[D].中国政法大学,比较法学,2014,硕士.
[29]吴坤.基于工作流的企业办公自动化系统设计与实现[D].电子科技大学,软件工程（专业学位）,2012,硕士.
[30]车浩然,何永忠,刘吉强.基于P2P和网格ID的位置匿名算法研究[J].信息网络安全,2015,03:28-32.
[31]杨武,李立新,文俊浩.多级安全数据库系统的推理分析[J].计算机科学,2005,09:111-112+198.
[32]苏佩衡.学生民事权利实现法律问题研究[D].吉林大学,民商法学,2004,硕士.
[33]徐彦伟.论权力行使主体道德建设[D].东北师范大学,马克思主义理论与思想政治教育,2003,硕士.
[34]漆顺之.中国科技网[J].信息系统工程.1997(12)
[35]董婧旭.论刘文金二胡作品的创作风格与演奏技法的特征[D].天津音乐学院,音乐表演,2014,硕士.
[36]张庆丰.基于滑模变结构的机器人关节控制系统研究[D].浙江工业大学,2010.
[37]田吉孟.LN光伏公司国际竞争战略研究[D].山东大学,工商管理（专业学位）,2013,硕士.
[38]王艳禹.两部件冷贮备系统的可靠性及维修更换策略[D].燕山大学,运筹学与控制论,2013,硕士.
[39]宋伟杰.基于开关变换器的蓄电池模拟系统研究[D].哈尔滨工业大学,电气工程,2013,硕士.
[40]郝贠洪,段国龙,任莹,冯玉江,宿廷.风沙对钢结构涂层的冲蚀磨损性能研究[J].建筑材料学报.
[41]吴荣华.VMS诱导信息条件下多方式车流运行行为的仿真建模[D].北京交通大学,智能交通工程,2013,硕士.
[42]张静.陈钢“红色小提琴”作品研究[D].武汉音乐学院,音乐与舞蹈学,2014,硕士.
[43]郝力力.内皮素在肉鸡腹水综合症发病中的变化研究[D].中国农业大学,临床兽医学,2004,硕士.
[44]罗振暖.改革体制加强地震预报的理论研究[J].地震学刊.1993(01)
[45]夏晔.基于网站分类的网络用户隐私信息保护模型[D].复旦大学,通信与信息系统,2012,硕士.
[46]朱志骞.招商引资中的政府行为研究[D].郑州大学,公共管理（专业学位）,2013,硕士.
[47]王亮.变电站辅助设备监控系统的开发与应用[D].解放军信息工程大学,软件工程,2012,硕士.
[48]吴良龙.大啁啾高功率激光脉冲传输的自适应算法研究[D].湖南大学,信息与通信工程,2012,硕士.
[49]李树荣,张强,雷阳,张晓东.自由时间最优控制问题的一种控制向量参数化方法[J].控制与决策,2011,07:1009-1013.
[50]金昭.基于蛋白质组学的江苏啤酒大麦麦芽过滤性能缺陷的研究[D].江南大学,发酵工程,2014,博士.