1.基于电液相似原理的多膜组建模及性能分析方法，其特征在于：反渗透单膜模型基于电液相似原理构建，多膜组模型将各节点液压和各支路流量进行液电转化，采用电力系统潮流分析方法进行模型构建，包括多膜组反渗透压、反渗透膜对水阻碍、反渗透膜渗透方向液压、膜固有液阻及浓差极化液阻，所述多膜组反渗透压与反电动势类比；所述反渗透膜对水阻碍与电阻阻碍电流作用类比；所述反渗透膜渗透方向液压为进水液压与膜壁压降之差；所述膜固有液阻基于膜无污染下渗透液压与产水流量关系得到；所述浓差极化液阻基于浓差极化情况以及固有液阻得到；所述多膜组模型性能分析基于电池原理新定义的反渗透效率概念展开，得到反渗透效率特性曲线，进行优化压力跟踪控制；所述优化压力跟踪控制采用状态反馈控制器，以电磁阀为控制机构，确保多膜组优化压力的有效跟踪；包括以下步骤：步骤1根据电液相似原理，构建反渗透膜单膜模型第一步：构建与反电动势相似的反渗透压模型为

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Δπ＝AS+BS +CS  (1)

式中：Δπ为渗透压，S为海水盐度，A、B、C为温度系数，t为摄氏温度；

第二步：构建与电阻及电压降落相似的膜壁等效管路流阻Rl及其压降Pd式中：ρ为海水密度，v为运动粘度，l为膜等效长度，d为膜等效圆通道直径，Qf为系统进水流量；

第三步：得到与电压降落相似的反渗透膜径向渗透液压P，下称渗透液压：P＝Pf‑Pd  (3)

式中：Pf为单膜进水液压；

第四步：根据电液相似原理，基于反渗透膜无污染情况下进水压力与产水流量的关系得到代表膜本质属性的固有液阻RM，将其细分为Rm、Ra、Rp，考虑浓差极化情况下进水压力与产水流量的关系并结合前述固有液组RM，得到等效浓差极化液阻Rcp式中：RM为固有液阻，ε为膜孔隙度，Rm为膜壁液阻，αp为孔堵率，Rp为膜孔堵塞液阻，αa为吸附率，Ra为吸附液阻，Aw0为膜固有透水系数，α1、α2为连续传质系数，T为绝对温度；

第五步：构建滤饼层模型以描述反渗透膜实际运行过程中的膜污染情况式中：δc为滤饼层厚度即电阻长度，γc为滤饼层比阻，单位长度液阻阻值，αc为污染物粘性效率，为管内污染物平均浓度；

第六步：得出膜等效液阻Rv以及反渗透膜渗透通量Jv式中：η液体粘度系数；

第七步：根据基尔霍夫定律，得到反渗透膜输入输出的模型式中：Jout为渗透通量；Jelse为浓水通量；

第八步：得到反渗透膜产水流量Qp与反渗透通量Jout、浓水流量Qr与浓水通量Jelse式中：Am为反渗透膜面积，Ap为浓水阀管道截面积；

步骤2推导反渗透多膜组模型

第一步：泵入多膜组总流量Qin与产水流量Qpi、浓水流量Qmr关系Qin＝Qp1+Qp2+Qp3+…Qpn+Qmr  (9)式中：Qin为泵入多膜组总流量，Qpi＝AmJi为第i只膜产水流量，i＝1,2,3，…，n，Am为单只膜面积，Ji为第i只膜渗透通量，Qmr多膜组浓水流量；

第二步：根据步骤1，结合式(8)、(9)推得多膜组各反渗透膜产水流量及各反渗透膜之间液压关系式中：Pi为第i只膜渗透液压，Rvi为第i只膜等效液阻，Qi为第i只膜浓水流量，Rl为管路等效流阻；

第三步：引入电磁阀作为反渗透多膜组的流量控制机构，有其模型式中：evrmax为电磁阀最大阀阻，imax为电磁绕组最大电流，L为电磁阀电感参数，R为电磁阀电阻参数，u为电磁阀输入电压；

第四步：将流体流量因流体质量惯性而变化缓慢的性质定义为液感，且对末只反渗透膜至电磁阀处列写类似KVL方程式中：Pn为末端反渗透膜渗透液压，Pvr为电磁阀承受液压，evr为电磁阀等效阀阻，ρ为海水密度，V为单膜体积，Ap为浓水管截面积；

步骤3基于电液相似原理，结合电力系统潮流分析法，求解各节点液压、各支路流量第一步：提出基于电压源与电流源等效变换的液压源Ps和通量源Js等效变换方法式中：Ps为液压源液压，Js为通量源通量，Rs为渗透液阻；

第二步：建立类似阻抗与导纳关系的液阻Rs和液导Ys关系第三步：

式中：η为粘度系数，P为各膜等效节点液压，Ys为各膜等效液导，Am为单膜膜面积；

第四步：结合式(1)、(13)推得各通量源式中：Pf为多膜组进水液压，Rl1为多膜组进水口至第一只膜等效管路液阻，Δπ1,Δπ2,…,Δπn为各膜渗透支路渗透压，Rv1,Rv2,…,Rvn为各只膜渗透液阻；

第五步：基于电路节点电压方程，列写多膜组节点液压方程T

式中：J＝[Js+Js1,Js2,Js3,…,Jsn‑1,Jsn]为式(16)所述通量源，Yij为节点液导；

第六步：简化式(17)

式中：J为节点注入通量列向量，Y为节点液导矩阵，P为节点液压列向量；

‑1

第七步：构建液导矩阵逆矩阵Z＝Y ，

P＝ηZJ  (19)

式中：Z为节点液阻矩阵；

第八步：由式(19)计算各膜渗透液压，结合式(15)计算出每一段膜的产水流量Qpi；

步骤4基于步骤2节点液压方程求解，根据电池充放电特性重新定义反渗透效率并阐述约束条件，得到相关特性曲线第一步：结合电池充放电效率特性，构建反渗透效率模型式中：Qpi为第i只膜产水流量，Δπi为第i只膜渗透压，Pmf为多膜组进水液压，Qmf为多膜组进水流量；

第二步：反渗透多膜组输入输出功率约束

式中：Pi为第i只膜液压，Qpi为i只膜的产水流量，Pdi为第i只膜管压降，i＝1,2,3,…n，Qi为第i只膜浓水流量，Pmr为多膜组浓水出口液压；

第三步：根据反渗透膜承压能力得到各节点液压约束

1.5MPa≤Pi≤8.5MPa  (22)式中，i＝1,2,3,…，n；

第四步：依据多膜组的设计需求，设定海水盐度约束

5≤S≤45  (23)

第五步：结合前述步骤，在不同海水盐度大小下，模拟首段膜压力大小变化，得到不同海水盐度下多条反渗透效率—首段膜压力特性曲线，并利用MATLAB得到综合反渗透效率特性曲线；

步骤5以4只反渗透膜串联搭建海水淡化多膜组系统仿真实验平台，基于系统稳态模型分析获得的反渗透效率—盐度—首段渗透液压特性曲线进行仿真设计，仿真平台主要包括：过滤器、水泵、多膜组结构以及浓水阀，其中水泵由电机驱动；

第一步：构建包含电机、水泵、多膜组结构、浓水阀仿真平台，依据步骤4所得反渗透效率—首段膜压力特性曲线，结合检测当前海水盐度得到参考压力P1ref；

第二步：假设水泵恒速运行，设计状态反馈控制器控制电磁阀使得首段膜系统压力有效跟踪P1ref；

第三步：定义跟踪误差

e＝P1ref‑P1  (24)

式中：P1为首段膜实际渗透液压；

第四步：引入误差反馈控制律，通过式(11)控制电磁阀输入电压以控制第1只膜渗透液压式中：K1，K2，K3均为可调控制器参数；

第五步：调节控制器参数，有效进行多膜组浓水流量控制，以ηm为评价指标，结合稳态仿真分析多膜组反渗透效率。