人类社会的生存发展离不开两个重要的条件——水与能源，然而地球上的总体水资源中只有3%是可以供人使用的，世界上正有25%的人口无法喝到足够的淡水。同时，随着全球气候变暖，干旱与沙漠增多，人口数量增多，环境污染等等问题日趋严重，现有可用淡水资源越来越少，而对水的需求却与日俱增。我国是一个淡水资源严重缺乏的国家，从取之不尽用之不竭的海水来获取淡水，并使淡水在低成本内较长时间大量存储，是解决水资源短缺的重要手段之一。但是，海水淡化是高能耗产业，随着传统能源短缺问题日益凸显，可再生能源的利用得到了广泛的关注，其中，太阳能和风能发电技术也逐渐成熟。利用风光互补为海水淡化提供能源供给，是同时解决水资源和传统能源危机的有效途径。本文首先综述了新能源在海水淡化领域的利用情况、风光互补发电系统的发展现状以及海水淡化设备的研究发展趋势，提出开发具有较为成熟基础技术的风光互补海水淡化工程意义重大。然后将完整系统分成两大主要模块进行了详细的介绍，即风光互补供电模块和海水淡化模块，详细论述了完整风光互补反渗透海水淡化系统的组成和工作原理。其次，以地域开阔及常年风能资源丰富的上海临港为工程设计背景，考虑风能和太阳能的分布特点，对风光互补发电系统进行匹配性设计，采用相关软件模拟水处理计算，并利用局部寻优法简单找出较为合适的匹配方案。最后引入符合风光互补反渗透的遗传算法，以全生命周期投资成本为目标函数，在全状态空间计算出最优的系统匹配方案。由于风光互补反渗透海水淡化装置的结构非常复杂，影响其运行的因素非常多，本文从理论设计的角度，以实现系统功能同时降低成本为目标，完善整理一套计算方法，对系统设计与动态优化方面做了更深的思考和探索，提出了一些装置设计的原则。