船舶岸电技术研究及其应用
摘要：交通运输部是推广岸电应用的主要部门，近年来，一直在大力推进船舶
靠港使用岸电，制订了岸电的发展目标，同时也在不断的完善标准规范、试点示
范应用等措施，提升了船舶靠港使用岸电的利用率。笔者相信随着我国环保力度
的不断增强以及基础设施建设的不断完善，船舶靠港使用岸电将不断为我国建设
绿色航运做出贡献，为建设交通强国打下坚实基础。
关键词：船舶；岸电技术；应用
1船舶岸电发展背景
长期以来，港口是全球供应链的关键节点，对全球经济的发展有着极为重要的促进作用，但同时也是船舶污染物的主要来源。据估计在船舶靠港停泊的过程中，为了维持正常的装载、卸载和照明等工作，大多数船舶使用自身的柴油机发电来提供电能，其排碳量占港口总排碳
量的40%～70%，船舶工作所产生的有毒害污染物可随着气候等环境的作用扩散到周边
1000km的范围甚至更远[2]，传统的柴油机发电方式会给港口及周边地区带来大规模的空气
污染。此问题受到国内外组织和学者的高度重视，欧盟早在2006年颁布法令对所有在欧盟
港口停靠的船舶进行排放控制。中国2018年交通运输部公布的《船舶大气污染物排放控制
区实施方案》对进入控制区的船舶做出严格的排放要求，随即2019年交通部又发布《关于
进一步共同推进船舶靠港使用岸电工作的通知》。使用船舶岸电成为减少港口泊位排放和缓
解过度能源消耗等问题的有效措施，积极建设船舶岸电已成为港口实现可持续发展的必经之路。
2船舶岸电
船舶岸电是一种清洁能源，是指在船舶抵达港口之后，在作业期间不再使用船舶上的柴
油发电机等船舶辅机，从港口电网获得船舶设备运转所需的电力[4]，其工作的根本是在靠港
期间实现电能对化石燃料的替换，为“以电代油”的新能源使用模式。
国内外的船舶岸电系统大体上由3个部分组成：①岸端配电部分，使电能从高压变电站传输到港口的岸电连接点，主要包括主变电站和岸电箱；②岸电电缆连接部分，负责连接岸
电端与接受电能的船舶，主要包括电缆管理系统；③船舶受电部分，包括船舶变压器和电缆
装置等。
3船舶岸电系统技术难点
船舶岸电系统技术难点主要可包括以下几方面：
（１）高功率电力电子变频技术。结合现阶段国外岸电系统应用情况而言，大部分岸电
系统均为电网向船舶直接供电方式，但同变频技术相关的案例较少。目前，国内电力频率多
为５０Ｈｚ，而国外船舶的电力频率需求通常为６０Ｈｚ。因此，设计高压大功率变频装置
具备重要意义。现阶段，所研发的功率频率装置多适用于小频率的电力转换，且技术相对成熟，而海洋环境、港口环境中所应用的高压船用变频装置尚待改进，仍存在谐波治理、电磁
兼容、系统控制及系统拓扑结构等技术问题。
（２）岸电电源电压相对稳定。在实际应用过程中，岸电电源容量偏小，加之船上所产
生负载一般为感性负载，因此，使得船舶在岸电使用过程中，岸电电压将会伴随负载的改变
而产生变动。一旦电压同额定值偏离较大时，将会对船上电气设施正常运行造成影响，甚至
浅谈内河船舶岸电技术的应用 发表时间：2020-01-09T10:09:51.670Z 来源：《工程管理前沿》2019年第23期作者：刘炜 [导读] 现阶段，我国对节能减排及环保的重视程度越来越高 摘要：现阶段，我国对节能减排及环保的重视程度越来越高。而作为解决我国内河港口环境污染问题的全新尝试，岸上电源系统已有成功的案例，同时在部分内河港口进行试点工作。基于此，文章主要对内河港口船舶岸电技术进行了概述，然后分析了内河港口船舶岸电技术的应用目的，最后研究了内河港口船舶岸电技术的具体应用以及提出了其应用发展建议。 关键词：内河；船舶岸电技术；具体应用 前言：最近几年，我国经济的发展速度非常快，内河港口建设步伐也在不断加快，码头停靠船舶的数量也逐年递增。船舶靠港过程中，通过船舶燃油辅机发电满足船舶各种用电需求，如船舶机动用电需求等，但会产生各种废气，如排放大量SO2、SO3且较高能耗的废气等，进而严重污染着内河港口周边环境。假设在船舶靠港过程中，船上的燃油发电机由码头提供的岸电系统来替代，可对上述污染问题进行有效解决，岸电技术是顺应内河港口繁忙营运、提升码头竞争力以及创建绿色内河港口的关键举措，其社会及环境效益巨大。 1内河港口船舶岸电技术概述 船舶靠港过程中，由内河港区码头上的岸电通过电缆对船舶上设备的供电，来替代停止使用船舶上的发电机电源供电，即船舶岸电技术。船舶岸电系统主要涵盖以下三个部分： 1.1岸上供电系统 电源由国境港区变电所供电，输入电源经变压器和变频转换为满足船舶要求的电源，并向靠近船舶的连接点供电。 1.2船岸连接设备 连接船上受电装置及岸上连接点间的设备与电缆。电缆连接设备须符合快速存储及连接的要求，不用时需存放在船上、驳船上或岸上。 1.3船舶受电系统 将受电系统固定安装在船上，可能涵盖电缆绞车、船上变压器以及相关电气管理系统。 2内河港口船舶岸电技术的应用目的阐述 进入内河港区的船舶在靠港过程中须保持发动机运行，以满足各种设施用电需求，如集装箱装卸作业用电需求、通信用电需求及照明用电需求等。在此过程中，船用燃油燃烧排放的各种废气会严重影响到内河港口所在地的空气质量。假设采用岸电，可遏制废气的排放，进而有效避免污染内河港口所在地空气的现象。 例如，某内河港口完成的船舶岸电技术改造的两个集装箱，依据靠泊量150艘/年、靠泊发电耗油3.6t/艘来计算，船舶辅机发电由岸电来代替，可大概减排1100t/年的CO2，31t/年的氮氧化物以及35t/年的SO2。如果能在全国内河港口推广及应用船舶岸电技术，可减排12.6万t/年的SO2和19.5万t/年的氮氧化物，具有非常显著的节能减排效果。 此外，我国交通运输部于2017年印发《港口岸电布局方案》，一定程度上有利于促进我国水运供给侧结构性改革，同时有益于推动我国内河港口岸电设施有序建设，最重要的是标志着我国针对内河港口岸电设施建设的顶层设计文件问世。紧接着，《天津市船舶排放控制区实施方案》出台，并提出船舶在靠港过程中优先使用岸电，要求港口新建码头同时配备岸电设施，建成后的码头制定港口电力设施建设方案，船舶岸电设施按要求补充建设，上述文件的实施，将为港口船舶岸电技术的应用和发展创造良好的政策环境。 3内河港口船舶岸电技术具体应用分析 3.1科学地选取岸电模式 3.1.1由6.6kV/（6）kV、60Hz/50Hz高压电源替代码头电网10kV、50Hz高压变频、变压，经替代后接入船上配备的船上变电设备变压后，供船上受电设备使用，即高压岸电模式的供电方式。 3.1.2由450V/（400）V、60Hz/50Hz低压电源替代码头电网10kV、50Hz高压变频、变压，经替代后与船上供受电设备直接接入并使用，即低压岸电模式的供电方式。 3.1.3码头配电变压器的380V三相低压电源经低压岸电综合桩输出380V或220V电源，接入船舶供受电设备使用，即低压小容量岸电模式的供电方式。 依据《码头船舶岸电设施施工技术规范》，码头前沿变电所设置一套岸电系统，1#总泊位设置一套高压岸电接线盒，2#总泊位设置一套高压和一套低压接线盒，800KW为单机容量，6.6kv/450v，60/50Hz为供电电压等级。 3.2详解岸电主回路设计 3.2.1输入限流柜 考量到岸电系统只在船舶接近港口时工作，船舶离开港口时，岸电系统停止运行，所以，岸电系统通常执行停电和送电工作，在输电过程中，由于岸电的变频电源是电压源设备，同时又有一个移相变压器设置在变频器前端，所以，在输电过程中冲击电流会出现。输入限流柜能对输电过程中出现的励磁电流以及瞬时冲击电流进行有效控制。对设备使用寿命具有延长作用，降低对电网的影响程度。岸电变频电源实现了由50Hz交流电向60Hz交流电的转化。 3.2.2输出并网电抗器 在并网期间会出现冲击电流，输出并网电抗器能对其进行有效减少，具有缓冲的作用。 3.2.3输出隔离变压器 隔离岸上电源系统与船上电源系统是由输出隔离变压器实现的。 3.3全面控制岸船 此岸电系统的控制方式有两种,一种为船侧操作，另一种为岸侧操作。船舶上开关柜的分合控制、岸电电源的启动控制、岸电电源的停止控制以及岸侧开关柜的分合控制为控制对象。
港口实施岸电改造技术方案分析 船舶接用岸电作为一项可以有效减少港口污染物排放的技术，越来越受到重视。截 止2010年底，国外有20 多个港口实施了岸电技术。洛杉矶港在2011年将有15个码头应用船用岸电技术；长滩港计划所有集装箱码头在2014年应用船用岸电技术，2014年50%的靠港集装箱船舶使用岸电，2020年80%的靠港集装箱船舶使用岸电。 我国港口岸电技术还处在研究起步阶段，但上海港、连云港港、招商局国际蛇口 集装箱码头、青岛港招商局码头等港口或码头已对集装箱船、散货船应用岸电技术进行 了研发和试用，节能减排效果显著。 交通运输部对于岸电技术的推广较为重视。2010 年交通运输部启动了上海港、连云港港、蛇口集装箱码头共7 个泊位船舶靠港使用岸电改造的示范工作；2011年交通运输 部在《交通运输行业节能减排工作要点》中提出“继续推广应用靠港船舶使用岸电技术”；同时在《公路水路交通运输节能减排“十二五”规划》中也提出“推广靠港船舶使用岸电”。 1 港口岸电改造 1.1 船舶接岸电技术 船舶接岸电技术是指船舶在靠泊期间停止使用船舶上的发电机，改用陆地电源供电，从而减少废气的排放量的船舶供电方式。 岸电系统是为实现船舶接岸电技术而设置的一系列组件，大体可分为岸上供电系统、电缆连接设备和船舶受电系统3 个部分。岸电系统设计中需要解决的技术问题主要有容量和频率、电压。此外还要考虑电制、电气连接接口、相序校正及缺相保护及电缆安全等。在2006/339/EC法案文本附件中就给出了靠泊船舶岸电联接装置典型布置图。 1.2 港口岸电改造港口实施船舶接岸电技术需要进行的改造包括码头供电系统的增
11．投标物资技术规格书 1材料技术性能的详细描述 1.1水泥采用标号4 2.5R的普通硅酸盐水泥,其性能符合GB175—1999《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》的规定。 1.2砂采用硬质中砂，细度模数Mx为 2.5，其含泥量小于2%，符合GB/T14684《建筑用砂》的规定。 1.3石子粒径为5—20mm，含泥量、针片状颗粒含量等符合GB/T14685《建筑用卵石、碎石》的规定。 2.供货范围 公司砼电杆产品被广泛用于电力、通讯、有线电视、铁路输电线路等国家重点建设工程和城市、农村电网改造工程。产品不仅销往本省西安、宝鸡、延安、商洛、汉中、安康、铜川、咸阳等地市县，而且远销山西、河南、甘肃、江苏等外省市地区。砼排水管已用于西安市长安科技园、绕城高速公路等重点排水工程。本公司为用户所提供的产品，均以质量可靠，供货及时，服务优良为前提，深得广大用户的好评和信赖。1998年陕西省技术监督局授予“先进单位”称号，西安市灞桥区授予“重合同，守信用单位”称号。 本厂可提供各种规格、型号的钢筋砼电杆、环形预应力电杆产品。 3.技术标准 3.1产品标准GB/T4623—2006 环形混凝土电杆 GB/T2287—2005 环形等径预应力钢筋混凝土接网支柱 3.2引用标准GB175—2007 通用硅酸盐水泥 GB/T343—1994 一般用途低碳钢丝 GB/T700—1998 碳素结构钢 GB/T701—1997 低碳热轧圆盘条 GB/T13013—1991 钢筋混凝土热轧光圆钢筋 GB/T1499—1998 钢筋混凝土用热轧带肋钢筋 GB/T5223—1995 预应力混凝土用钢丝 GB50204—2002 混凝土结构工程质量验收规范 BJ107—1987 混凝土强度检验评定标准 JGJ63—1989 混凝土拌合用水标准 GB/T14684—2001 建筑用砂
码头岸电技术规格书-标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
码头岸电招标技术规格书 1、项目背景 船舶靠港期间，主要是利用船上辅机发电机发电来满足船舶用电需求，船舶辅机发电机一般是燃烧重油或柴油，在消耗燃油获得动力的同时，船舶向大气排放大量的污染性气体，其主要成分含二氧化碳（CO2)、氮氧化物（NO X）、硫氧化物（SO X）、有机挥发物VOC和可吸入颗粒物PM2.5等有害污染物，破坏港区周围的生态环境。据统计，港口城市由于停靠的船舶燃烧重油或柴油产生的废气排放比其它城市平均多25％，这些污染性气体对人类健康和环境安全构成极大威胁，据不完全统计，港口周边地区居民患呼吸系统疾病的比例要比内地城市高近10％。 建设“资源节约型、环境友好型”的绿色生态港口得到国家和港口企业高度重视，船舶停靠港口后停用船上发电机改用岸电供电这一减排节能的重大改措目前正在我国港口码头行业逐步展开。 为了更好地推进岸电技术的应用，交通运输部政策法规司于2011年颁布了“关于印发《建设低碳交通运输体系指导意见》和《建设低碳交通运输体系试点工作方案》的通知”（交政法【2011】53号），明确提出：“积极推进靠港船舶使用岸电。力争新建码头和船舶配套建设靠港船舶使用岸电的设备设施，在国际邮轮码头、主要客运码头、内河主要港口以及30％大型集装箱码头和散货码头实现靠港船舶使用岸电”。 2015年8月31日，交通运输部印发《船舶与港口污染防治专项行动实施方案(2015-2020年)》，明确了船舶与港口污染防治专项行动工作目标，其中包括，到2020年，主要港口90%的港作船舶、公务船舶靠泊使用岸电，50%的集装箱、客滚和邮轮专业化码头具备向船舶供应岸电的能力。大力推动靠港船舶使用岸电，努力实现我国水运绿色、循环、低碳、可持续发展。 2016年7月10日交通运输节能减排项目管理中心出台了《靠港船舶使用岸电项目专项资金支持政策解读》经国务院批准，中央财政拟对靠港船舶使用岸电项目进行奖励支持。明确奖励资金采取“以奖代补”的方式，对2016年完成项目奖励额度不超过项目设备购置费投资总额的60%；对2017-2018年完成
轮机员培训 船舶电网的基本组成： 船舶电网由以下部分组成：柴油发电机组、发电机主开关、岸电主开关、空气开关、兆欧表、电流表、电压表、同步表、功率表、功率因素表、发电机整定电阻、380-220变压器、分电箱等、应急照明系统等。 在接岸电的时候应该注意以下问题 1、注意检查岸电的相序和船舶的电压、频率是否一致，在确认一致的情况下才能接上船舶。 2、确岸电的相序是否和船舶一致，要是相序不一致，会引起电机的反转。在相序一致的情 况下，才能合闸。 3、接通岸电后，船上的发电机不允许发电、供电，因为船舶电站的配电系统设有岸电合闸 互鎖装置。两者不可能同时合闸。 4、岸电电缆要定期测量绝缘电阻，若电阻值下降，应该立即检查更换或者维修。 5、在强雷电的情况下，应该断开岸电，用船舶发电机发电，尽量避免岸电电网雷击浪涌传 到船舶，损坏船舶电器设备。 6、岸电主开关跳闸的主要原因是船舶电器漏电，或船舶电器负荷太大。船舶岸电主开关跳 闸后，不能立即重新合闸应： A、检查船舶380电网的绝缘情况，检查船舶220电网的绝缘情况，如果没有故障，则 断开全部的分路空气开关，合闸岸电主开关。如果能合上，然后逐个合上分路开关，遇到合上哪组出现跳闸，就说明这组绝缘有问题，或电器设备有问题。 配电柜 1、配电柜柜面有：功率表、频率表、电压表、电流表，兆欧表、220电压表、220电流表、 分路自动开关、发电机主控开关、岸电开关、伺服电机开关、发电机整定电阻等等。 2、定期进行电网绝缘电阻的测量， 3、风油遥切按钮要定期试验。 4、日常定期检查各指示灯和仪表的情况，如有损坏因及时更换，检查报警装置是否有效。 5、主开关的保险丝在配电柜的后面，具体的位置有说明书标示，主开关不能合闸的问题一 般情况下是主开关的保险丝断裂。 船用变压器 1、船用变压器使用时应该严防潮湿，在使用中，经常检查变压器的绕组的绝缘电阻情况， 用500V的兆欧表测量，其相间和对地电阻不小于0.5兆欧，如果小于0.2兆欧，必须采取措施降低绝缘电阻。 2、保持引出线端子的清洁，去除油污，防止短路或通地。 3、经常监视变压器的温升，其温升不允许超过绝缘允许的最高温升，在船舶加装较大的负 载时，应该使变压器的三相负载平衡，三相电流的不平衡度不应该超过5%。最大的电流不应该超过额定电流。 船舶电气系统的接地 1、工作接地：为了保证电气设备在正常的情况下能可靠的运行所进行的接地，叫工作接地。 如中性点的三相四线制，电焊机的接地，启动马达的接地等，工作接地不能与保护接地公用地线和接地螺钉。
船舶岸电智能控制技术分析 发表时间：2017-10-17T17:43:02.650Z 来源：《电力设备》2017年第16期作者：杨俊林 [导读] 在这一情况下，提出了船舶岸电技术，改变了传统的供电方式，借助陆地上的电网实现对船舶的供电。本文从船舶岸电控制技术入手，具体分析并网策略对船舶岸电的智能化控制过程，有效的提高了船舶岸电的稳定性和质量，希望本文能为相关工作有所裨益。 （国网江苏省电力公司泰兴市供电公司江苏泰兴 225400） 摘要：传统的供电技术中，船舶供电大多数都是自身携带供电装置，这样会增加船舶的自重，且发电技术较为滞后，容易给水环境和空气环境都造成了严重的污染，在这一情况下，提出了船舶岸电技术，改变了传统的供电方式，借助陆地上的电网实现对船舶的供电。本文从船舶岸电控制技术入手，具体分析并网策略对船舶岸电的智能化控制过程，有效的提高了船舶岸电的稳定性和质量，希望本文能为相关工作有所裨益。 关键词：船舶；岸电；智能控制；并网策略 船舶岸电能有效的控制船舶在行驶过程中的污染物和污染气体的排放，是一种常见的技术手段，而对于船舶岸电智能化控制的过程中，并网控制技术是最为核心的技术类型，能实现船舶岸电的稳定供应。在船舶中，基本上都存在着一定的能量调节系统，能对船舶运行过程中的各个参数进行控制，让岸电输出更为稳定，控制效果良好。 1、船舶岸电控制技术的可行性 船舶岸电技术的推广改变了港口的水环境和空气环境，也明显的降低噪音污染，对于港口发展来说具有重要的意义。几年前，国家电网公司提出了船舶的控制方案，利用电能来替代原本的煤油作为能源，这样能提高能源的安全性和清洁性，让船舶岸电成为了一个全新的消费模式，也是电力营销部门的工作有了全新的内容，需要更好的应对这一状况，找到更好的契机。在初期，船舶岸电经常会出现电力供应中断的情况，经分析原因，是由于船舶岸电控制方法技术出了问题，原本的控制方法尽管是针对船舶岸电控制而提出的技术，由于船舶岸电是一个全新的课题，可以参考的资料较少，经常会出现质量问题，因此针对这一问题，为了保证船舶岸电的稳定性，提出了全新的船舶岸电智能控制技术。 近些年来，船舶岸电的研究类型较多，大多数都针对各种技术方案的选择，多种船舶岸电的智能控制技术，都为船舶岸电的智能控制工作提供了必要的技术性参考。船舶岸电智能控制技术直接关系到船舶电网的稳定性，也关系到电力公司的工作质量，因此不容忽视。本身船舶中的发电机转子惯性较为明显，在运行上抗干扰能力较强，并且对整个系统的相应速度较快。从原始的船舶岸电智能控制技术入手，在频率变化时会影响到船舶电网的稳定性，严重时直接造成电力输送中断，这些突发事件的处理相关研究并不罕见。国内外的各种文献研究为后续的研究过程提供了一个必要的参考，而在此技术上提出了并网控制技术，真正的提高了船舶岸电控制的质量，保证了船舶电网的稳定性。 2、船舶岸电运行控制 2.1船舶岸电并网流程 船舶岸电电网的控制运行分为并网和离网两个方面，船舶靠近港口的时候，可以调节船舶岸电逆变器的各项参数，符合船舶电网的要求，进行船舶岸电的并网运行控制，船舶的发电机可以停止工作。在船舶离开港口时，开启发电机，如果船舶发电系统和船舶岸电的各项参数相同时，可以通过同步控制，断开船舶岸电电源。 2.2能量管理系统 船舶岸电电网包括发电子系统、载子系统、配电子系统等装置组成，各个子系统相互独立，负载发生变化以及电网的干扰会影响到船舶岸电的负载和发电机的正常运行，因此提高船舶岸电的电能质量能在一定程度上保证船舶岸电正常的电力负荷要求。在船舶岸电中，能量管理系统属于一个较为重要的组成部分，结合对船舶负载功率的需求，能保证船舶岸电的电力供应稳定性。 3.船舶岸电智能控制技术分析 3.1下垂控制原理 船舶岸电结构包括三相整流器和逆变器两种。在进行控制的过程中，首先借助船舶电网的各项参数，根据计算标准，输送到不同的系统模块中，在系统模块中确定电压的参考值，而整个电路就能出现控制信号，调节船舶岸电系统逆变器的输出电压。 3.2船舶岸电下垂控制的改善策略 传统的下垂控制调节尽管效果较为明显，在船舶岸电中也得到了较为广泛的应用。随着船舶岸电要求的提高，电力公司的技术方法也要相应的更新，对于船舶电网的控制，单纯的按照原本的控制方式，干扰因素较多，很容易影响到整个系统的正常运转，也就会在一定程度上影响到电力公司正常的电力供应，很难达到对船舶岸电供电基本控制的效果。传统的下垂控制方式一般都是阶跃函数，也就是用电负荷发生改变就会影响到船舶岸电电网的稳定性，甚至可能直接导致电力输送中断，影响到船舶正常的工作，也给电力公司的工作增加了原本不必要的负担，影响范围较广。因船舶发电机的电子惯性存在，在频率发生变化时，稳态值也随之发生变化，惯性时间的各项参数直接决定了频率变化，船舶岸电电网中的发电机，系统惯性较为明显，频率也会表现的较为稳定，在系统惯性的影响下，船舶岸电实现智能化并网控制，受到干扰因素的影响很小，能保证船舶岸电电网频率的稳定性。结合船舶岸电智能并网控制技术的各项参数变化可以看出，在惯性关节的影响下，相关系数发生改变，也改变了船舶岸电电网频率的正常偏移，在惯性的影响下，频率过渡时间增加，也就会让整个电网的频率稳定性发生明显的变化。 4、船舶岸电智能控制技术的应用 如今船舶岸电的规模在不断的扩大，有效的增加了港口的业务量，在调度上的要求也较高，以免由于调度问题影响到整个系统的正常运行，针对这一问题，船舶岸电智能控制技术能对港口业务进行更为合理的调度。船舶岸电的用电特征较为明显，峰谷负荷差距较大，但是却又会出现曲线重合，因此电力公司在整个船舶电网的调度上，很难采取“削峰填谷”的方式来减小峰谷的差值，需要找到全新的智能控制技术。在电源切换上船舶岸电智能控制是难点，需要发电机的切换下完成，并且实现并网不间断供电。 结合船舶岸电智能控制技术，提高控制效率，对整个过程进行了系统的分析，二级助专业的仿真平台，进行相应的仿真模型构建。从船舶岸电智能控制技术的应用角度来看，电压幅值在负荷发生明显变化时，一直能保持在既定范围内。在船舶岸电负荷较为频繁变化时，
SHANGHAI SHIPBUILDING 上海造船2011年第2期（总第86期） 大型船舶靠港使用岸电的研究 李恒焕 （中海油气开发利用公司，北京 100020） 摘要：根据国内外船舶靠港使用岸电的实际应用情况，阐述了船舶岸电电源系统的组成方案，指出实施船舶靠港使用岸电的可行性方案，应进一步推广应用。 关键词：岸电；变频；节能减排 中图分类号：U665 文献标识码：A 文章编号：1005-9962(2011) 02-0053-02 Abstract: This paper elaborates the consisting schemes of marine on shore electricity system according to practical application cases of ship at port using shore electricity both at home and abroad; and points out the feasible scheme for the implementation of ship at port using shore electricity, which should be promoted for wider application. Key words:shore electricity; frequency conversion; energy saving and emission reduction 0 引言 目前，国内大型船舶在码头靠泊卸载时，船上强大的柴油发动机必须持续运行，以保持船舶大功率机泵及其他设备和支持系统的正常运作。这会使温室气体和柴油颗粒持续排放到当地空气中，成为空气污染的主要源之一。如果船舶停泊时，连接岸上供电系统，以较低污染的岸电电源系统给船上供电，将可大大减少废气和微粒物质的排放，改善空气质量。 1 船舶岸电电源系统 船舶岸电电源系统主要由码头岸上输配电系统和船舶自身岸电转换系统两大部分组成。 1.1 岸上输配电系统 我国港口使用的岸电是380V/50Hz，而深水航行的大型船舶使用的电力为440V/60Hz，该系统主要功能是将国内电网50Hz电源转换成船用60Hz 电源。目前岸电变频电源有2种结构方式。 第一种：变频电源→正弦波滤波器→电力变压器。三相电输入经变频电源整流逆变输出60Hz SPWM波，而后经正弦波再经电力变压器调整到需要的电压。由于正弦波滤波器的电感量很高，因此 作者简介：李恒焕，男，工程师。1975年生，1997年山东工程学院电气技术专业毕业。主要从事电气和自 动控制方面的技术和设备管理工作。 收稿日期：2011-02-23 要求系统中配置的电感器尺寸也很大，从而影响了系统整体效率，而目前业内厂家实测的电子静止式岸电变频电源，整体效率仅有 85 %左右。 第二种：变频电源→波形预处理电感器→逆变输出变压器与输出滤波器。三相电输入经变频电源整流逆变输出60Hz SPWM波，而后经电感器对波形进行预处理并校正，滤除逆变器所产生的高次谐波分量。再输入到逆变输出变压器与输出滤波器对波形进行二次处理并进行调压，达到输出正弦波和需要的电压。由于对波形进行二次处理，第一次波形预处理不需要很高的电感量，仅需要较小尺寸的电感量就能达到目的。第二次波形处理在逆变变压器与输出滤波器中进行，逆变变压器是专门为逆变技术而设计匹配的，具有变压和电感双重功能的一种新技术变压器，加上交流滤波电容器，构成一种高频陷波器，所以具有很高的效率，经生产厂家整体效率实测高达 93%~95%。目前国内船用变频电源大多采用该方式。 1.2船舶岸电转换系统 船舶岸电转换系统由一套高压电力转换装备组成，主要包括插座盘、岸电与船电并电的转换开关及相应的保护装置等。由船东负责规划，并安装于船上供连接岸电用。当船舶停靠港口时，由该系统连接岸上供电系统，停止船上发电机群运转，以岸电提供停泊期间所需的电力。以美国替换航海电力系统amp（alternative maritime power system）为例，目前开发的amp系统含有下列主要装备： 1) 电缆卷轮以承载连接岸电电缆及接头
岸电技术简介 -标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
岸电技术简介 港口以往停靠码头的船舶必须一天24小时采用船舶辅机发电，以满足船舶用电的需求，辅机在工作中燃烧大量的油料，排出大量的废气，同时24小时不间断地产生噪声污染。为了解决这一问题，经过调研和实地考察，采用船舶接岸电系统能够解决存在的问题，此项目可以使船舶在停靠码头期间不再依靠辅机，而是采用码头岸电系统来提供能源。 一、概述 对到港船舶实施岸电技术防治污染的可行性，已经被国内外的专家学者所论证，甚至已经被一些国家和地区先行使用。推广岸电技术，对节能减排、绿色经济和环境治理，有着重大社会效益和环境效益。 作为港口、航运交通运输行业中的大型企业领导，有着高度的社会责任感和使命感，对环境保护等重大问题高度关注。连云港港口集团有限公司总裁白力群，早在今年年初就开始组织部署，启动了船舶接用岸电技术课题研究工作。河北远洋集团董事局主席高彦明，在今年四月份向交通运输部提出了“关于在我国港口靠泊船舶使用岸电的建议”。
理解岸电技术的基本概念，解决岸电技术的关键问题，设计和规划岸电技术的实施方案，寻求实施岸电技术试点，继而在全国港口、航运交通运输行业中推广岸电技术是目前加快实现低碳交通、深化治理港口环境的重要工作。通过岸电技术的探索、运用和推广，进而促进国家相关法律法规和行业标准的制定，不仅具有可行性，同时具有紧迫性，对我国低碳交通的发展具有重大意义。 二、船舶接用岸电技术 船舶接用岸电技术，是指船舶靠港期间，停止使用船舶上的发电机，而改用陆地电源供电。 港口提供岸电的功率应能保证满足船舶停泊后所必需的全部电力设施用电需求，包括：生产设备（如：舱口盖驱动装置、压载水泵等）以及生活设施、安全设备和其它设备。 港口(提供岸电)和靠港船舶(接受岸电)各自都专门带有一套岸电系统。我们的项目——船舶接用岸电系统工程技术，就是从港口岸电系统和船舶岸电系统这两项工作开始的。 三、港口岸电系统
港口和船舶岸电管理办法 第一章总则 第一条为减少船舶靠港期间大气污染物排放，保障船舶靠港安全规范使用岸电，依据《中华人民共和国港口法》《中华人民共和国大气污染防治法》等法规的规定，制定本办法。 第二条中华人民共和国境内港口和船舶岸电建设、使用及有关活动，应当遵守本办法。 第三条交通运输部主管全国港口和船舶岸电建设、使用等工作。 县级以上地方人民政府交通运输（港口）主管部门按照职责负责辖区水路运输经营者船舶受电设施安装、码头岸电设施建设以及向靠港船舶提供岸电服务等活动的监督管理。 各级海事管理机构按照职责，负责船舶受电设施安装的监督管理。 第四条地方各级交通运输（港口）主管部门应当积极争取地方人民政府出台政策，支持码头岸电设施改造和船舶受电设施安装，鼓励船舶靠港使用岸电。 第二章建设和使用
第五条码头工程项目单位应当按照法律法规和强 制性标准等要求，对新建、改建、扩建码头工程（油气化工码头除外）同步设计、建设岸电设施。 第六条港口经营人应当按照法律法规、强制性标准和国家有关规定，对已建码头（油气化工码头除外）逐步实施岸电设施改造。 第七条码头岸电设施的供电能力应当与靠泊船舶 的用电需求相适应。 第八条为保障船舶靠港使用岸电安全，码头工程项目单位或者港口经营人在岸电设施投入使用前，应当按照相关强制性标准组织对岸电设施检测，其中高压岸电设施投入使用前，应当由具备相应能力的专业机构检测。 第九条新建和已建中国籍船舶受电设施安装应当 符合船舶法定检验技术规则，投入使用前需经船舶检验机构检验合格。 第十条在船舶大气污染排放控制区靠泊的中国籍 船舶，需要满足大气污染排放要求加装船舶受电设施的，相应水路运输经营者应当制定船舶受电设施安装计划并组织实施。 第十一条具备受电设施的船舶（液货船除外），在沿海港口具备岸电供应能力的泊位靠泊超过3小时，在
内河码头船舶岸电设施建设技术指南 1总则 (4) 1.1编制目的 (4) 1.2适用范围 (4) 2基本要求 (4) 2.1 一般要求 (4) 2.2电压和频率 (4) 2.3供电容量 (5) 2.4接地和安全保护 (5) 3内河码头岸电设施 (6) 3.1常规码头 (6) 3.2直立式大水位差码头 (7) 3.3有趸船的斜坡式大水位差码头 (8)
3.4无趸船的斜坡式大水位差码头 (9) 3.5内河水上服务区 (9) 4岸电设备与装置 (10) 4.1岸电接插件 (10) 4.2岸电接电箱 (11) 4.3供电电缆 (12) 4.4电缆管理装置 (13) 5检查和检测 (13) 附录A 主要船型发电机组功率和电压情况表 (15) 附录B 内河码头典型岸电方案 (17)
1总则 1.1编制目的 为进一步推进内河船舶使用岸电，规范岸电设施建设，统一船岸连接接口，作为现行国家和行业相关标准的补充，为港航企业、岸电建设主体提供技术参考，编制本指南。 1.2适用范围 本指南适用于内河集装箱、干散货、件杂货、滚装、客 运等码头和水上服务区的船舶岸电建设。油气化工码头不在本指南适用范围内。除符合本指南编写标准外，还应符合现行国家和行业标准规范。 2基本要求 2.1 一般要求 2.1.1 内河船舶岸电设施建设应保证岸电设施布局、供电连接方法合理，使用安全、便捷。 2.1.2 岸电设施建设方案应采用成熟的技术。 2.1.3 码头岸电设施建设按照码头水位变化特点可分为水位变化较小的常规码头和水位变化较大的大水位差码头，大水位差码头可分为直立式和斜坡式两种形式。 2.1.4 码头应配备便于船舶连接的供电设施，船舶按照有关规范配备相应的受电设施。 2.1.5 应在岸电设施输出侧设置独立计量装置。 2.2电压和频率
码头岸电招标技术规格书 1、项目背景 船舶靠港期间，主要是利用船上辅机发电机发电来满足船舶用电需求，船舶辅机发电机一般是燃烧重油或柴油，在消耗燃油获得动力的同时，船舶向大气排 放大量的污染性气体，其主要成分含二氧化碳（CO 2)、氮氧化物（NO X ）、硫氧化 物（SO X ）、有机挥发物VOC和可吸入颗粒物PM2.5等有害污染物，破坏港区周围的生态环境。据统计，港口城市由于停靠的船舶燃烧重油或柴油产生的废气排放比其它城市平均多25％，这些污染性气体对人类健康和环境安全构成极大威胁， 据不完全统计，港口周边地区居民患呼吸系统疾病的比例要比内地城市高近10％。 建设“资源节约型、环境友好型”的绿色生态港口得到国家和港口企业高度重视，船舶停靠港口后停用船上发电机改用岸电供电这一减排节能的重大改措目前正在我国港口码头行业逐步展开。 为了更好地推进岸电技术的应用，交通运输部政策法规司于2011年颁布了“关于印发《建设低碳交通运输体系指导意见》和《建设低碳交通运输体系试点工作方案》的通知”（交政法【2011】53号），明确提出：“积极推进靠港船舶使用岸电。力争新建码头和船舶配套建设靠港船舶使用岸电的设备设施，在国际邮轮码头、主要客运码头、内河主要港口以及30％大型集装箱码头和散货码头实 现靠港船舶使用岸电”。 2015年8月31日，交通运输部印发《船舶与港口污染防治专项行动实施方案(2015-2020年)》，明确了船舶与港口污染防治专项行动工作目标，其中包括，到2020年，主要港口90%的港作船舶、公务船舶靠泊使用岸电，50%的集装箱、客滚和邮轮专业化码头具备向船舶供应岸电的能力。大力推动靠港船舶使用岸电，努力实现我国水运绿色、循环、低碳、可持续发展。 2016年7月10日交通运输节能减排项目管理中心出台了《靠港船舶使用岸电项目专项资金支持政策解读》经国务院批准，中央财政拟对靠港船舶使用岸电项目进行奖励支持。明确奖励资金采取“以奖代补”的方式，对2016年完成项目奖励额度不超过项目设备购置费投资总额的60%；对2017-2018年完成项目奖
技术规格书 1．总则 本招标范围为大连汽车码头工程（二期北侧堆场）。本工程承包商有责任使工程质量满足国家交通部现行技术规范和相关质量检验标准，同时使本工程的工期满足招标要求。凡列入本工程合同范围内的项目，承包商应对施工中涉及的工程质量、安全保卫、环境保护等全权负责。无论技术规格书有无规定，承包商都应提供满足本工程需要的足够的人员、材料及设备配置。 2．工程概况 2.1工程位置 大连港大窑湾港区位于辽东半岛南部，大连市金州区东南13km，濒临北黄海，与大连湾以大孤山半岛相隔。水路距大港区15n mile，陆路距大连市50km。地理坐标N38°59′，E121°53′。大连汽车码头工程（二期北侧堆场）位于大窑湾港区西侧。 2.2工程范围 2.2.1本工程主要内容： 本次招标主要内容为大窑湾汽车码头工程（二期北侧堆场）道路及堆场工程设计内容所包含的项目，主要包括级配碎石、水泥稳定碎石、沥青混凝土、边石施工等；沥青混凝土面层施工面积约67968平方米。（详见施工图） 2.2.2招标范围： 本次招标范围为汽车码头工程工程（二期北侧堆场）道路及堆场，业主有权根据工程实际情况对上述工程量进行调整，或对施工方案进行调整，上述风险含在投标人的报价中。 2.3工程的主要结构型式 道路及堆场均为沥青混凝土面层：面层采用５0mm中粒式沥青混凝土（AC-20I）、６0mm粗粒式沥青混凝土（AC-25I），基层采用450mm水泥稳定碎石（水泥含量６％），垫层为100mm级配碎石，面层与基层之间铺一层乳化沥青（0.3-0.6L/m2）；绿化带与场地之间安装250*250*900花岗岩边石等。 3．自然条件 3.1气象条件
某项目港口船舶岸电关键电气技术探讨张健榕 发表时间：2018-08-09T09:27:07.153Z 来源：《电力设备》2018年第12期作者：张健榕 [导读] 摘要：近年来，在全球贸易环境的总体发展下，我国经济越来越飞速发展，我国码头港口建设十分迅速，船泊停靠在码头的数量和密度都大幅上升，因此需要消耗大量燃油，使港口被排放过多的废气体和污染颗粒，从而产生严重的环境污染。 （南方电网综合能源有限公司广东省广州市 510000） 摘要：近年来，在全球贸易环境的总体发展下，我国经济越来越飞速发展，我国码头港口建设十分迅速，船泊停靠在码头的数量和密度都大幅上升，因此需要消耗大量燃油，使港口被排放过多的废气体和污染颗粒，从而产生严重的环境污染。本文就某项目的港口船舶岸电关键电气技术进行探讨。 关键词：港口；船舶；岸电 引言 某工程码头位于广东省中南部，珠江口的东岸，拥有海岸线约116公里，海域面积79平方公里，其中主航道53公里，宽2-4公里，纵向水深5-15米。该河段丰水少沙，泥沙回淤少，深槽靠岸，是珠江河口建设深水港最优良的岸线之一。某工程码头进港航道水深－12米，现宽60米，3万顿级船舶可全天候通过，5万顿级船舶可乘潮进出。码头面积48.5万平方米，拥有多个5万吨级及以上的集装箱泊位，岸线长678米，码头前沿水深达到-14.3米。本项目计划在该港口实施船舶岸电系统，不仅可以降低船舶维护费用和靠港成本，提升该码头在其所在港区中的竞争能力。本项目重点针对某工程码头9，10号泊位进行建设。根据调研分析，在9，10号泊位建设船舶岸电系统。该型船舶靠港期间耗电量约为300-400kW左右。岸电容量设计为800kW，其容量考虑岸电电源可同时为两个泊位船舶进行供电，也可单独为将来耗电更大的冷藏集装箱船供电。下面谈谈该项目岸电关键电气技术： 1）如何抑制谐波 输入采用干式多重化移相变压器进行多脉冲整流，每相6级单元串联，移相变压器的二次侧每相有6组采用延边三角接法的移相绕组，其移相角度分别为：＋25°、＋15°、＋5°、－5°、－15°和－25°的绕组，分别给功率单元供电，实现36脉冲整流，消除整流过程中产生的35次以下谐波，输入谐波小，额定负载时，网侧电流谐波<2%。 2）如何防止上电瞬间冲击大电流 高压变频电源采用系统缓冲方式，在上电瞬间对电网和变频电源后端提供缓冲保护，对电网和负载都不产生冲击。 3）如何实现船和岸电的无扰切换 目前，欧美国家的早已经实现岸电电源供电，很多船只已经配置了船侧岸电切换装置，船方工程师对岸电电源使用和切换操作流程已经很熟悉。但是部分场合依然还是借助岸电设备来实现切换过程，因此，切换过程分为两种，船方和港口方可根据实际情况选择使用哪种类型，以下对两种切换方式分别进行介绍。 船侧切换过程： 当船舶与岸电电源装置连接完毕后，启动岸电电源，将岸电电源送至船侧岸电配电柜，船上岸电同期装置自动检测船上岸电电源的输入开关的前端电压频率、幅值、相角，当三个参数与船舶本身的发电系统同期时，则控制合闸船上岸电电源的输入开关，再分闸船舶本身的发电系统的总开关；如相序不一致，则船上系统经由光纤通信向岸电装置反馈信号要求改变岸电相序，然后重复前述程序直至完成切换。 船舶需要离岸时，先启动船舶的本身发电系统，待稳定后，再开始同期切换，同样需要检测两个电源系统的电压的频率、幅值、相角，当三个参数一致时，合闸船舶本身的发电系统的总开关，再分闸船上岸电电源的输入开关，完成离岸前从岸电到船舶自身供电运行的切换。 岸侧切换过程： 当船舶与岸电电源装置连接完毕后，启动岸电电源，岸电电源输出开关分闸状态下，合闸船侧岸电开关，将船侧电源送至岸电电源输出开关柜，岸电系统同期装置自动检测岸电电源输出开关的后端电压频率、幅值、相角，同时控制自身输出电压与之一致，当三个参数一致时，合闸岸电系统输出开关，再通信通知船侧发电机开关分闸，如船侧发电机开关超过2秒（可设定）未分闸，则岸电系统输出开关自动分闸，中断并网过程。如并网过程中，发生功率倒送，则岸电系统输出开关保护分闸。 4）如何实现相序检测 岸电系统默认输出为正序，并可通过设置参数调整相序。有两种进行相序检测整定的技术措施。 措施一：将船舶电网电压送至岸电装置输出端，则可自动检测船舶电网频率、电压相序、相位、电压幅值等变量，控制器对接收到的船电电压进行分析处理，计算船电系统的相序，根据船电相序调整岸电相序，保证输出相序的正确性。 措施二：岸电系统通过光纤与船舶电网控制系统通信（船舶控制系统已自带相序检测及同期并网控制装置），根据船舶电网控制系统发送的相序调整信号自动调整岸电输出相序。 5）如何解决逆功率现象发生时岸电稳定运行 岸电系统采用带电切换方式时，由于船上切换装置存在检测误差，两侧电网运行参数在并网过程中存在差异，可能在岸电并网和船上发电机并网（岸电解列）过程中引发逆功率现象。频率的精准度决定了并网和解列时的产生逆功的几率。为了防止发生严重逆功率现象，损坏设备，应采取必要的安全措施。 本岸电电源系统具有完善的逆功率判断以及控制保护算法，一方面通过双重检测手段判断是否产生逆功率，确保逆功率检测的可靠性；另一方面通过逆功率快速处理控制算法，迅速调整输出参数，保护变频电源安全。 通过实验证明，可以通过控制系统改变船电和岸电的频率比值，就可以限制逆功发生。 6）如何应对负载三相不平衡时岸电稳定输出 负载的不均衡，以及空载时变压器阻抗导致的不均衡，岸电是无法控制的。 岸电作为电源使用时，输出电流不平衡不会导致岸电工作异常。因为移相变压器的作用，岸电输入在负载不平衡时依然可以保持平衡状态；岸电自身的AVR功能也可以保证输出线电压的平衡。
淮安新港船舶接用岸电技术研究 淮安新港是江苏省内河重要区域中转港，常年有大量船舶靠港装卸。为响应低碳交通建设，减轻港口区域空气污染，打造绿色、低碳、节能、环保港口。在一期码头前沿六个泊位增设靠港船舶接用岸电装置，促进港口节能减排工作，并为内河港口岸电技术推广应用起重要的示范作用。 标签：淮安新港；岸电技术；应用研究 1 研究的背景和意义 我省是国内水运大省，2012年港口货物吞吐量达18多亿吨，居全国之首，占综合交通运输货运总量三分之一以上，每年在港口靠泊装卸货物的船舶数量巨大。由于目前几乎所有的靠港船舶均使用油料燃自行发电，所以船舶会排出大量二氧化碳、硫化物和氮化物，对大气环境造成严重影响，且造成大量能源浪费。如果采用岸电系统，不仅可以解决上述问题，还可以减轻船舶运营成本，提高经济效益。尤其是内河港口，由于停靠船舶不同于海船，所用电制与岸电相同，都是380伏/50赫兹的电源，无需对船舶受电系统进行改造转换，技术上无障碍，操作简单易行，岸电系统增设改造资金投入较少。在此背景下，淮安新港于2013年对一期码头改造增设了岸电系统，并已投入运行，对在建的二期工程和盐化工通用码头提前配套设置岸电系统。同时，淮安市港口管理局在淮安新港一期码头岸电系统成功经验基础上，结合省厅港口局2013-2015年港口节能减排计划安排，制定了全市范围内的港口岸电系统推广实施计划。这对做好靠港船舶的节能减排工作，减轻港口地区的空气污染，以及履行低碳交通建设责任具有重要意义。 2 淮安新港岸电系统设计方案 淮安新港岸电设施的配备，为靠港船舶提供电源，节约船舶耗油，减少二氧化碳、二氧化硫排量。港口现有泊位8个，经实地考察、走访船民和专家论证，最终方案确定在6个泊位前沿配备岸电箱，为停靠船舶提供380V/50Hz及220V/50Hz电源。 图1 码头前沿配电原理图 2.1 方案具体内容 2.1.1 由配电房放70mm2铠装铜电缆到前沿配电柜。 2.1.2 前沿配电柜内配置一总开，三分开。 2.1.3 前沿配电柜向东放50mm2铠装铜电缆，到第一岸电箱（使用总功率50kW）；由第一岸电箱向第二岸电箱（使用总功率15kW）放35mm2铠装电缆。（东侧两岸电箱均为380V/50Hz，零线不进漏电开关）。每个箱子只出来一个接
岸电技术简介 港口以往停靠码头的船舶必须一天24小时采用船舶辅机发电，以满足船舶用电的需求，辅机在工作中燃烧大量的油料，排出大量的废气，同时24小时不间断地产生噪声污染。为了解决这一问题，经过调研和实地考察，采用船舶接岸电系统能够解决存在的问题，此项目可以使船舶在停靠码头期间不再依靠辅机，而是采用码头岸电系统来提供能源。 一、概述 对到港船舶实施岸电技术防治污染的可行性，已经被国内外的专家学者所论证，甚至已经被一些国家和地区先行使用。推广岸电技术，对节能减排、绿色经济和环境治理，有着重大社会效益和环境效益。 作为港口、航运交通运输行业中的大型企业领导，有着高度的社会责任感和使命感，对环境保护等重大问题高度关注。连云港港口集团有限公司总裁白力群，早在今年年初就开始组织部署，启动了船舶接用岸电技术课题研究工作。河北远洋集团董事局主席高彦明，在今年四月份向交通运输部提出了“关于在我国港口靠泊船舶使用岸电的建议”。 理解岸电技术的基本概念，解决岸电技术的关键问题，设计和规划岸
电技术的实施方案，寻求实施岸电技术试点，继而在全国港口、航运交通运输行业中推广岸电技术是目前加快实现低碳交通、深化治理港口环境的重要工作。通过岸电技术的探索、运用和推广，进而促进国家相关法律法规和行业标准的制定，不仅具有可行性，同时具有紧迫性，对我国低碳交通的发展具有重大意义。 二、船舶接用岸电技术 船舶接用岸电技术，是指船舶靠港期间，停止使用船舶上的发电机，而改用陆地电源供电。 港口提供岸电的功率应能保证满足船舶停泊后所必需的全部电力设施用电需求，包括：生产设备（如：舱口盖驱动装置、压载水泵等）以及生活设施、安全设备和其它设备。 港口(提供岸电)和靠港船舶(接受岸电)各自都专门带有一套岸电系统。我们的项目——船舶接用岸电系统工程技术，就是从港口岸电系统和船舶岸电系统这两项工作开始的。 三、港口岸电系统 1、港口实施岸电所需的技术改造