简述船舶岸电系统发展与应用
- 格式：doc
- 大小：27.00 KB
- 文档页数：4
简述船舶岸电系统发展与应用
摘要 为推广船舶使用岸电，从而控制港口城市空气污染，实现节能减排，本文对船舶岸电系统进行综述。本文介绍了船舶岸电系统的组成、基本原理、应用现状等，讨论了其涉及到的技术点，对船舶岸电系统的应用起到积极的推动作用。
关键词 船舶岸电系统组成；发展及应用
1 引言
船舶停靠在码头时，辅助发电机发电会排放大量有害物质。据统计，船舶停靠在码头港口时，其发电的辅助发电机产生的碳排放量是港口碳总排放量的40%～70%，严重降低了港口城市的空气质量。
为了贯彻落实《中共中央国务院关于加快推进生态文明建设的意见》、《大气污染防治行动计划》和《水污染防治行动计划》等方案，我国制定了《船舶与港口污染防治专项行动实施方案（2015～2020年）》。该实施方案要求，港口和船舶的大气污染物排放量在2020年得到有效控制，相关污染防治政策体系得到进一步改进和完善。具体目标就是到2020年，珠三角、长三角、环渤海（京津冀）等水域船舶的硫氧化物、氮氧化物以及颗粒排放物的量与2015年相比分别下降65%、20%、30%；主要港口码头的船舶90%以上使用岸电系统；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[1]。
2 船舶岸电系统介绍
船舶岸电也被称为COLD IRONING （USA），S2SP，AMP等，是一种电能替代的行动。当船舶停泊在港口时，接入岸上电源电网向船上供电，船上电力负荷转移到岸上供电系统（不中断供电），关闭发动机。船舶岸电系统就是当船舶停靠港口码头时，停止使用船上自由的辅助发电机发电，而使用岸上电源向船上相关设备供电，广义的船舶岸电系统分为岸上和船上两个部分，其原理如图1所示。
其中岸上部分主要包括电力变电站、变频电源（50/60Hz）、电缆系统和插座箱；船上部分主要包括船舶岸电系统（AMP）和同步装置。装设船舶岸电系统前，需要港方、船方、设计单位、岸电电源集成商一起协力完成岸电电源系统的前期系统评估分析。其主要包括12项分析，具体有：①岸电系统最大，最小短路电流计算（含船上发电机，辅机需要同步）。②谐波分析（满足标准IEEE 519）。③电容电流计算，保证开关开断容量。④船上变压器投入涌流分析。⑤岸船电源切换方法（同步或停电切换）。⑥船上负载及最大负载投退分析（在使用岸电情况）。⑦船上短路保护定置配合（跳闸时间配合）。⑧安全装置，控制方法制定。⑨电缆管理系统要求。⑩变频电源容量确定。?岸电连接点电压范围确定。?设备参数确定。
当船舶抵达码头时，启动船舶岸电系统岸电电源包括12个操作步骤：船上和岸上通信打开→对岸上和船上设备分别进行接地检查→确认无误后，操作链接电缆管理系统→链接电缆插头→打开岸上和船上接地开关→选择岸电电压频率（50/60Hz）→船舶允许启动岸电电源→启动岸电电源合上开关→船上辅机同步→接合岸电电源→船上辅机逐步减少功率→关闭船上辅机，岸电供电。
当船舶离开码头时，断开船舶岸电系统岸电电源也大致包括12个操作步骤：通知启动辅机→开启船上辅机→船上辅机与岸电系统进行同步→船上辅机逐步增加功率→终止岸电电源→打开船上电源开关→打开岸上电源开关→检查岸上和船上开關位置→闭合岸上和船上接地开关→对岸上和船上接地开关进行检查→解开电缆插头→操作连接电缆系统[2]。
3 船舶岸电系统发展及应用
目前，国外利用船舶岸电系统为船舶供电的有美国洛杉矶、加拿大温哥华和瑞典哥德堡等地区，美国洛杉矶港口在使用船舶岸电系统后，船舶靠岸时各类污染物的排放量降低到原来的5%，并由此获得了2005年的美国清洁空气卓越成果奖这一奖项。
我国电网频率是50Hz，而各国船舶用电频率有50Hz，也有60Hz，使用电压也有所不同，主要有高压和低压供电两种方式。为了适应不同国家船用供电要求，在研制适合国内港口码头的船舶岸电系统时，必须解决大容量船舶岸电供电电源技术、岸电供电变频变压技术、岸电设备紧凑化布局、船舶岸电供电模式、船岸交互技术等方面问题。这些技术现已被逐步研发成功，并投入使用。我国将连云港作为船舶岸电系统的试点港口取得了很大的成效，走在了国内的港口的前列，随后并在我国连云港港58号、59号泊位、上海振东集装箱码头、深圳蛇口集装箱码头、青岛、厦门等港口也相继开始使用船舶岸电系统，起到很好的推广作用[3]。
4 工程应用
4.1 工程概况
本工程为厦门某自贸区集装箱码头，在现有码头前沿装设船舶岸电系统，属于改造项目。在距离码头泊位70米处的堆场边设置一座箱式岸电站，在码头前沿新建2套高压岸电箱，给外来靠岸船舶供电。
4.2 箱式岸电站电源组成
箱式岸电站10kV电源引自港口内现有10kV变电所馈电柜，进线容量为4500
kVA；岸电站由进线开关（含进线柜、计量柜）、移相变压器、变频电源、滤波器、出线开关柜、辅助配电电源、中压电缆接插件等组成。岸电站内配一套10/0.4kV变配电系统，作为箱式岸电站照明、通风空调、监控系统等供电电源，
监控系统连接至后方控制中心，通过以太网、Modbus-TCP IP协议进行远程监测和控制。
本工程船舶岸电电源设计总容量为3000kVA，设置1套变频电源装置，放置在预装式箱式岸电站内，供电制为10kV-50Hz/6.6kV-60Hz。相邻泊位不能参与本套系统的使用。
4.3 高压岸电接电箱
在本泊位码头面首尾位置安装2套6.6kV高压岸电接电箱，两岸电箱相距215米，以便不同船型使用，岸电接电箱采用快速接插式，在安装岸电接电时，需根据接电箱外形尺寸对码头进行局部改造，以满足岸电接电箱安装及接电电缆的引入，高压岸电接电箱的安装位置需避开刚盖板、伸缩缝等。岸电接电箱周边设置防碰撞措施。
4.4 供电电缆及敷设方式
高压、低压电力电缆均采用交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套钢带铠装铜芯材质，敷设方式为沿港区内现有电缆沟以及穿电力专用管道直埋。电缆敷设完毕后，需对电缆管材端口进行封堵。
4.5 防雷接地
利用箱式岸电站基础结构作为防雷接地装置，且将本工程接地系统与港区现有接地系统连通，要求港区总接地电阻不大于1欧姆，接地电阻的测试必须在±0.00地板浇注混凝土前进行。所有新增的金属管道、钢爬梯、码头前沿岸电箱金属外壳、电缆金属外皮等金属物件均必须与本工程接地系统作可靠连接。
4.6 施工技术要求
配合土建及参与专业做好电气预埋件，包括接地线、接地装置、各处用电设备配电线路保护管等。做好设备防腐防锈处理措施。并按国家有关现行施工规范进行施工。
5 结束语
本工程已建成投入使用，并得到船方与港口方很高的评价。船舶岸电的设置可以降低船用发电机的日常维护，节省费用，经济性好；容易操作；降低船舶引起的噪音及震动；减少CO2、硫化物等污染物的排放，提高空气质量，改善船舶、港口的工作环境，减少因环境污染引起的居民健康问题。
随着国家对环境保护要求的提高、人民环保意识的增强，船舶岸电系统作为港口码头节能减排的重要环保举措，符合国家的号召、社会发展的需求。船舶岸电系统作为一项利国利民的新技术，具有广阔的推广前景和深远的意义。
参考文献
[1] 田鑫，杨柳，才志远等.船用岸电技术国内外发展综述[J].智能电网，2014，2（11）：9-12.
[2] 王金旺.船舶岸电技术应用研究[D].北京：华北电力大学， 2015.
[3] 谈健，韩俊，归三荣，等.船舶岸电系统发展及应用[J].上海海事大学学报，2017，38（3）：90-95.
