港口船舶岸电供电技术的研究与应用
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国内外码头岸电系统技术应用及发展综述发表时间:2020-10-10T14:40:37.663Z 来源:《当代电力文化》2020年第14期作者:杨坤,陈意[导读] 近年来,我国的水运工程建设有了很大进展,要做到对船舶大气污染物排放的有限控制杨坤,陈意湖北省电力装备有限公司,湖北省430000摘要:近年来,我国的水运工程建设有了很大进展,要做到对船舶大气污染物排放的有限控制,提高空气质量,就需要加大引入并推广船舶岸电技术的力度。
本文先后就国内外船用岸电技术发展现状、低压岸电供电系统的概念和特点、应用做出了介绍,并讲解了船舶侧岸电系统供电方式和原理,结合传统燃料供电模式的缺点指出了现代环保岸电供电模式的优点所在。
关键词:船舶电网;岸电技术;船舶港口;技术应用引言船舶靠港后为维持正常的生产活动,会利用燃油辅助发电机进行发电,进而会排放大量的废气污染物。
为了解决环境污染问题,建设绿色港口,船舶岸电系统技术应运而生。
船舶岸电系统技术指船舶靠港后,由岸上电源代替船载燃油辅助发电机供电,属于典型的“以电代油”的电能替代技术。
该系统主要包括岸基供电系统、船岸连接系统及船载受电系统。
1船舶岸电技术国内外使用现状美国、德国、挪威和荷兰等欧美发达国家迄今已拥有超过二十个使用岸电电源系统的港口,超过两百艘艘船舶配备了相应的岸电连接系统。
其中美、英两国是首先做到在码头使用岸电对靠港船舶进行供电,并且为此制定了相关的法律保证执行力度,并更新或者替换掉了新老码头上过旧的岸电设备。
作为世界上最大的海运国,中国目前的港口船舶岸电技术仍处于研究阶段,但随着港口经济的快速发展,如今已越来越受到国家和交通部的重视。
《中国港口年鉴》报道,“截止到2018年底,我国所有港口(包括内外河港口)293个,生产泊位26330个,其中万吨级及以上泊位2444个,拥有水运船舶达13.70万艘。
”同时我国港口还面临着大量其他地区和国家船舶出入的现象,因此港口设施也在不断的扩充和发展,未来船舶在港口作业的数量仍会上升。
船舶岸电系统并网逆功率抑制技术研究摘要:目前随着国家各项环境保护、节能减排政策的出台,为落实《中华人民共和国大气污染防治法》要求,打好污染防治攻坚战、打赢蓝天保卫战,码头船舶岸电使用作为主要内容已被提到了日程上。
随着船舶大型化、多功能化和节能化的发展,对船舶电力系统的要求也日益提升。
联船并网及解列过程中可能会出现发电机频率及幅值调节不准确的情况,导致逆功率的产生。
文中阐述了船舶岸电并网过程中逆功率产生的原因、危害,抑制逆功率产生的重要性;研究解决逆功率防护问题的几种技术方案、并对各种方案进行比较分析;最后通过实船联船数据分析、波形记录论证选取方案的可靠性。
关键词:船舶岸电;逆功率;软件控制0引言船舶岸电系统,即船舶停靠港口期间,由岸基侧向船侧供电的系统。
船舶岸电主要保证船舶靠港后,船上仍需要的水泵、照明、通风等生产、生活及辅助设备连续运转的电力供应。
此时,船舶关闭自身的柴油发电机,不仅可以消除自身机组运行带来的噪声,也能在一定程度上减少废气的排放。
[1]早在2011年,交通运输部发布的《公路水路交通运输节能减排“十二五”规划》就将“推广靠港船舶使用岸电”作为“绿色港航建设工程”的重要内容。
2022年6月15日,《浙江省港口岸电奖补办法》正式发布,这是“十四五”期间全国首个全省域港口岸电建设奖补办法,也是浙江省贯彻交通运输部等四部委《关于进一步推进长江经济带船舶靠港使用岸电的通知》和省交通运输厅等六厅局《进一步推进靠港船舶使用岸电工作实施意见》的配套政策。
船舶用电多为柴油发电机进行发电,供船舶日常运行使用,现在多数国家的供电频率为50Hz,而美国、加拿大、日本、韩国、巴西、墨西哥、台湾等地区的供电频率为60Hz,沿海及远洋船舶的供电频率通常为60Hz。
因此,船舶靠岸后如果要使用岸上电源,就需要一套变频变压的岸电系统,将岸上工频50Hz转变为船用60Hz。
[2]港口船舶岸电电源不同于传统的船厂岸基电源,两者之间存在共性,也存在较大差异。
船舶岸电的概念船舶岸电是一种为船只提供电力的系统,它可以在船只停靠时,通过电缆连接船只与岸上的电力网络,为船只提供电能供应,减少或替代使用船舶内部的发电机。
这种技术可以有效地减少船舶对燃料的消耗,并减少对环境的污染,同时也提供了一个更稳定、可靠的供电解决方案。
随着环境保护意识的提升,船舶岸电系统的应用逐渐受到关注。
传统上,船只在停靠时需要依靠内部的发电机供应电力,但发电机的运行会产生噪音、颗粒物和尾气排放,对附近居民和环境产生负面影响。
船舶岸电系统则可通过连接到岸上的电力网络,利用环保能源为船舶提供电力。
这种系统不仅减少了船舶使用燃油的需求,降低了环境污染,还提高了供电稳定性和可靠性。
船舶岸电系统的工作原理相对简单。
当船只靠岸时,一根电缆会通过连接船舷和岸上的接口来将电力传输到船舶内部的电力系统中。
船舶内部的电力系统会将传输的电能转换为船舶所需的直流或交流电能,以供船舶运行、生活和其他电力需求。
在离开港口时,船只则会断开与岸上电力网络的连接,转而依靠自身发电机供电。
船舶岸电系统的优势不仅在于减少环境污染和噪音,还有以下几个方面:1. 节约燃料成本:使用船舶岸电系统可以避免使用船舶发电机,从而降低燃油消耗和成本,特别对于长时间停泊的船只来说,节约效益更为显著。
2. 保护环境:船舶发电机使用燃油燃烧产生废气和颗粒物,对海洋和大气环境造成污染。
使用岸电系统可以有效减少这种气体和颗粒物的排放,从而降低对环境的负面影响。
3. 提高生活舒适度:船舶岸电系统可以为船员提供足够的电力供应,满足船舶内部生活、工作和娱乐等需求。
相比使用发电机供电,岸电系统提供的电力更加稳定、可靠,不会出现电力不足或意外中断的情况。
4. 保护船舶设备:岸电系统提供的电能较为稳定,峰值电压和频率的抖动较小,使得船舶内部的电器、通讯设备和敏感仪器受到更好的保护,延长其使用寿命。
随着船舶岸电技术的发展和应用的推广,越来越多的港口和船舶开始采用这种环保的供电解决方案。
码头使用岸电实施方案
首先,对于码头的岸电系统建设,需要考虑的因素有很多。
首
先是供电系统的建设,包括变压器、配电柜、电缆等设施的安装和
调试。
其次是岸电接口的设计和布置,以确保船舶能够方便地接入
岸电系统。
此外,还需要考虑岸电系统的管理和监控,包括对供电
设备和接口设施的定期检查和维护,以保证其正常运行和安全使用。
其次,对于船舶的岸电接入,也需要制定相应的实施方案。
首
先是船舶岸电接口的设计和安装,需要考虑船舶的各种型号和尺寸,确保不同类型的船舶都能够方便地接入岸电系统。
其次是船舶岸电
接口的使用管理,包括对接口设施的维护和保养,以及对船舶接入
岸电系统的监控和管理,以确保船舶能够安全、稳定地使用岸电系统。
另外,岸电系统的实施方案还需要考虑到环境保护和安全管理
的问题。
在岸电系统的建设和使用过程中,需要严格遵守相关的环
保法律法规,确保岸电系统的建设和使用不会对周围的环境造成污染。
同时,也需要加强对岸电系统的安全管理,制定相应的安全操
作规程和紧急处理预案,以确保岸电系统的安全运行和使用。
总的来说,码头使用岸电实施方案需要综合考虑供电系统建设、船舶接入管理、环境保护和安全管理等方面的问题,以确保岸电系
统能够安全、稳定地为船舶提供电力,推动港口的环保、高效和可
持续发展。
希望通过我们的努力,可以推动更多的港口和船舶使用
岸电系统,共同为保护地球环境做出贡献。
船舶新能源技术探索船舶行业的新能源发展与应用随着全球能源问题的日益凸显,船舶行业也正积极探索和应用新能源技术,以寻求更加可持续和环保的发展模式。
本文将就船舶行业的新能源发展与应用进行探讨,旨在为船舶行业的新能源技术应用提供一些建议与倡议。
一、船舶行业的新能源发展现状随着全球对环境保护意识的提升,传统燃油驱动的船舶面临着诸多挑战。
因此,船舶行业开始探索新能源技术的应用,以降低碳排放并达到更高的能源利用效率。
目前,船舶行业主要的新能源技术包括太阳能、风能和氢能等。
1. 太阳能太阳能光伏技术已经成为船舶应用领域的重要发展方向。
船舶利用太阳能发电系统可以有效减少对传统燃油的依赖,并降低船舶运行过程中的碳排放。
船舶上的太阳能电池板可以将太阳能转化为电能,为船舶提供电力,满足一定范围内的能源需求。
2. 风能风能是另一项适合船舶行业的新能源技术。
船舶可以利用风能进行动力驱动,减少对传统燃油的依赖,降低船舶运行的成本和环境污染。
通过在船体上安装风帆或风轮设备,船舶可以更好地利用自然风力,提高船舶的能效。
3. 氢能氢能作为一种清洁能源,也在船舶行业中得到了广泛关注。
船舶可以利用氢燃料电池技术将氢气转化为电能,驱动船舶的动力系统。
与传统燃油相比,氢气的燃烧产物只有水蒸汽,不会对环境产生污染。
在未来,氢能有望成为船舶行业的重要能源选择。
二、船舶行业新能源技术应用的挑战与机遇虽然船舶行业的新能源技术发展前景广阔,但仍然面临着一定的挑战。
其中,技术成本、技术可行性和市场适应性是目前亟待解决的问题。
1. 技术成本船舶行业的新能源技术应用需要大量的投入,例如太阳能电池板、风帆系统和氢燃料电池等设备成本都相对较高。
因此,如何降低新能源技术应用的成本对船舶行业来说是一个重要的问题。
2. 技术可行性不同船舶类型和航行环境的差异对新能源技术的可行性有一定的影响。
比如,长途航行的船舶可能需要更高的能源密度和丰富的能源储备,以确保船舶的安全和航行能力。
船舶岸电电源
船舶岸电电源是指船舶在停泊港口时利用岸上供电系统为船舶提供电力供给。
船舶在航行过程中一般是依靠自身的发电机组产生电力,满足船舶的电力需求。
但是当船舶停泊在港口时,通常可以利用港口提供的岸电电源。
岸电电源是通过岸上的电力设施,将电力传输到码头或停泊船舶上方便船舶使用的一种供电方式。
船舶岸电电源具有以下优点:
1. 节省油耗:使用岸电电源可以避免船舶自身发电机组的运行,从而减少燃料的消耗,降低船舶运行成本。
2. 环保节能:船舶打开发电机组会产生废气和噪音,使用岸电可以减少船舶对环境的污染。
3. 稳定可靠:岸电电源一般都有稳定的电压和频率,可以保证船舶设备的正常运行,减少电力波动对设备的损坏。
在船舶停泊港口时,船舶通常会接收岸电电源进行供电。
船舶需要通过相应的电缆连接到岸上的电力设施,以接收电力。
为了确保安全,船舶和岸上电力设施之间需要使用相应的接口和保护装置,以避免电力过载和其他安全问题的发生。
总之,船舶岸电电源是一种方便船舶在停泊港口期间获取电力供给的方式,具有节省油耗、环保节能和稳定可靠等优点。
它在船舶停泊港口期间的电力供给中起到了重要的作用。
船舶电气工程中的新兴技术与发展趋势船舶电气工程作为船舶工业中的关键领域,一直以来都在不断地发展和创新。
随着科技的迅速进步,一系列新兴技术正逐渐融入船舶电气工程,为船舶的运行、控制和安全性带来了显著的提升。
同时,这些技术的应用也预示着船舶电气工程未来的发展趋势,为行业的发展指明了方向。
一、新兴技术在船舶电气工程中的应用(一)电力推进技术电力推进技术是船舶电气工程中的一项重要新兴技术。
传统的船舶动力系统通常依赖于机械传动,而电力推进则是将发动机产生的能量转化为电能,通过电动机驱动螺旋桨。
这种技术具有诸多优势,例如能够实现精确的调速控制,提高船舶的操纵性和机动性;减少机械传动部件,降低了维护成本和故障率;同时,还能优化船舶的空间布局,为船舶设计提供更大的灵活性。
(二)智能电网技术智能电网技术在船舶电气工程中的应用也日益广泛。
通过智能化的监测、控制和管理系统,实现对船舶电力系统的实时监控和优化调度。
智能电网能够自动检测电力系统中的故障和异常情况,并迅速采取相应的保护措施,提高电力系统的可靠性和稳定性。
此外,它还可以根据船舶的不同运行状态和负载需求,智能地分配电力资源,实现能源的高效利用。
(三)自动化与智能化控制技术自动化与智能化控制技术在船舶电气系统中的作用愈发突出。
例如,船舶的自动驾驶系统通过传感器获取船舶的位置、速度、航向等信息,结合先进的算法和控制策略,实现船舶的自主航行。
此外,船舶的自动化装卸系统、机舱自动化监控系统等也大大提高了船舶的运营效率和安全性。
(四)新能源技术随着对环境保护的要求日益提高,新能源技术在船舶电气工程中逐渐崭露头角。
太阳能、风能、氢能等清洁能源在船舶上的应用研究不断深入。
例如,太阳能板可以安装在船舶的甲板上,为船舶的部分设备提供电力;风力发电装置也可以在适当的条件下为船舶补充能源。
这些新能源技术的应用不仅有助于减少船舶的碳排放,还能降低船舶的运营成本。
二、新兴技术为船舶电气工程带来的变革(一)提升船舶的性能和效率新兴技术的应用使得船舶的动力性能得到显著提升,加速、减速更加平稳,航行速度和续航能力也有所增强。
船舶岸电的概念船舶岸电是一种将船舶连接到岸上电力系统以供电的解决方案。
传统上,船舶通常使用自身发电机或蓄电池来提供电力。
然而,这种方式既不环保又昂贵,因为燃烧燃料产生的废气和噪音会对环境造成污染,而且燃料成本也较高。
为了解决这些问题,并减少船舶对化石燃料的依赖,船舶岸电应运而生。
船舶岸电是通过电缆将岸上的电力输送到停靠的船舶上,使船舶能够利用岸上的电力来满足其电力需求。
这种解决方案不仅节省了船舶上的燃料成本,减少了废气和噪音的排放,还能降低港口附近的空气和水质污染。
船舶岸电的实现需要以下基本设施和技术:1. 岸站设备:岸站设备是连接到岸上电力系统的设备,可以将电力输送到停靠船舶。
这些设备通常包括变压器、开关设备和电缆等。
2. 船舶设备:船舶需要安装接收电力的设备,通常包括接口盒、电缆和转换装置等。
这些设备可以将岸上的电力转换为船舶需要的电能,并向船舶的电力系统供电。
3. 控制系统:为了实现船舶和岸上电力系统之间的安全连接和电力传输,需要一个可靠的控制系统。
这个系统可以监测电力传输的状态,确保电缆连接的安全性,并根据船舶和岸上电力系统之间的需求进行调节。
船舶岸电的优点包括:1. 环保:船舶岸电减少了船舶使用燃料的需求,降低了港口和海岸附近的空气和水质污染。
尤其对于靠近居民区或环境敏感区域的港口来说,船舶岸电是减少噪音和废气排放的重要解决方案。
2. 节约成本:相对于使用船舶自身的发电机或蓄电池来供电,船舶岸电能够降低燃料成本和维护费用。
而且,由于船舶岸电不使用船舶的燃料系统,还可以减少排放和维护成本。
3. 提高效率:岸上电力系统通常比船舶自身的发电机更稳定和高效。
使用船舶岸电可以提高船舶的供电质量,减少故障发生的概率,并提高设备的寿命和稳定性。
船舶岸电不仅在商业船舶中广泛应用,也被越来越多的游艇和私人船只采用。
此外,一些港口和国家也在促进船舶岸电的发展和应用。
船舶岸电是船舶与岸上电力系统的紧密融合,是航运行业转向绿色可持续发展的重要举措之一。
港口岸电系统建设及船舶受电设施改造方案1. 实施背景随着全球环境问题日益严重,港口船舶排放的污染物对环境和人体健康造成了严重影响。
中国政府为了推进绿色航运和环保产业的发展,积极推动港口岸电系统的建设和船舶受电设施的改造。
同时,这也符合当前国家产业结构改革的方向,有利于提高能源利用效率,促进清洁能源的发展,缓解能源供应压力。
2. 工作原理港口岸电系统是一种将陆地电网的电能转换为适合船舶使用的电源,通过专门的数据线和接口为船舶供电的设备。
船舶受电设施则是接受岸电系统提供的电能并对其进行处理和利用的设备。
岸电系统与船舶受电设施的配合使用可以实现船舶在港期间零排放的目标。
3. 实施计划步骤3.1 调研和规划首先需要对当地港口和船舶的实际情况进行调研,明确岸电系统的需求和建设规模。
同时,对船舶受电设施的改造计划进行详细规划,包括改造的范围、技术方案、时间节点等。
3.2 岸电系统建设根据规划,逐步在港口建设岸电系统。
首先需要在岸上设置专门的供电设施,包括变压器、变频器、电源柜等设备,同时铺设供电线路至码头,为船舶提供电源。
3.3 船舶受电设施改造对需要改造的船舶进行统计,并按照技术方案对其受电设施进行改造。
改造内容主要包括安装电源接收装置、数据采集装置等设备,以及对原有设备的升级或替换。
3.4 系统调试与优化在完成岸电系统和船舶受电设施的改造后,需要进行系统的调试和优化,确保系统的稳定性和可靠性。
同时,对运行过程中出现的问题及时进行改进和优化。
4. 适用范围本方案适用于各类大中型港口,尤其是繁忙的商业港口和工业港口。
对于小型港口或小型船舶,可以根据实际情况选择合适的岸电系统方案。
5. 创新要点5.1 全过程环保本方案实现了从岸电系统到船舶受电设施的全过程环保,可以在减少污染的同时提高能源利用效率。
5.2 智能化管理通过数据线和接口的连接,可以实现岸电系统和船舶受电设施的智能化管理。
通过数据采集和分析,可以实时监控船舶用电情况,为节能减排提供数据支持。
SHANGHAI SHIPBUILDING 上海造船2010年第2期(总第82期) 港口船舶岸电供电技术的研究与应用 袁庆林,黄细霞,张海龙 (上海海事大学,上海 200135)
摘要:以绿色集装箱港口供电技术项目开发为对象,研究靠港船舶岸电变频供电技术,将我国港口电网50Hz交流电变换成适合于外国船舶60Hz交流电,并实现50Hz/60Hz双频供电。同时进行动态谐波补偿,解决向靠港船舶供电时对港口岸电电网的污染问题,满足船舶用电负荷突变要求。 关键词:岸电供电技术;变频电源;谐波抑制 中图分类号:U653.95 文献标识码:B 文章编号:1005-9962(2010) 02-0035-03 Abstract: The research object of this paper is the developement project of the green port power supply technology for container ships. The paper studies the frequency conversion technology of shore power supply for the ship in the port, which can transform the 50Hz AC of China’s port electrical network into 60Hz AC for foreign vessels. The 50Hz/60Hz dual frequency power supply could carry out. By dynamic harmonic compensation, this technology could resolve the pollution problem of shore power supply when it supports the vessels in port. It could meet the requirement of abrupt electricity load changing for the ships. Key words: shore power ; frequency conversion power supply ; harmonic suppression
0 引 言 岸电供电技术是指船舶靠港期间,停用船舶上的发电机电源供电。由(港区)码头的岸电通过电缆对船上的电气设备供电。研究港口的岸电供电技术对节能和减排、建设绿色港口有着非常积极的意义,是解决靠岸船舶由于船上的发电对港口水域带来的污染问题的重要举措。 目前世界上的岸电主要有60Hz和50Hz港口电网分别向60Hz和50Hz的船舶电网直接供电,都不涉及变频技术。由于我国电网采用的频率和电压分别50Hz和380V,而大部分船舶供电采用的是60Hz频率和440V电压,如果直接将50Hz的电源接入船舶设备,会使设备的整体效率下降30%。通常采用岸上发电机组提供60Hz电源,但这种方法成本高,噪音大,而且同样会造成陆上环境的严重污染,发电效率又低,维护成本高。随着现代电力电子技术、微电子控制技术的不断发展,采用IGBT作为功率器件的大功率逆变电路(400kW以上),特别在变频调速领域得到广泛的应用,为新型岸电供电技术——变频电源替换发电机组打下坚实基础。
基金项目: 上海市科委科技创新行动计划项目(08dz1202502) 第一作者简介:袁庆林,男,1984年生,上海海事大学在读硕士,研究方向船舶电力推进系统和大功
率传动控制。 1 新型岸电供电技术——变频电源
经过交-直-交变换的逆变电源称为变频电源。变频电源的主要功用是将现有交流电网电源变换成用户所需频率。变频电源用作标准供电电源,要保证电源输出的波形稳定和纯净,提供最优良的供电环境。本文所述的变频电源技术上采用通用变频器作为整流和逆变单元、通过隔离变压器升压,具有以下特点: 1) 变频器产品质量和运行可靠,生产规模大,售后服务网络健全和备品备件充足。 2) 变频电源装置采用干式隔离变压器,能有效防止船上负载电网和岸电电网的相互干扰,并避免变频电源装置由于负载设备的故障而造成损坏。 3) 电源设计所选用的几大部件都是成熟产品,其可靠性高,而且系统的结构简单、线路清晰,便于日常的维护、诊断和维修。 4) 变频电源装置的输出频率和电压在一定范围内可调整,特别是在船厂使用时出现线路电压损耗的情况下,可调整设定值,升高电压予以补偿。
2 变频电源的技术方案
2.1 设计原理 采用芬兰VACON通用变频器,通过对变频器软件应用宏的编程,使普通变频器具有变频电源的36 上海造船2010年第2期 使用功能。同时配置正弦波滤波器和输出变压器,将AC380V/50Hz岸电变换成AC440V/60Hz船电,如图1所示。
图1 变频电源设计框图
2.2 典型的变频电源应用单线图 在实际应用中,一个完整的变频电源装置主要由5部分组成,即:输入进线开关柜、变频器柜(包括整流和逆变单元)、输出隔离变压器柜、正弦波滤波器和输出开关柜。如果输入为高压电源,则输入端还需增加高压开关柜和变压器。除变频器外,其他部件都采用无源器件,具有极高的可靠性和稳定性。 图2是典型的变频电源应用单线图。
图2 变频电源单线图 3 变频电源的关键技术
3.1 谐波抑制 由于采用变频器作为变频电源的核心部件,不
可避免地会产生谐波。作为标准电源的使用,这些谐波会影响到电源的质量,进而直接影响使用设备
岸电 船电 整流和逆变 正弦 滤波器 输出
变压器
电压反馈 输入3P 380V/50Hz
低压进线开关柜 整流柜
EMI 滤 波 器 EMI 滤 波 器
AC
Choke AC
Choke AC
Choke AC
Choke
正弦波 滤波器 正弦波
滤波器 输出3P
440V/60Hz
输出变压器柜 输出开关柜 逆变柜 港口船舶岸电供电技术的研究与应用 37 的稳定和寿命。因此,必须采用适当的措施来抑制谐波,所谓适当就是要结构简单、成本低的谐波抑制方法。具体措施如下: 1) 输入侧接入EMI滤波器,EMI滤波器是由L、C构成的低通器件,主要用于控制和保证输入变频器的电网电能质量,将电源功率毫无损耗地传输到设备上,大幅衰减经电源传入的EMI信号,保护设备免受其害;同时,又能有效地控制设备本身产生的EMI信号,防止其进入电网,污染电磁环境,危害其他设备。 2) 输入侧还接入交流限流电抗器,选用通用电抗器(例如VACON变频器自带交流限流电抗器),其作用是抑制从电源到变频器或变频器内部产生的对电源侧的高频扰动。它同时也可改善变频器的输入电流波形。 3) 变频电源设计为12脉冲整流,可消除11次以下的输入谐波电流。具体可选用12脉冲的变频器,配套6脉冲转换为12脉冲的变压器,实现12脉冲整流变频电源的功能。 4) 变频电源输出侧采用无源正弦滤波器。可以改善变频器输出波形,与输出电抗器、DV/DT滤波器相比较,正弦波滤波器末端有一级电容滤波电路,使变频器输出波形接近正弦波。在正弦滤波器的参数设置时,根据计算,电感值在0.08~0.11mH,电容在50~100f。 5) 在正弦滤波器还不能达到很理想的效果的情况下,需要分析谐波来源、负载情况、周边用电的环境以及各次谐波的比例和含量,分开滤波。 3.2 变频器应用宏 采用通用变频器,通过变频器应用宏的编程,如将通用变频器的速度(频率)PID调节功能改编成电压PID调节控制,使普通变频器具有变频电源的使用功能。 3.3 用电设备启动电流对变频电源的影响 一般用电设备在起动瞬间会产生大于额定电流4倍以上的起动电流,这对于发电机组来说只会降低输出电压,而对发电机的正常运行不受影响。但是对采用IGBT作为功率器件的变频电源来说,由于电流超过极限会出现保护性跳闸。因此在设计和使用变频电源时要充分考虑具体负载的情况。 1) 设计时,要根据负载的额定功率和起动电流来选择变频器。一般变频器的最大极限电流是其额定电流的1.5倍,选择合适功率的变频器既能保护变频器、又不因为设备起动过流而跳闸。 2) 使用时,大功率设备要采用软起动措施(如降压起动等),应尽量避免多台设备同时起动和频繁起动。 3) 采取有效的散热措施,防止大功率元器件过热,特别是跳闸后不要马上再起动。
4 环境效益与经济分析
4.1 环境效益 船供电对于港口的实际意义在于废气减排。4250TEU集装箱船停港期间平均功率消耗为1000kW。泊位利用率按照交通部的《港口工程技术规范》确定取值范围,取折衷值0.58,全年停靠船舶3660.58=212d,折成小时为24h212=5088h。GB 20891-2007规定非道路移动机械用柴油机排气污染物排放限值每kW·h为3.5g CO,1.0g HC,6.0g NOx,0.2g PM,烟气总量10.7g[1]。船供电后的减排如表1所示,计算可得,单泊位年减排量为54.44t(包括CO,HC,NOx和PM)。
表1 接入岸电的废气减排情况 一氧化碳(CO) 碳氢化合物(HC) 氮氧化合物(NOx) 颗粒物(PM) 烟气总量 每kW·h排放限值/ g 3.5 1.0 6.0 0.2 10.7
1000kW·h船供电减排/ g 3500 1000 6000 200 10700
单泊位年减排/ t 54.44
4.2 经济分析 船供电以单泊位1000kW功率计,每度电1.10元。瓦锡兰四冲程柴油机的燃油耗率约为200l/kW·h。2009年5月20日Bunkerworld报上海港MGO 油价为547.50美元/t,IFO 380油价为381.50美元/t,按人民币对美元汇率6.8251,也即MGO 油价为3736.74元/t,IFO 380油价为2603.77元/t。一般情况下,标准的柴油密度在0.86kg/l左右,所以MGO 油价为3.21元/l,IFO 380油价为2.24元/l。考虑到日益严格的排放法规,如果船电全部采用海运汽油(MGO),尤其是MGO油价上涨至 1000美元/t以后,油费按7