淺談岸電電源的意義及系統構成

【摘要】：介紹了岸電電源系統的發展意義、技術定義以及系統組成。

【關鍵詞】：岸電系統；污染；變頻電源；電纜連接

1 引言

通常船舶采用燃油供電方式，這種供電方式不僅受船舶自身設備質量、規模、品質等局限性影響，燃油利用率不高、損耗嚴重，且船舶柴油發電機產生過量電能不能儲存，消耗了大量的能源，造成了能源的浪費，也對港口環境造成巨大的破壞。

船用岸電供電技術是在船舶?？看a頭時停止使用船上的柴油發電機，而采用由碼頭的電源系統向船舶供電。船用岸電供電技術的應用，可以消除靠港船舶的廢氣排放，可以消除靠港船舶自備發電機的噪音污染，可以節約船舶靠港期間的供電成本。

2 發展岸電電源系統的意義

2.1 什么是岸電，為什么要上岸電

岸電系統能夠在船舶靠泊停港期間，將船舶上的供電電源由發電機轉移到陸地電源，從而減少船舶發電機使用，它能減少廢氣排放，實現以電代油、節能減排的目的。大型船舶特別是郵輪和集裝箱船在靠港時通常使用重油。重油在燃燒過程中產生大量硫化物、氮氧化物及懸浮顆粒物，對周邊環境造成污染。

目前，岸用電源推廣最好的美國洛杉磯港碼頭，其主要原因就是周邊居民抗議，船舶靠岸后排放廢氣嚴重污染周邊環境。洛杉磯港估計一艘3MVA的集裝箱船?？?天的污染物排放量在使用岸用電源的前后對比如下：

2.2 國內部分地區已出臺的相關辦法及優惠政策

2012年交通部提出對新建港口船舶岸電設施的要求；

2013年中國船級社增加了船舶高壓岸電裝置的入級檢驗技術要求；

2014年9月，深圳出臺《深圳市港口、船舶岸電設施和船用低硫油補貼資金管理暫行辦法》，鼓勵船舶使用岸電或低硫油，以減少碳排放；

2015年《船舶與港口污染防治專項行動實施方案（2015‐2020年）》；

2015年6月1日，《上海港船舶污染防治辦法》正式實施，相比從前新增了防治船舶大氣和噪聲污染的規定，要求船舶靠港必須使用岸電；

2016年8月，交通部發布《交通運輸部辦公廳關于做好2017年度中央財政獎勵資金支持靠港船舶使用岸電項目申請工作的預通知》 中明確了截止到2018年完成項目獎勵的補貼額度及申請辦法。

3 岸電技術定義及供電模式

船舶岸電技術是指允許裝有特殊設備的船舶在泊位期間接入碼頭陸地側的電網， 從岸上獲得其水泵、通信、通風、照明和其他設施所需的電力，從而關閉自身的柴油發電機，減少廢氣的排放量。國際上許多港口管理部門規定船舶靠港必須使用岸電。這樣既節能減排，又有效降低硫化物、氮氧化合物以及噪聲等污染，減少溫室氣體的排放。

船舶供電系統主要有三相交流400 V /50 Hz、440 V /60 Hz和6. 6 kV /60 Hz三種電壓等級。據中國船舶協會及中國港口資料統計，400 V /50 Hz和440 V /60 Hz兩種電壓等級的船舶約占我國靠港船舶的90%，而6. 6 kV /60 Hz電壓等級的船舶僅占我國靠港船舶的10%。

4 岸電系統介紹

4.1 岸電電源系統的構成

岸電系統主要由供配電系統（公共電網受電系統）、變頻電源系統以及電纜連接系統組成。如下圖所示：

4.2 岸電電源系統分類

受國內供電電網頻率的影響，岸電電源系統最核心的裝置即為變頻電源，根據受電船舶電壓等級的不同，岸電電源系統可大致分為高壓岸電系統及低壓岸電系統。

1、高壓岸電系統-----高壓電源上船

2、低壓岸電系統-----低壓電源上船

4.3 岸電電源性能指標要求

為了保證岸電電源使用的安全可靠性，對整套系統的各項參數均有相應的指標要求。主要參數要求如下：

1、額定輸入電壓：輸入電源為三相10kV/50Hz工業電源；（10kV±10%，50Hz±2%，3phase）；2、額定輸出電壓：三相6.6kV±5%；3、額定輸出頻率：60Hz（可任意轉換）；4、輸出頻率精度及穩定性：輸出頻率誤差≤0.05Hz；0～100%負荷變化時，輸出頻率不變；5、輸出電壓穩壓率：靜態<0.3%；動態小于2%；6、50%負荷突加突減時輸出電壓瞬間變化：<5%，并且在1.5S內恢復到額定輸出電壓；7、變頻電源過載能力：120% 60s，200% 10s；8、輸出電壓波形總諧波失真度：THD≤3%。

4.4 常見岸電電源系統方案

方案一 單機方案

對于系統容量較小的場合建議采用單機方案，它具有系統簡單、系統集成度高、應用成熟等特點；缺點是無備用系統，當設備出現問題時，整個系統恢復的及時性有待提高。

方案二 雙機熱備份方案

對于重要應用場合，為解決系統穩定性的問題，建議采用雙機熱備份方案。兩套岸電電源系統可實現自動無擾動切換。充分保證系統穩定性、可靠性；缺點是系統成本較高。

方案三 多機熱冗余并聯方案

對于10000KVA以上的大容量系統要求，建議采用多機熱冗余并聯方案。整個系統由多臺岸電電源組成。通過MCS協調控制系統實現功率均衡、負荷均衡、同步協調控制。當其中一臺岸電電源系統出現問題時，通過MCS協調控制系統的控制，將其它設備的輸出負荷自動提升以滿足用戶的需要。

5 結語：

岸電電源系統在經過近些年的發展，新型技術也在不斷的進步和完善。為全球節能減排，保護自然環境做出了很大貢獻。通過國家及政府部門的各項鼓勵措施，我國的岸電系統也得到了飛速發展。但岸電系統的發展遠不能止于此，未來還需要各項技術的進一步提高，才能使岸電系統得到更加廣泛的應用。

參考文獻：

[1] 大連華銳重工，大連華銳重工集團港口岸電電源系統，2016.

[2] 吳振飛 葉小松，淺談船舶岸電關鍵技術，2012.

[3] 張廣潤，SIEMENS岸電變頻電源解決方案，2015.