船舶港口岸電技術及其應用

張圣超

摘 要：隨著我國經濟的迅速發(fā)展，保護生態(tài)環(huán)境迫在眉睫，要做到對船舶大氣污染物排放的有限控制，提高空氣質量，就需要加大引入并推廣船舶岸電技術的力度。本文先后就國內外船用岸電技術發(fā)展現狀、低壓岸電供電系統的概念和特點、應用做出了介紹，并講解了船舶側岸電系統供電方式和原理，結合傳統燃料供電模式的缺點指出了現代環(huán)保岸電供電模式的優(yōu)點所在。

關鍵詞：船舶電網;岸電技術;船舶港口;技術應用

中圖分類號：U665.1文獻標識碼：A

不少大型船舶在日常用電和靠港時通過船舶輔機來發(fā)電，所使用的的燃料通常為柴油、重油等。每年以柴油為動力的船舶平均排放約千萬噸氮氧化物、八百萬硫氧化物，這些污染物在風力傳播、洋流傳播的作用下可以到達一千公里以外的地方，影響范圍極廣。此外船舶輔機的運轉會產生大量聲污染，對船員、碼頭上的工作人員和附近的居民造成身心不適。因此有必要引入和推廣船舶岸電技術，保護好生態(tài)環(huán)境。目前我國的船用岸電技術應用尚未完全普及，讓船舶港口岸電技術得到充分應用，對我國的經濟發(fā)展、社會效益、環(huán)境保護都有著重要的作用和意義。

1 船舶岸電技術國內外使用現狀

美國、德國、挪威和荷蘭等歐美發(fā)達國家迄今已擁有超過二十個使用岸電電源系統的港口，超過兩百艘艘船舶配備了相應的岸電連接系統。其中美、英兩國是首先做到在碼頭使用岸電對靠港船舶進行供電，并且為此制定了相關的法律保證執(zhí)行力度，并更新或者替換掉了新老碼頭上過舊的岸電設備。作為世界上最大的海運國，中國目前的港口船舶岸電技術仍處于研究階段，但隨著港口經濟的快速發(fā)展，如今已越來越受到國家和交通部的重視。《中國港口年鑒》報道，“截止到2018年底，我國所有港口（包括內外河港口）293個，生產泊位26330個，其中萬噸級及以上泊位2444個，擁有水運船舶達13.70萬艘。”同時我國港口還面臨著大量其他地區(qū)和國家船舶出入的現象，因此港口設施也在不斷的擴充和發(fā)展，未來船舶在港口作業(yè)的數量仍會上升。但國內許多港口還未開始使用岸電技術，這就需要不斷突破岸電技術、建立健全統一的技術標準、制定相關的政策法規(guī)，為岸電技術的全面普及鋪好路，

2 船用岸電系統的概念、特點和應用

2.1 船舶岸電系統

船舶岸電系統，也被稱為“冷鐵”系統，是指允許裝有特殊設備的船舶在停泊碼頭時接入碼頭的岸電電源，船舶可以從岸電系統獲得其泵組、通風、照明、通訊和其他設施所需電力，讓船舶發(fā)電機組停止使用柴油和燃油的使用，避免燃燒產生的有害氣體、溫室氣體排放到港口及其鄰近區(qū)域，從而減少空氣污染、改善空氣質量。岸電電源通常是由當地的電網提供。國內的船舶電制一般為440V/50Hz或者380V/50Hz，國際船舶則通常為440V/60Hz。大多數情況下，岸上的主變電站將電流進行變壓和變頻，使用電纜將電力輸送到碼頭的岸電箱，然后通過岸電連接系統將電力再送往船舶。

港口岸電分為高壓岸電和低壓岸電，此處僅對低壓岸電系統展開介紹。低壓岸電是由岸上變壓器把來自當地電網的66kV/10kV高壓電先降壓為低壓440V/380V，50Hz，再通過船舶設備接入應急配電板或岸電控制屏，使岸電與船上發(fā)電機功率、電壓、相位三者一致，將母排聯絡開關閉合，讓岸電和發(fā)電機并網運行;一定時間內無報警信號或故障提示，斷開發(fā)電機端與電網的連接，實現岸電電源給船舶供電[2]。

2.2 低壓岸電系統的特點和應用

2.2.1 低壓岸電系統的特點

低壓岸電系統，適用區(qū)域多為我國的沿海、沿江的中小型碼頭。連接電纜通常只需一根，接線簡單快捷;電源容量相較于高壓岸電系統而言小一些，電源裝置大部分位于港區(qū)配電房內部。大多數低壓船舶一般自帶岸電接線箱，無需進行特別改造或者簡單改造后即可直接使用岸電[3]。

2.2.2 低壓岸電系統的應用

以沿海及沿江的中型碼頭為例，此處停靠的船舶多為萬噸級以下的集裝箱船、5萬噸級以下的散貨船等。其船舶輔機功率基本在800KW及以下，一般使用低壓岸電系統進行供電。低壓岸電系統模式分變頻與不變頻，不變頻模式的使用率相對較高。

低壓變頻岸電系統更適用于國外船舶，泛用度較低。它是由變頻電源、進出線開關柜、輸入變壓器、輸出變壓器、低壓岸電接電箱以及控制系統等部分組成。碼頭變電所或前沿配電房輸出的50Hz的電源經過變頻電源和進出線變壓器，轉換為低壓電源后傳送到接電箱，經由電纜接插件連接讓低壓岸電上船[4]。

低壓不變頻岸電系統，由開關柜、低壓岸電控制柜、低壓岸電接口箱以及控制系統等部分組成。有別于低壓變頻岸電系統，它不通過變頻電源和進出線，而是直接經由碼頭后方的低壓岸電控制柜傳送至碼頭前沿的低壓岸電插座箱。由于沿江碼頭上停泊的船只多為國內船只，因此比起變頻系統，不變頻岸電系統更適合在沿江沿湖碼頭展開推廣。

船舶岸電系統不僅能降低船舶輔機的維護、維修費用，減少船舶使用的運營成本;還能提高港口效率，減少空氣污染和聲污染，為船員和港口工作人員、鄰近居民擁有更好的生活環(huán)境、工作環(huán)境。岸電技術在國內的全面普及可以有效解決港口運營的難題，節(jié)能減排、保護環(huán)境，提升經濟效益和社會效益。

3 結語

要讓保護環(huán)境不只是一個口號，就需要重視各種環(huán)保技術的發(fā)展。港口岸電技術有著多方面的意義，這就要求相關部門和技術人員從政策、項目運營方面不斷地去革新技術、發(fā)展應用，切實有效地進行推廣和應用，滿足我國經濟發(fā)展和環(huán)境保護的需求。

參考文獻：

[1]劉珅.內河港口船舶岸電系統應用研究[C].中國航海學會.2019年海事管理學術年會優(yōu)秀論文集.中國航海學會：中國航海學會內河海事專業(yè)委員會，2019：59-63.

[2]胡曉青，王蓓蓓，黃俊輝，阮文駿，孔赟，周哲遠.岸電建設運營各方成本效益最優(yōu)化分析及江湖海岸電特性比較[J].電力自動化設備，2018，38（09）：169-178.

[3]本刊記者.我國港口岸電建設和使用現狀及建議[J].港口科技，2018（08）：11-12+30.

[4]吳昭.港口船舶岸電系統設計及經濟社會效益分析與評價[D].燕山大學，2018.