2019年1月25日第36卷第1期Telecom Power TechnologyＪａｎ． ２５，２０１９，Ｖｏｌ． ３６ Ｎｏ． １ ｄｏｉ：１０．１９３９９／ｊ．ｃｎｋｉ．ｔｐｔ．２０１９．０１．０３１研制开发码头船用岸电供电系统技术林秀初（太仓港协鑫发电有限公司，江苏 苏州 215433）摘要：船用岸电供电系统得到大力推广和应用后，成功取代了传统的燃油发电方式，有效减少了码头船舶的各种废气排放，缓解了环境污染严重的问题，在很大程度上实现了节能减排的目标，同时为建造绿色港口提供了有利条件。基于此，主要对码头船用岸电供电系统技术进行研究，结合我国实际情况，深入分析相关技术难题，希望为相关领域提供一定借鉴。关键词：码头；节能减排；船用岸电技术；供电系统Technology of Shipboard Shore Power Supply SystemLIN Xiu-chu（Taicang Gexin Power Generation Co.，Ltd.，Suzhou 215433，China）Abstract：After being promoted and applied vigorously，the marine shore power supply system has successfully replaced the traditional fuel-fired power generation mode，effectively reducing the various exhaust emissions of dock ships and alleviating the stress of serious environmental pollution.To the extent that the goal of energy saving and emission reduction has been achieved，and favorable conditions for the construction of green ports have been provided. Based on this，this paper mainly studies the technology of terminal marine power supply system for docks，and combines with the actual situation in China to carry out a more in-depth analysis of related technical problems.It is hoped that it can provide some reference for relevant fields in China.Key words：wharf；energy conservation and emission reduction；marine shore power technology；power supply system0 引 言近年来，我国社会经济正处于迅猛发展时期，经济实力得到了较大发展和提升，我国社会各个行业领域也得到了飞速发展。其中，人们对交通运输行业的重视程度不断加大，各种类型的码头也在近几十年内大规模出现。因此，码头的建造设计成为了关键问题，应该安排专家学者对其进行进一步研究和思考。其中，如何有效确保船用岸电供电系统的正常运行且不断完善，成为现阶段该学科最具现实意义的问题之一。1 码头船用岸电供电技术概述国内外相关专家对船用岸电供电系统技术有着较强烈的兴趣[1]。过去，一般停靠在码头附近的船只可以通过自带辅助电机完成船只的供电，当前阶段则多应用电源供电。具体操作过程中，一般会将船接电箱直接连接在岸电箱上，以此实现泵组、通信以及其他各项船内基础设施的供电操作。另外，岸电供电系统的推广和应用，能够有效缓解环境污染问题，降低港口城市和附近地区的大气污染问题，起到抑制噪声的作用。当前，我国船用岸电一般包括高、低压两种岸电。高压岸电采取由高至低再转为高或者由高至高的模式来实现供电。我国应用的供电系统，电网频率一般为50 Hz，国外大部分国家供电电源一般为60 Hz。因此，不同国家需要结合本国的自身情况完成供岸电，并为船只提供相应的电源类型。目前，应用的岸电供电频率主要分为以下两种。第一种以美国为代表，采用的是港口供电电网，频率为60 Hz，直接向60 Hz的船舶电网供电。第二种主要是欧洲各国采用的港口供电电网，频率为50 Hz，一般直接对船只进行供电。目前，国际电网一般频率保持在60 Hz，而我国应用的电网频率为50 Hz，不符合国际应用和发展的要求，所以现阶段亟需研发相关技术对电网进行调整。在此背景下，我国专家学者开始研究和分析能够有效促进岸电发展提高的变频技术[2]。如果船舶想直接完成岸电供电，从技术层面上分析并不存在较大问题，而且我国已经有一些港口利用变频装置将岸电供电频率由50 Hz转换为60 Hz。未来，我国有希望完成国内外双频交流电系统的建立和应用。2 码头船用岸电供电系统在实际应用中的价值和意义传统码头能量供应一般由燃料提供。但是，在具体应用时发现，应用燃料存在很多现实问题，如对环境造成严重污染、排放质量没有达到规定标准、能耗大、无法有效储存能量等。基于此，为了秉承节能环保的理念，必须要调整和完善为码头提供能量的供应系统，首先要从能源供应物着手。以洛杉矶港为例，在对其相关信息数据进行分析后可以发现：由港口所排放出的污染物、废气等严重超标，如氮化物、柴油机废气等；勘察分析排放的废弃物的各项成分和来源后发现，很多可吸入颗粒物和收稿日期：2018-10-24作者简介：林秀初（1980-），男，广东紫金人，本科，工程师，主要研究方向为火力发电厂输煤设备、港口设备维护检修。· ８６ ·Copyright©博看网 www.bookan.com.cn. All Rights Reserved. 2019年1月25日第36卷第1期林秀初：码头船用岸电供电 系统技术Telecom Power TechnologyＪａｎ． ２５，２０１９，Ｖｏｌ． ３６ Ｎｏ． １ 氮化物均来自停靠在码头的船只。为了有效解决上述问题，可科学合理应用船用岸电技术，如图1所示。首先，船用岸电供电系统能够在很大程度上缓解港船只排放废气所造成的环境污染问题；其次，利用该供电系统可以降低码头附近港船只在进行能量生产和运行期间造成的噪音污染问题；再次，此系统可以进一步解决柴油燃烧引发的大气污染问题，实现我国关于节能环保的相关要求；最后，可以降低不断上涨的柴油费，降低燃料消耗的经济成本，节约机电定期维修和养护的花费[3]。但是，在我国，该供电系统的运行和应用技术还处在初步发展阶段，无论从技术层次还是实际应用层面，都存在许多不足。近年来，我国政府和有关部门高度重视该系统的发展，加大了研究力度，有利于供电系统的进一步发展和提升。变频电源系统；电源出口；船载变电站。以上操作步骤必须严格按照规定流程进行。4 码头船用岸电供电面临的技术难题4.1 双频供电技术我国一般应用较广泛的为交流电380 V/50 Hz，而码头附近的船只因为所属不同国家，因此船只电制上也会有一定的差异[4]。国外一般主要应用440 V/60 Hz 的交流电，导致港区电制和我国船只电制具有较大差异。基于变频变压技术的应用，我国将日常应用的 50 Hz交流电转变为50 Hz/60 Hz，以此适应国际船只电制的要求。4.2 动态谐波抑制和补偿为了有效确保岸电供电系统的平稳性和安全性，需要结合实际情况，对供电系统的变频电源负载问题应用动态谐波抑制和补偿措施进行处理，从而进一步解决码头附近区域的环境污染问题，以此实现船只用电负荷产生突变的各项难题。4.3 船舶接岸电模式目前，国内外关于船只接岸电一般采用高压或者低压接入的模式。高压接入模式具有易于操作、成本消耗较低等优点，但是会对船只内部结构和应用设备提出较高要求；低压接入模式不需要对船只进行任何调整和改造，但是接入方法十分复杂，且资金投入较大。当前，我国岸电一般会应用低压440 V的交流电。对于大型船只，相关电气设备会产生较大负荷。在这种情况下如果应用低压供电，则需要码头提供大量的电缆进行输电作业，实际操作中难度大，且容易造成电力损失。因此，应该结合不同港口的实际接入情况，选择最适宜的岸电接入模式。图1 船用岸电供电系统3 国内外码头船用岸电供电系统技术发展前景分析3.1 国外技术现状研究关于岸电供电系统技术，国际领域上有多次成功的试验，并取得了一定的研究成果。例如，美国将7 MW/ 6.6 kV容量的装置设置在阿拉斯加州港，并成功进行了应用；艾波比集团公司实现了容量为11 MW/11 kV岸电装置的成功应用；韩国、日本等国家也取得了较大的研究成果。现阶段，应用最广泛且可以提供有效借鉴意义的是船用岸电供电系统相关技术研究方案。3.2 我国需要的相关技术支持当前，岸电供电系统一般会应用岸上供电和船岸供电两种模式。在国际领域应用的船只，电网一般频率为60 Hz。为了和国际接轨，需要对电网频率进行调整和完善。具体操作中，应该注意以下内容。首先，科学合理应用变频技术，特殊情况下必须可以同时满足频率为60 Hz和50 Hz的不同电源。其次，为了保障码头的正常营运，需要同时实现当高压为6.6 kV和低压为440 V的相关技术。最后，需要配备相应的供电设备，功率需要在1 000～5 000 kW。3.3 高压供电方式利用高压供电方式主要是对电网内频率为50 Hz的高压电源做出相关调整，将其变频变压转变为频率为60 Hz和50 Hz的模式，然后再和船只上的相关设备连接，完成调试和应用。供电流程具体操作步骤如下：陆上变电站；高压地下电缆，距离一般为1～5 km；5 结 论应用岸电供电系统具有很多显著的优势，如能耗较低、有利于缓解环境污染问题、提高有效利用率等。当前阶段，世界各国对岸电供电系统技术的重视程度不断提高，加大了对该技术的研发和应用。未来需要对其进行不断发展和提高，解决各种技术难题，将其更有效地应用于相关领域。参考文献：[1] 冒如权，王 锋，吉雨冠.新型发电机组负载测试兼码头供电双向变频电源[J].船舶，2015，（6）：80-85.[2] 李斌峰.码头供电系统存在的问题及其对策[J].电子制作，2014，（5）：265.[3] 张 华，王立新，刘 文.广州港南沙港区三期工程集装箱码头船舶岸基供电系统研究与实践[J].中国港口，2014，（3）：54-56.[4] 丁 锋.码头船用岸电供电系统技术探究[J].绿色环保建材，2015，（4）：64-67.· ８７ ·Copyright©博看网 www.bookan.com.cn. All Rights Reserved.