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国内外港口岸电技术发展现状 船舶接入电源技术是指船舶在港外使用船舶发电装置，而不是向国家供电。港口提供岸电的功率应能保证满足停泊后全部电力设施用电需求, 包括生产设备 (舱口盖驱动装置、压载水泵等) 以及生活设施、安全设备和其它设备, 能对船舶实现不间断安全稳定供电, 并能满足不同国家不同电制船舶需求。 一、 国内外岸电技术的发展现状 作为一项新兴的绿色节能环保技术, 船舶岸电技术的研发和应用, 越来越得到世界各国的重视, 可以说, 谁拥有了领先的岸电核心技术, 谁就拥有了未来在国际环保以及海洋船舶、码头建设技术标准等方面的话语权。目前, 包括美国在内的诸多欧美国家正在积极加快岸电技术的研发应用, 并着手起草国际标准。目前, 国内外岸电系统主要有以下几类:上海港的低压变频岸电60Hz/50Hz, 该系统虽然在船舶方面改造量比较小, 需要加装电缆连接装置, 但采用至少9根低压电缆上船, 线损大, 操作复杂, 而且占用作业空间大;洛杉矶港的低压岸电60Hz直供电, 该系统采用多根电缆, 水上低压电缆双向接线, 操作复杂, 同时需另配泵船;哥德堡港的高压岸电对低压船舶50 Hz直供电, 该系统采用一根电缆, 但需要在船上安装变压器, 船舶方面改造很复杂;洛杉矶和西雅图集装箱码头高压岸电60Hz直供电, 该系统船舶改造和操作性方面都一般, 没什么突出优点。 二、 集水区海上基础设施网络系统方案分析 广州港集团南沙港区三期工程建设6个大型集装箱泊位, 通过对码头的一系列分析, 计划方案分析如下: 1. 岸电系统供电能力 靠港船舶接用岸电项目难度比较大, 原因在于船舶来自不同的国家和地区, 采用的电制不尽相同, 这就要求岸电需经过变频变压处理, 提供更为广泛的用电制式, 便于不同的船舶靠港接用岸电;根据泊位实际情况, 考虑到未来发展, 需要岸电系统具有较高的供电能力;岸电系统在运行中要达到安全、稳定和可靠, 在接线、投切、线路保护方面要达到实际应用要求;岸电系统在实际操作时要方便快捷, 运行成本、维护成本等较低, 达到易用性要求;岸电系统要占用码头空间小, 不能影响码头正常的生产作业。 2. 采用低压-降压两种方案,主要解决两 现有的岸电方案主要有低压方案、高低高变频方案、高高变频变压方案, 以往的岸电低压方案均采用低压调速通用变频器, 通用变频器不是电源专用产品, 正弦锯齿波输出, 波形差, 滤波效果差, 输出的不是船舶负载需要的理想正弦波, 且对电网和负载干扰大。高低高方案采用高压电源经降压, 低压变频器并联升压至高压, 系统采用降压-升压两个变频器, 系统占地面积大、结构复杂、谐波高、可靠性低、运行效率低从而影响节能效果。本文建议方案采用高高变频变压方案, 高压输入、低压整流、高压正弦波逆变输出、微处理器总线控制的电源专用变频技术, 输出的是船舶负载所需的理想正弦波电源, 对电网干扰非常小, 效率高, 占地面积小, 性能十分稳定。采用高压变频系统适用于包括大型集装箱船舶在内的世界各地各种高、低压电站系统的船舶, 使用范围广, 电源的使用率高, 投资收益比较高。 3. 低负载下的高效电路设计 本方案采用高压上船, 两根高压电缆把岸基供电电力传输到船舶上, 线路压降小, 负载能力大, 有利于设计较大功率的输出电源, 节约了从码头到船舶大量的低压电缆, 同时采用标准大电流连接器, 船舶接用岸电时间短, 效率高, 并大幅降低了设备造价及使用成本。 4. 集装箱船舶电力使用情况 根据对广州港南沙港区三期泊位设计装卸作业船舶统计分析, 需要由岸电提供电源的靠港船舶主要有6k V/50Hz AC及6.6k V/60Hz AC两种供电制式, 根据对集装箱船舶电力使用情况调研计算, 万万吨级船舶靠港作业时, 正常负荷容量约为1 500 k W左右, 5万-7万吨级船舶靠港作业时, 正常负荷容量约为1 200k W左右。同时, 通过对8 530TEU集装箱船舶负荷进行研究计算, 停泊装卸工况下最大负荷为2 450 k W, 去除发电机工作辅助设备消耗, 使用岸电的最大实际负荷不超过2 300k W。为了满足实际应用情况并兼顾将来发展, 考虑投资的大小, 单个泊位岸电设备输出容量选为3 000k VA, 能满足10万吨级以下船舶靠港期间作业的供电负荷量。 5. 船舶用电源 本方案变频变压系统将10k V/50Hz市电转换成6 k V/50 Hz AC或6.6 k V/60 Hz AC的船用电制电源, 通过高压电缆输送至船舶, 同时在码头泊位前沿安装两个接线箱, 采用新型连接工艺并联连接, 确保安全, 满足船舶两需舷停靠接驳岸电的需求, 系统功能性强。 6. 设置分离式小压电源系统 通过对连云港港、青岛港、秦皇岛港等大多数港口集装箱码头实地勘测得出结论,