港口岸基供電關(guān)鍵技術(shù)淺析

楊冬梅

【摘 要】港口岸基供電技術(shù)是建設(shè)綠色港口，實現(xiàn)港口節(jié)能減排降噪的有效舉措。本文跟蹤國內(nèi)外港口岸電技術(shù)研究進展，從雙頻供電技術(shù)、穩(wěn)頻穩(wěn)壓和諧波抑制技術(shù)以及船舶接岸電的模式這三個方面進行了評述，并結(jié)合我國港口岸電技術(shù)目前實際發(fā)展情況的分析，從中提煉出我國港口岸電技術(shù)研究中存在的關(guān)鍵問題。

【關(guān)鍵詞】港口節(jié)能 岸電技術(shù) 電能替代

我國是世界上造船和航運貿(mào)易大國，港口的貨物總吞吐量處于全球領(lǐng)先地位，連續(xù)8年位居世界第一。隨著港口建設(shè)步伐的提升，船舶數(shù)量和密度大幅增加，船舶燃油供電受其自身設(shè)備質(zhì)量、規(guī)模、品質(zhì)等局限性影響，燃油利用率不高、損耗嚴(yán)重，且船舶柴油機產(chǎn)生的過剩電能不能存儲，造成了大量浪費，也對港口城市環(huán)境造成了巨大破壞。

船舶岸基供電，采用陸地電源對靠港船舶供電，可最大程度降低船舶在靠港期間所帶來的噪音、環(huán)境污染，采用岸電電源的方案具有以下優(yōu)勢：（1）低排放；（2）減少當(dāng)?shù)氐奈廴疚?，噪音；?）船靠港時有更好的舒適性；（4）滿足當(dāng)?shù)丶皣H環(huán)保法規(guī)；（5）降低油耗和維護成本減少了周期性費用。因此發(fā)展岸基供電技術(shù)對于我國的環(huán)境保護、節(jié)能減排及可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。

1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

國外船舶供岸電技術(shù)已發(fā)展多年，其先進的港口岸電技術(shù)的研究和實際使用均處于領(lǐng)先地位。使用范圍也從最初的滾裝、郵輪碼頭擴大到集裝箱和油碼頭等。目前，世界上利用岸電為船舶供電的港口主要包括美國洛杉磯、瑞典哥德堡、加拿大溫哥華等。

根據(jù)碼頭供電的電壓和頻率、船用電力的電壓和頻率、靠港船舶的船型以及推廣應(yīng)用理念的不同，靠港集裝箱船岸電技術(shù)實施方案也各不相同。目前大多數(shù)國家和地區(qū)的供電頻率為50Hz，少數(shù)國家和地區(qū)（包括航運業(yè)較為發(fā)達(dá)的美國、日本、韓國、巴西、加拿大、墨西哥、菲律賓和我國臺灣地區(qū)）的供電頻率為60Hz。大多數(shù)遠(yuǎn)洋船舶的用電頻率為60Hz，內(nèi)河和沿海船舶的用電頻率為50Hz；集裝箱船的用電電壓包括380V，400V，440V，450V和6600V等規(guī)格。

各個國家的船舶，除特種船外，船舶的交流電制基本為：三相交流450V/60Hz、三相交流6.6kV/60Hz和400V/50Hz，國際上的岸電方式大體上包括：低壓岸電/低壓船舶供電、高壓岸電/低壓船舶、高壓岸電/高壓船舶三種方式。

（1）低壓岸電/低壓船舶/60Hz直接供電方式：如洛杉磯港采用躉船式的供電裝置，給少量集裝箱班輪供電。

（2）高壓岸電/低壓船舶/50Hz直接供電方式：如哥德堡港采用了碼頭固定式的供電裝置，給郵輪和滾裝船供電。

（3）高壓岸電/高壓船舶/60Hz直接供電方式：如長灘港集裝箱碼頭、洛杉磯港部分集裝箱碼頭。

現(xiàn)階段國外擁有港口供岸電技術(shù)的公司主要包含ABB公司、Simens（西門子）和Cavotec（凱福特）等公司，它們在岸電電源的一些關(guān)鍵技術(shù)上具有領(lǐng)先地位。相對而言，我國在靠港船舶供岸電方面的發(fā)展近兩年剛剛起步，如浙江寧波港、上海外高橋2期集裝箱碼頭、洋山深水港3期碼頭和吳淞郵輪碼頭等，均啟動了岸電試運營項目，著力研究岸電電源技術(shù)，并取得了較大的進步。

2 港口岸電關(guān)鍵技術(shù)

各國岸電方案的系統(tǒng)工程組件略有差異，設(shè)計大體上可分為三個部分：岸上供電系統(tǒng)，電纜連接設(shè)備和船舶受電系統(tǒng)[1]。

（1）岸上供電系統(tǒng)：岸上供電系統(tǒng)使電力從高壓變電站供應(yīng)到靠近船舶的連接點。

（2）電纜連接設(shè)備：連接岸上連接點及船上受電裝置間的電纜和設(shè)備。電纜連接設(shè)備必須滿足快速連接和儲存的要求，不使用的時候儲存在船上、岸上或者駁船上。

（3）船舶受電系統(tǒng)：在船上固定安裝受電系統(tǒng)，包括電纜絞車、船上變壓器和相關(guān)電氣管理系統(tǒng)等。

關(guān)鍵技術(shù)一：雙頻供電技術(shù)。

我國港區(qū)陸地電力大都采用三相四線380V/50Hz的交流電；而靠港船舶由于來自不同的國家，船舶電制存在差異，多以三相三線440V/60Hz交流電制為主，這勢必會造成港區(qū)的電制和船舶的電制不一致，因而存在大功率電力變頻變壓問題，因此將我國港口50Hz交流電變換成適合國內(nèi)、國際50Hz/60Hz兩種頻率交流電的船舶，實現(xiàn)50Hz/60Hz雙頻供電，是我國發(fā)展船用岸電系統(tǒng)必須解決的問題。

關(guān)鍵技術(shù)二：穩(wěn)頻、穩(wěn)壓和諧波抑制補償技術(shù)。

為保證碼頭船用岸電供電系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性，進一步針對碼頭船舶用岸電供電系統(tǒng)的變頻電源的負(fù)載情況、周邊用電環(huán)境所采用的動態(tài)諧波抑制、補償對策，解決船舶供電對碼頭船用供電系統(tǒng)電網(wǎng)的污染問題，滿足船舶用電負(fù)荷的突變要求。

關(guān)鍵技術(shù)三：船舶接岸電模式。

目前國內(nèi)外存在高壓接入或低壓接入兩種模式。高壓接入方式具有操作方便快捷，港口投資費用小等特點，但是對于船舶的結(jié)構(gòu)和設(shè)備要求較高；低壓接入方式無需對船體進行改造，接入方式復(fù)雜，港口投資費用大。我國當(dāng)前岸電多采用低壓440V供電。而對大型船舶來說，由于船上各種電氣設(shè)備負(fù)荷很大，若采用低壓供電，在輸送功率一定的情況下，流過電纜的電流較大，要求碼頭提供多根電纜對大型船舶輸送岸電，電纜拖接困難、工作強度大，且過長的低壓電纜導(dǎo)致電力損失大。因此需要針對各港口的接入特點基于經(jīng)濟性和實用性兩方面進行論證，尋找最優(yōu)岸電接入模式。

3 結(jié)語

當(dāng)前港口建設(shè)岸電在港區(qū)和船舶采用電制的差異、船電與岸電連接的安全問題、接口問題等存在有一定的技術(shù)瓶頸，可能影響到船舶和碼頭的技術(shù)改造，因此，需要對港口岸電的技術(shù)體系進行進一步研究，從內(nèi)貿(mào)小海倫、內(nèi)河船預(yù)先實施，逐步成熟后推廣至大型港口，提高港口節(jié)能減排的成效，改善港口環(huán)境。

參考文獻：

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