探析交通運(yùn)輸行業(yè)港口船舶岸電系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)

吳應(yīng)勇

摘要：針對(duì)交通運(yùn)輸行業(yè)港口船舶岸電系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)進(jìn)行分析，分析了交通運(yùn)輸行業(yè)港口船舶岸電系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)必要性，同時(shí)介紹了交通運(yùn)輸行業(yè)船舶岸電系統(tǒng)。最后總結(jié)了交通運(yùn)輸行業(yè)港口船舶岸電系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)。

關(guān)鍵詞：交通運(yùn)輸；港口；船舶岸電系統(tǒng)；標(biāo)準(zhǔn)化

船舶岸電系統(tǒng)主要是指船舶、港、靠港后，將船舶自身的發(fā)電機(jī)組關(guān)閉，開(kāi)始對(duì)碼頭的陸上電力系統(tǒng)進(jìn)行應(yīng)用。對(duì)船舶岸電系統(tǒng)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)，能夠確保船舶靠岸之后的用電可靠性。

一、交通運(yùn)輸行業(yè)港口船舶岸電系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)必要性

對(duì)于港口船舶岸電系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系而言，在對(duì)岸電應(yīng)用領(lǐng)域中，存在內(nèi)在聯(lián)系的一系列標(biāo)準(zhǔn)組成科學(xué)有機(jī)整體，該內(nèi)容是港口技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的重要組成部分，同時(shí)也是交通行業(yè)當(dāng)中標(biāo)準(zhǔn)體系的末端子集，該系統(tǒng)當(dāng)中存在岸電設(shè)計(jì)、建設(shè)、使用、維護(hù)以及具體檢測(cè)過(guò)程中的現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)、計(jì)劃制修訂標(biāo)準(zhǔn)等。要想形成一個(gè)先進(jìn)、協(xié)調(diào)的系統(tǒng)，標(biāo)準(zhǔn)體系框架的構(gòu)建十分必要。

二、交通運(yùn)輸行業(yè)船舶岸電系統(tǒng)

船舶岸電系統(tǒng)也就是船舶?？吭诖a頭期間，不再對(duì)船舶上輔助發(fā)電機(jī)進(jìn)行應(yīng)用，開(kāi)始對(duì)陸地電源進(jìn)行應(yīng)用的船載系統(tǒng)供電。船舶岸電系統(tǒng)能夠確保船靠近港口之后，進(jìn)一步為船上的生產(chǎn)、生活等用電提供保障，同時(shí)也為輔助設(shè)備的連續(xù)運(yùn)行提供保障。

三、交通運(yùn)輸行業(yè)港口船舶岸電系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)

（一）船舶岸電系統(tǒng)供電并網(wǎng)切換處理

岸電和船舶輔機(jī)并網(wǎng)，其中船舶不停電，從而實(shí)現(xiàn)無(wú)縫切換，其中變頻電源可以實(shí)現(xiàn)主動(dòng)切換和被動(dòng)切換兩種方式，主要內(nèi)容如下所示：

1.主動(dòng)并網(wǎng)切換。

變頻電源也是整個(gè)電網(wǎng)切換過(guò)程中的主體變頻，以采集到的船舶上的主機(jī)向外發(fā)出相應(yīng)電源信息，其中有電壓和電流。電壓信號(hào)被應(yīng)用在變頻輸出電壓的標(biāo)準(zhǔn)，而變頻輸出繁瑣相，這就促使輸出的電源相位、頻率以及幅值等均和船舶上的相一致。

電流信息被作用在變頻控制器上，獲取當(dāng)前的發(fā)電機(jī)輸出的功率，促使輸出功率逐漸增大，直至將發(fā)電機(jī)上所帶負(fù)載完全轉(zhuǎn)變成變頻電源進(jìn)行供電。而對(duì)于主動(dòng)切換方試而言，當(dāng)前應(yīng)用相對(duì)較少，該技術(shù)優(yōu)勢(shì)在于能夠促使整個(gè)切換過(guò)程變得智能化，例如一鍵切換，而中間的全部過(guò)程均可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)轉(zhuǎn)換。其缺點(diǎn)在于要求船方配合做出相應(yīng)改造，否則是難以了解到發(fā)電機(jī)的電壓的，同時(shí)也不能獲取相應(yīng)的電流信息，系統(tǒng)缺乏通用性。

2.被動(dòng)并網(wǎng)切換。

對(duì)于變頻電源來(lái)說(shuō)，其屬于一種穩(wěn)壓電源，結(jié)合所需輸出的電壓和相應(yīng)頻率，促使全部電網(wǎng)之間切換均可以將船上的同期柜作為依靠，具體方式如下：

其中的變頻主要是將命令需求輸出電壓和頻率，電源主要是借助輸出濾波、隔離變、接口箱、船上進(jìn)線柜等，直接傳送到船載變頻電源并網(wǎng)柜，此時(shí)并網(wǎng)柜需結(jié)合所采集的信息，對(duì)電源的相序、頻率、幅值和相位等信息進(jìn)行顯示，從而針對(duì)是否具有并網(wǎng)條件作出自動(dòng)判斷，對(duì)發(fā)電機(jī)的發(fā)電信息進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，直到符合并網(wǎng)條件之后再對(duì)變頻電源進(jìn)行接入處理。并網(wǎng)操作完成之后，發(fā)電機(jī)需要適當(dāng)?shù)臏p小輸出功率，其中負(fù)載自動(dòng)向岸用電源供電方向轉(zhuǎn)移，當(dāng)切換完成之后， 再進(jìn)行發(fā)電機(jī)推出工作。

3.并網(wǎng)負(fù)載轉(zhuǎn)移方式。

對(duì)于不同船舶來(lái)說(shuō)，其主配電板存在不同之處，這也就促使并網(wǎng)的切換方式存在不同之處。以某集團(tuán)的船舶為例，其采用的并網(wǎng)負(fù)載轉(zhuǎn)移方式主要是根據(jù)時(shí)間作為轉(zhuǎn)移的依據(jù)，當(dāng)并網(wǎng)5s之后，船舶的柴油發(fā)電機(jī)將會(huì)退出，而負(fù)載直接被突加到岸電。

（二）逆功率處理

當(dāng)對(duì)岸電系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)后發(fā)現(xiàn)存在逆功率，變頻電源對(duì)輸出頻率和輸出相位進(jìn)行主動(dòng)調(diào)節(jié)，然后使用軟件算法促使逆功率問(wèn)題得到有效解決，這時(shí)產(chǎn)生主動(dòng)比逆制功率。此后借助四象變頻器，如果產(chǎn)生逆功率后，則可以借助回饋的方式對(duì)其進(jìn)行解決。采用自動(dòng)電阻吸收方式進(jìn)行處理，主要是借助制動(dòng)電阻對(duì)其中所產(chǎn)生的能量進(jìn)行吸收。

因?yàn)閷?duì)逆功率進(jìn)行具體控制過(guò)程中，僅應(yīng)用在并網(wǎng)瞬間，也就是解列過(guò)程，這一過(guò)程所需時(shí)間大約為幾秒鐘，采用不同控制方式，所產(chǎn)生的實(shí)際效果也有所不同：若使用四象限方案，可靠性居中，整流主要使用的是IGBT，因此故障率比整流橋高。 控制邏輯也處于居中級(jí)別，AFE整流控制較為復(fù)雜。該技術(shù)硬件成本相對(duì)較高。采用電阻吸收方案，可靠性不高，控制邏輯較為復(fù)雜，控制效果不高，但是硬件成本是中等。變頻調(diào)節(jié)方案的應(yīng)用，不能增加硬件設(shè)備，其整流屬于二極管整流，具有較高可靠性。其控制邏輯中等，控制效果較好。

（三）岸船連接段系統(tǒng)降壓解解決措施

1.隔離變壓器降壓。

當(dāng)負(fù)載不同情況下，隔離變壓器的降壓有所不同，負(fù)載越重，降壓程度就越大。對(duì)于這一內(nèi)容而言，可以采用下列兩種解決方案，第一種是使用變頻電源，對(duì)隔離變壓器的輸出側(cè)電壓進(jìn)行采集，然后對(duì)信號(hào)進(jìn)行傳輸，將其傳輸?shù)阶冾l主控系統(tǒng)當(dāng)中去，通過(guò)主控系統(tǒng)對(duì)閉環(huán)進(jìn)行有效控制，對(duì)隔離變壓器進(jìn)行穩(wěn)定控制，針對(duì)這一方案來(lái)說(shuō)，控制較為精確。第二種是結(jié)合隔離變壓器阻抗值，對(duì)阻抗值輸入變頻控制算法中，借助變頻針對(duì)壓降做出適當(dāng)?shù)难a(bǔ)償，該種方式比較簡(jiǎn)單。

2.輸出電纜壓降問(wèn)題。

結(jié)合不同長(zhǎng)度輸出電纜，若降壓不同，其總體壓降不多，對(duì)于這種壓降而言，可以通過(guò)電壓微調(diào)的形式，在對(duì)電壓進(jìn)行微調(diào)過(guò)程中，可以借助觸摸屏進(jìn)行修改。

（四）三相輸出電壓平衡控制技術(shù)

對(duì)于變頻電源負(fù)載而言，和變頻器電機(jī)類負(fù)載有一定差別，在船上對(duì)單項(xiàng)負(fù)載進(jìn)行應(yīng)用，會(huì)促使三相間負(fù)載分配難以達(dá)到絕對(duì)平衡狀態(tài)，促使不同相之間壓降均呈現(xiàn)出不同狀態(tài)。借助三相輸電壓平衡控制技術(shù)，針對(duì)三相輸出電壓進(jìn)行閉環(huán)控制。

四、結(jié)束語(yǔ)

在對(duì)交通運(yùn)輸行業(yè)港口船舶岸電系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)過(guò)程中，需借助法律、技術(shù)以及必要的行政手段，對(duì)相關(guān)企業(yè)積極性進(jìn)行進(jìn)一步調(diào)動(dòng)，電力企業(yè)、地方政府以及相關(guān)碼頭公司等共同參與到其中，最終促使港口更低碳環(huán)保。

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