摘 要：隨著(zhuó)港口(kǒu)智能(néng)化(huà)的快速發(fā)展，船舶岸電係(xì)統作(zuò)為電(diàn)能替(tì)代的重(zhòng)要(yào)技術手段(duàn)，將(jiāng)成(chéng)為今(jīn)後一(yī)段時期(qī)內(nèi)綠(lǜ)色(sè)港(gǎng)口(kǒu)建(jiàn)設(shè)*的重要(yào)組(zǔ)成(chéng)部分(fēn)
。通過船舶(bó)岸(àn)電業(yè)務需求(qiú)分析，提煉(liàn)出(chū)岸電(diàn)係(xì)統功(gōng)能需求(qiú)和非功(gōng)能(néng)需求(qiú)；基(jī)於(yú)船舶岸(àn)電能源(yuán)互(hù)聯(lián)和信(xìn)息(xī)交(jiāo)互的需要，提出滿足(zú)船舶岸電(diàn)係(xì)統的(dí)邏輯架構和(hé)物理架構，並(bìng)對船舶岸(àn)電(diàn)係統(tǒng)的(dí)關鍵技術及設備(bèi)進行討(tǎo)論，提(tí)出(chū)下一步(bù)的研(yán)究方(fāng)向
。

關鍵(jiàn)詞(cí)：船舶(bó)岸電(diàn)；電(diàn)能(néng)替代(dài)；能源互(hù)聯；信(xìn)息交(jiāo)互(hù)；係統架(jià)構

0 引言(yán)

 水路(lù)運輸比(bǐ)陸地(dì)運(yùn)輸模(mó)式有著明(míng)顯的成本勢，是(shì)世(shì)界(jiè)大(dà)宗貨(huò)物(wù)的運輸(shū)方(fāng)式；然而隨(suí)著(zhuó)靠港(gǎng)船舶的增多，船(chuán)舶(bó)在(zài)港期間造成的(dí)大(dà)氣汙染及其引發(fā)的社會(huì)問(wèn)題不容忽(hū)視
。靠港船舶在通(tōng)過燃油發電(diàn)滿足船(chuán)上用電設備需求(qiú)的同(tóng)時(shí)，排(pái)放出(chū)CO2等溫室(shì)氣體及NOx，SOx，HC等汙(wū)染(rǎn)物(wù)，港(gǎng)口(kǒu)城市的(dí)廢氣汙(wū)染比其他城市(shì)平(píng)均(jūn)高出25%
。海(hǎi)事組織（International maritime organization，IMO）研究表(biǎo)明：航(háng)運船(chuán)舶平均(jūn)每(měi)年消耗石油(yóu)3.25億(yì)噸(dūn) ，約占世界石(shí)油(yóu)消耗的(dí)7.5%；排放(fàng)大(dà)約相當於(yú)9.61億噸CO2當(dāng)量(liáng) 的 溫 室 氣(qì) 體(tǐ)，占(zhān) 全(quán) 球 溫(wēn) 室 氣 體 排 放(fàng) 的2.8%，其中 NOx排放2090萬(wàn)噸，SOx排放1130萬噸，兩種汙染物分(fēn)別(bié)占排放(fàng)量的15%與13%，是(shì)造成(chéng)對流層(céng)臭(chòu)氧與霧霾的(dí)主(zhǔ)要(yào)因素之一；而利用船(chuán)舶(bó)岸電係統(tǒng)替(tì)代(dài)傳統輔機(jī)發(fā)電將港(gǎng)口(kǒu)的空氣(qì)質量(liáng)，NOx 與SOx可(kě)分(fēn)別(bié)減排(pái)97%和96%
。

船(chuán)舶岸(àn)電技術(shù)是指(zhǐ)船舶(bó)在(zài)靠(kào)港(gǎng)期(qī)間(jiān)停止使(shǐ)用船上(shàng)燃(rán)油發電機(jī)，而(ér)改(gǎi)用岸上電(diàn)源供電(diàn)的技術(shù)
。船舶岸電係(xì)統(tǒng)以堅強(qiáng)智能(néng)電(diàn)網(wǎng)為基礎，麵向能源(yuán)互(hù)聯(lián)網，通過先(xiān)進的(dí)控(kòng)製和測(cè)量技術與先進(jìn)的信息(xī)網絡(luò)技(jì)術，實現船(chuán)舶(bó)用電的可靠(kào)，安全(quán)，經濟，穩(wěn)定(dìng)，清潔(jié)的總體(tǐ)目標(biāo)
。

世界各(gè)國(guó)針(zhēn)對(duì)船(chuán)舶排放(fàng)出台了(liǎo)相關政(zhèng)策(cè)：2006年(nián)歐盟2005/33/EC 法(fǎ)令(líng)規定從(cóng)2010年開始(shǐ)船(chuán)舶(bó)在靠(kào)港及在(zài)內河流(liú)域(yù)建(jiàn)議使(shǐ)用船(chuán)舶(bó)岸電(diàn) ；2014年生(shēng)效的加州靠港(gǎng)法(fǎ)律(lǜ)規定靠港(gǎng)船舶(bó)需(xū)使用其他動力來源，例(lì)如船(chuán)舶(bó)岸電，來(lái)滿(mǎn)足節能減排要求(qiú)；2013年國(guó)家電網公(gōng)司積(jī)極倡(chàng)導“以電代(dài)煤(méi)，以(yǐ)電代油(yóu)，電從(cóng)遠方來”的能(néng)源消費新模(mó)式，在經營(yíng)區域(yù)內(nèi)全(quán)麵啟動電能(néng)替代工作(zuò)，船(chuán)舶岸(àn)電(diàn)即是以電(diàn)代油的典型(xíng)應(yīng)用
。

本文(wén)主要介(jiè)紹船(chuán)舶岸(àn)電(diàn)技術國內外的發展現狀，對船舶(bó)岸(àn)電係(xì)統信息交互(hù)架構展(zhǎn)開相關研究，提出(chū)船(chuán)舶岸電係(xì)統信息(xī)交(jiāo)互參考框(kuàng)圖及船舶岸電係統邏輯與(yǔ)物(wù)理(lǐ)架構(gòu)，形(xíng)成(chéng)船舶岸電係統信(xìn)息交(jiāo)互架構；分別(bié)從能源互聯和信息(xī)互(hù)聯(lián)兩(liǎng)方麵(miàn)介(jiè)紹船舶(bó)岸(àn)電的關鍵技術
。

1 國(guó)內外(wài)船舶岸電(diàn)研究及應(yīng)用現狀(zhuàng)

基於靈活逆(nì)變(biàn)器(qì)技術，ABB的變頻(pín)器能夠(gòu)完成(chéng)從(cóng)船到(dào)岸及從岸到(dào)船的無(wú)縫連接(jiē)
。

IEC ，IEEE和ISO聯合(hé)製定了IEC/IEEE/ISO 80005岸電(diàn)係(xì)列標準(zhǔn)，該係列標準規範了(liǎo)船(chuán)上(shàng)和(hé)岸上(shàng)的(dí)電力連接(jiē)係統(tǒng)技術(shù)要求
。結(jié)合我(wǒ)國目靠港(gǎng)船(chuán)舶(bó)使用(yòng)岸電的(dí)技術特點(diǎn)及應(yīng)用(yòng)現(xiàn)狀，交(jiāo)通運(yùn)輸部於(yú)2011年(nián)發(fā)布了(liǎo)行業標準(zhǔn)JTS 155-2012 《碼(mǎ)頭船舶岸電(diàn)設施(shī)建(jiàn)設(shè)規範》，JT/T815-2012《港(gǎng)口(kǒu)船(chuán)舶岸(àn)基(jī)供(gōng)電係統操作(zuò)技術(shù)規程》等(děng)標準(zhǔn)
。

早(zǎo)在1989年，瑞典的(dí)哥(gē)德堡港(gǎng)*開始使用岸(àn)電(diàn)電源係(xì)統給(gěi)滾裝輪(lún)渡使用(yòng)
。當時(shí)采用的(dí)是(shì)400V的低壓連接(jiē)係統；2009年6月英國石(shí)油美國公(gōng)司和美國加(jiā)州(zhōu)長灘港(gǎng)開放(fàng)了(liǎo)世界上首(shǒu)座(zuò)配備(bèi)岸(àn)電係(xì)統(tǒng)的油輪(lún)碼(mǎ)頭(tóu)
。洛(luò)杉(shān)磯港在(zài)2011年(nián)有15個(gè)碼頭(tóu)應(yīng)用船舶(bó)岸(àn)電技術
。長(cháng)灘港(gǎng)所(suǒ)有集(jí)裝(zhuāng)箱碼頭(tóu)在(zài)2014年(nián)應(yīng)用(yòng)船舶(bó)岸電(diàn)技(jì)術，50%的(dí)靠(kào)港集裝箱(xiāng)船(chuán)舶(bó)使(shǐ)用岸(àn)電(diàn)，計劃2020年80%的(dí)靠(kào)港(gǎng)集裝箱船舶(bó)使用(yòng)岸電(diàn)技術］
。

近年來，船(chuán)舶岸電(diàn)技(jì)術在我(wǒ)國(guó)迅(xùn)速(sù)發展，並獲(huò)得廣(guǎng)泛應用
。 2009 年，我國開(kāi)始在(zài)多個(gè)港口(kǒu)開(kāi)展(zhǎn)船舶岸電(diàn)試點工程(chéng)建設(shè)
。期主要開(kāi)展低壓船舶岸電項目(mù)，2009年青(qīng)島港首先完成(chéng)了(liǎo) 5000噸 級內(nèi)貿(mào)支(zhī)綫碼(mǎ)頭(tóu)低壓(yā)岸(àn)電改造，隻用於(yú)內貿支綫集(jí)裝(zhuāng)箱船舶
。近幾年岸(àn)電(diàn)項目主(zhǔ)要以(yǐ)高壓岸電為主，2016年(nián)12月(yuè)，福(fú)建(jiàn)高壓船(chuán)舶岸電項(xiàng)目(mù)正式(shì)投運，設計(jì)供(gōng)電容量3000kW ，預(yù)計實現年電能替代量(liáng)150萬kW·h ，減少(shǎo)排(pái)放物近(jìn)1k噸
。2016年(nián)5月，寧波(bō)舟山港與國(guó)家電網(wǎng)公司合作(zuò)建設(shè)的寧波舟(zhōu)山(shān)港項(xiàng)目正式(shì)投運，容量分(fēn)別(bié)為2和3MV·A ，高壓上船供電，電(diàn)壓／頻(pín)率(shuài)為(wéi)6.6kV/60Hz或(huò)6KV/50Hz
。2016年，交(jiāo)通(tōng)部組織開(kāi)展了碼(mǎ)頭(tóu)船舶(bó)岸電(diàn)示範項(xiàng)目(mù)的(dí)申(shēn)報，篩(shāi)選(xuǎn)和(hé)審核等(děng)工(gōng)作(zuò)，正式批(pī)準了7個(gè)高(gāo)壓(yā)碼(mǎ)頭船(chuán)舶岸電示範(fàn)項目
。

在(zài)係(xì)統(tǒng)設計方(fāng)麵(miàn)，主要(yào)闡述了(liǎo)船(chuán)舶(bó)岸(àn)電係統(tǒng)的設計原則，詳(xiáng)細介紹了係統的組成(chéng)結(jié)構及工作原理，並(bìng)對(duì)高低(dī)壓供(gōng)電(diàn)方(fāng)式(shì)進行(háng)了比較(jiào)
。簡要分(fēn)析了(liǎo)船舶(bó)供岸電電源的構(gòu)成和3種(zhǒng)分布形式，對船舶(bó)岸電(diàn)自動(dòng)並車裝置的功能(néng)需(xū)求進行了分析，並對(duì)各個(gè)模塊的(dí)硬(yìng)件(jiàn)設(shè)計進行(háng)了探討
。從硬件設計(jì)的(dí)角(jiǎo)度，詳(xiáng)細介(jiè)紹了低壓岸電(diàn)電源(yuán)各部分電路(lù)的(dí)設計(jì)工作(zuò)，包括整流電路，逆(nì)變(biàn)電路(lù)，輸(shū)出(chū)濾波器，驅動電路(lù)及采(cǎi)樣電路等(děng)，同時(shí)給出了各部(bù)分電(diàn)路器(qì)件(jiàn)選型的(dí)依(yī)據(jù)及參數計算(suàn)的方法(fǎ)
。對船舶岸(àn)電(diàn)監控係(xì)統(tǒng)進行了研究(jiū)，針對船舶(bó)岸電計(jì)量(liáng)統(tǒng)計(jì)難，監控不(bù)統一(yī)的問題(tí)，提出(chū)了船舶(bó)岸電監控係統的設計思(sī)路(lù)及控(kòng)製方(fāng)法(fǎ)
。設(shè)計建立(lì)了能源(yuán)互聯(lián)網(wǎng)標準(zhǔn)體(tǐ)係，根據該(gāi)標準體(tǐ)係架(jià)構，船(chuán)舶岸電(diàn)是智能(néng)用(yòng)電領域(yù)下電能(néng)替(tì)代(dài)標(biāo)準係列中(zhōng)的(dí)關鍵技(jì)術(shù)，已列入需要先(xiān)開(kāi)展標準(zhǔn)製定(dìng)的(dí)行動計(jì)劃(huá)
。

2 船舶岸電(diàn)係統架(jià)構

為滿足(zú)上述(shù)麵向(xiàng)能源互聯(lián)的船(chuán)舶(bó)岸(àn)電業(yè)務相關功能(néng)和非功(gōng)能(néng)需求，實現(xiàn)各(gè)業(yè)務域主體（係(xì)統(tǒng)，設(shè)備(bèi)，軟件）之間的(dí)能源互聯(lián)，本文(wén)對船(chuán)舶岸電係(xì)統的(dí)架構展(zhǎn)開了相(xiāng)關研究(jiū)，提(tí)出(chū)了船舶(bó)岸電係統(tǒng)構成，船舶(bó)岸(àn)電(diàn)係統物理架構及船(chuán)舶(bó)岸(àn)電(diàn)係(xì)統(tǒng)邏輯(jí)架構
。

2.1船舶岸電(diàn)係統構(gòu)成

船舶岸電係統(tǒng)能源互聯由(yóu)陸(lù)地供電係統，電纜連接(jiē)設備與船舶配電係(xì)統(tǒng)3部分組成(chéng)
。陸地(dì)供電係統(tǒng)主(zhǔ)要包括(kuò)電源(yuán)，變(biàn)壓(yā)變頻(pín)設備，電纜連接設(shè)備有岸(àn)電接綫(xiàn)箱（岸(àn)基），電(diàn)纜管(guǎn)理係(xì)統(tǒng)（船基），船舶(bó)配電係(xì)統由轉(zhuǎn)接(jiē)屏與(yǔ)配(pèi)電箱(xiāng)（大(dà)中型(xíng)船舶(bó)）組(zǔ)成(chéng)
。船(chuán)舶岸(àn)電係(xì)統能源互聯如圖(tú)1所示
。

圖1 船舶岸電(diàn)係統的能源互(hù)聯(lián)

變電站出(chū)綫為(wéi)工頻10kV 電(diàn)源(yuán)，並配(pèi)有補償裝(zhuāng)置，依次(cì)經(jīng)移相變壓器(qì)和功率(shuài)單元裝(zhuāng)置，然(rán)後通過(guò)濾(lǜ)波裝置(zhì)，隔(gé)離變壓(yā)器，轉變(biàn)為6.6kV/60Hz輸(shū)出(chū)至(zhì)碼頭接(jiē)綫(xiàn)箱，或直接經低壓岸電插(chā)座(zuò)箱為(wéi)低壓供電方(fāng)式(shì)船舶供(gōng)電
。通過(guò)船舶電纜將(jiāng)船(chuán)電與碼(mǎ)頭接綫(xiàn)箱連(lián)接(jiē)起(qǐ)來送至船(chuán)載(zǎi)降壓(yā)變(biàn)壓器(qì)（船(chuán)上(shàng)負載多(duō)為低壓(yā)電器(qì)，所需電(diàn)壓由船上變(biàn)壓設備完成）
。

2.2 船舶岸(àn)電係統邏(luó)輯架(jià)構

船舶岸(àn)電(diàn)係統(tǒng)邏輯架(jià)構是采用(yòng)邏輯分(fēn)層的思(sī)想(xiǎng)對船(chuán)舶岸電係統進(jìn)行的概要描(miáo)述，是(shì)設計(jì)業(yè)務流程的重(zhòng)要參(cān)考(kǎo)和依據
。船舶(bó)岸電係統(tǒng)邏(luó)輯架構分為感(gǎn)知層，傳輸層和應用層3層，如(rú)圖(tú)2所(suǒ)示
。

圖(tú) 2　 船(chuán)舶(bó)岸(àn)電係統邏輯(jí)架(jià)構

1）感(gǎn)知層對(duì)數(shù)據源進行(háng)傳感(gǎn)測量(liáng)，采集(jí)，接入及處理
。數據(jù)來自受電係統，岸電(diàn)係統及(jí)計(jì)費係(xì)統等(děng)係統(tǒng)的(dí)設(shè)備測控終端和計量(liáng)裝(zhuāng)置，這(zhè)些信(xìn)息(xī)采集設(shè)備(bèi)包括(kuò)各種(zhǒng)類型(xíng)的開關量(liáng)，計量(liáng)，測量控製終端(duān)
。支(zhī)撐(chēng)船(chuán)舶岸電(diàn)係統的通(tōng)信(xìn)方式可(kě)以采用多種形(xíng)式，大多通過通信(xìn)單元(yuán)，集中器等將數據匯聚後(hòu)回傳(chuán)至(zhì)港口管理和運行域，並在(zài)後(hòu)台(tái)進行(háng)數據分析
。

2）傳(chuán)輸(shū)層是(shì)用(yòng)戶(hù)與(yǔ)電(diàn)網(wǎng)之間溝(gōu)通的橋梁
。船(chuán)舶(bó)岸電係統受(shòu)電船舶與(yǔ)岸電係統(tǒng)之間(jiān)的(dí)有綫(xiàn)通(tōng)信方式(shì)是(shì)點(diǎn)對點的通信方(fāng)式，采用Modbus/TCP/IP通(tōng)信協議(yì)，岸側和(hé)船(chuán)舶側(cè)均(jūn)需(xū)要(yào)通(tōng)過(guò)固定IP地(dì)址和(hé)端(duān)口號(hào)進(jìn)行Modbus/TCP/IP通信(xìn)
。為避(bì)免(miǎn)任何IP地址衝突(tū)，岸邊和船舶(bó)之(zhī)間(jiān)的通(tōng)信應(yīng)在網絡上（不允許(xǔ)使用(yòng)其他(tā)IP設備(bèi)）
。船(chuán)側與岸側通過(guò)125個(gè)寄存器(qì)實現數(shù)據的傳輸(shū)
。

3）應用(yòng)層(céng)主要提供了基(jī)本(běn)服務(wù)和(hé)功(gōng)能服(fú)務這2類服(fú)務(wù)
。基(jī)本服(fú)務針對(duì)受電船舶的基本(běn)需求，包括船(chuán)舶供電，電(diàn)纜(lǎn)無縫連接和船(chuán)舶(bó)的(dí)自(zì)動並(bìng)網(wǎng)等應(yīng)用
。功(gōng)能(néng)服務(wù)麵向港口管理(lǐ)的參(cān)與(yǔ)者(zhě)，主要包(bāo)括(kuò)計量計(jì)費(fèi) ，船(chuán)舶(bó)的(dí)狀態監測和船(chuán)舶用電管理(lǐ)等功能(néng)實現
。

2.3 船舶(bó)岸(àn)電係(xì)統(tǒng)物(wù)理(lǐ)架構(gòu)

船舶(bó)岸(àn)電係(xì)統在物(wù)理(lǐ)上可分為主站(zhàn)層(céng)，綜(zōng)合(hé)監控層和現(xiàn)場設備層(céng)3層
。船舶岸電係(xì)統以(yǐ)可編程控(kòng)製(zhì)器(qì)為(wéi)中(zhōng)心(xīn)，與分(fēn)布獨立工作的變(biàn)頻電(diàn)源(yuán)，變壓器等設備信(xìn)息(xī)交(jiāo)互(hù)，實現(xiàn)監(jiān)控(kòng)，測量等功能
。船舶岸電係統(tǒng)設備之間(jiān)的能(néng)源互(hù)聯及(jí)物理硬(yìng)件信(xìn)息(xī)交互的關(guān)係如圖3所(suǒ)示
。

圖(tú)3 船(chuán)舶岸電(diàn)係統物理(lǐ)架構(gòu)

1）主站(zhàn)層(céng)
。主站(zhàn)層主要(yào)由各(gè)種(zhǒng)服(fú)務器，工作站與通信(xìn)接口組(zǔ)成
。主站層通(tōng)過(guò)通(tōng)信置(zhì)係統獲(huò)取采集到的(dí)船舶岸電實時數(shù)據，並通過(guò)應用(yòng)服務器(qì)，數據(jù)庫(kù)服(fú)務器(qì)及(jí)監控工作(zuò)站等係(xì)統，完成實時數(shù)據(jù)和(hé)歷史(shǐ)數(shù)據(jù)的分(fēn)析工(gōng)作(zuò)
。

2）綜(zōng)合監控層(céng)
。綜合監(jiān)控(kòng)主要實(shí)現對(duì)進綫開關，變頻電(diàn)源，計(jì)量(liáng)裝置，進出綫(xiàn)變(biàn)壓器，出綫(xiàn)開(kāi)關(guān)，碼(mǎ)頭接(jiē)電(diàn)箱，同步並(bìng)網(wǎng)裝置，無功補償(cháng)裝置，所內照(zhào)明(míng)，空調，通(tōng)風(fēng)，消防(fáng)等全(quán)部係統(tǒng)的設備及其(qí)他(tā)附(fù)屬控製(zhì)設(shè)備等進(jìn)行(háng)實時控(kòng)製，參數修改(gǎi)，狀(zhuàng)態(tài)監(jiān)測(cè)和故障記錄(lù)與診斷等(děng)功(gōng)能(néng)
。集中(zhōng)器(qì)集(jí)中的(dí)設(shè)備運行(háng)各項參數(shù)，與(yǔ)可編程(chéng)邏輯控製(zhì)器(qì)進行(háng)數據(jù)交換，並(bìng)通(tōng)過(guò)人(rén)機(jī)交(jiāo)互界麵(miàn)顯(xiǎn)示，以(yǐ)便工(gōng)作人員現場(cháng)管理
。可編程(chéng)邏輯控製器通過光纖(xiān)上傳可供計(jì)算的(dí)船舶岸電實(shí)時(shí)數據，供(gōng)主站層統計分析(xī)與(yǔ)數(shù)據新
。

3）現場(cháng)設(shè)備層
。現(xiàn)場(cháng)設備包括船舶岸(àn)電係(xì)統(tǒng)的陸(lù)地供(gōng)電係統(tǒng)和船上(shàng)受電係統的相關(guān)設(shè)備裝(zhuāng)置，同時(shí)還包括各(gè)傳感器(qì)，采集器及通信設(shè)備(bèi)
。船舶岸(àn)電(diàn)係統設(shè)備(bèi)是船用(yòng)岸電(diàn)的(dí)基(jī)礎與(yǔ)核(hé)心，采集(jí)器實時(shí)采集電(diàn)壓，頻率，電(diàn)流(liú)，功率及變壓(yā)器(qì)溫度等(děng)相關數據，對所(suǒ)采集數(shù)據(jù)進行(háng)數字濾波，工程值轉(zhuǎn)換，刻(kè)度(dù)計(jì)算等加工(gōng)，以便(biàn)統計(jì)計算與實時通信
。各采(cǎi)集器相(xiāng)互獨立，任一(yī)裝置停用或(huò)檢修，整(zhěng)個(gè)係(xì)統(tǒng)仍能正常(cháng)可靠(kào)工作
。

3 船舶岸電(diàn)關鍵(jiàn)技術(shù)

3.1 能源(yuán)互聯技(jì)術(shù)

3.1.1靜止頻率變(biàn)換穩壓(yā)技術

靜止頻(pín)率變(biàn)換穩(wěn)壓技(jì)術(shù)利(lì)用(yòng)的是(shì)功率(shuài)變(biàn)換與(yǔ)控(kòng)製電路：功(gōng)率(shuài)變換(huàn)部分主要(yào)實現能量(liáng)的(dí)傳遞和轉(zhuǎn)換(huàn)，通過脈(mài)寬調(tiáo)製(zhì)（Pulse Midth Modulation，PWM ）技術將(jiāng)50Hz和10kV 電(diàn)壓等級(jí)的高(gāo)壓(yā)交流(liú)電(diàn)轉變為(wéi)60Hz和(hé)另一種(zhǒng)電壓等級(jí)的(dí)交(jiāo)流電；控(kòng)製電(diàn)路部(bù)分則(zé)主要是根(gēn)據(jù)被(bèi)檢(jiǎn)測信號(hào)的狀態做出(chū)判(pàn)斷處理，從(cóng)而實(shí)現對(duì)岸電電源(yuán)係(xì)統的控製和保護(hù)
。靜(jìng)止頻率變(biàn)換器主(zhǔ)要(yào)可分(fēn)為低壓靜止頻率變換(huàn)器和(hé)高壓靜止(zhǐ)頻率(shuài)變換器(qì)2種
。

低(dī)壓靜(jìng)止頻率(shuài)變換(huàn)器(qì)額(é)定(dìng)電壓(yā)為低壓380V/690V，變頻器(qì)工(gōng)作時(shí)需將(jiāng)10kV輸入電壓(yā)降壓(yā)至(zhì)380V/690V，再(zài)實現頻(pín)率電壓(yā)變換(huàn)功(gōng)能(néng)
。對(duì)低壓(yā)靜止頻(pín)率(shuài)變(biàn)換(huàn)器工作(zuò)原(yuán)理與電氣(qì)性(xìng)能指(zhǐ)標進(jìn)行了(liǎo)分(fēn)析(xī)，並設計了(liǎo)岸(àn)電電源(yuán)硬件電路(lù)
。

低(dī)壓船(chuán)舶岸電靜(jìng)止頻率變換器的(dí)基(jī)本(běn)工作原理(lǐ)如(rú)下(xià)：首先需(xū)將(jiāng)10KV輸(shū)入電(diàn)壓(yā)降(jiàng)壓(yā)至

380V/660V ， 380V/660V ，50HZ的三(sān)相交流電經過(guò)整(zhěng)流電(diàn)路(lù)轉(zhuǎn)換為直流；然後通過逆變器(qì)將(jiāng)直流(liú)電轉換(huàn)為50HZ的交流(liú)電(diàn)，隨後經(jīng)過正(zhèng)弦波濾(lǜ)波(bō)器(qì)使(shǐ)逆(nì)變(biàn)器(qì)輸出的(dí)波(bō)形(xíng)變得平滑，然後(hòu)通過輸(shū)出變壓器將電壓變換到(dào)450V
。

低壓(yā)靜止頻率(shuài)變換(huàn)器(qì)中逆變器(qì)的主要作(zuò)用(yòng)是將整流得(dé)到的直流電變(biàn)換(huàn)為頻(pín)率為(wéi)60Hz的(dí)交流電
。目(mù)逆(nì)變器種(zhǒng)類繁多，應用較為繁瑣，且可(kě)靠性(xìng)較低(dī)
。中性點(diǎn)箝(qián)位(wèi)型三(sān)電平逆變(biàn)器(qì)能(néng)有效(xiào)提(tí)高逆(nì)變器(qì)的(dí)耐壓等(děng)級(jí)，降(jiàng)低(dī)輸(shū)出電(diàn)壓諧波及開(kāi)關損耗(hào)；因(yīn)此(cǐ)選(xuǎn)用中(zhōng)性(xìng)點箝位型三電平(píng)逆(nì)變器實(shí)現低壓(yā)靜止變換器的逆(nì)變(biàn)功能(néng)，其拓撲如(rú)圖(tú)4所示(shì)
。三電(diàn)平結(jié)構每(měi)個半(bàn)導體器(qì)件所承(chéng)受(shòu)的反向(xiàng)電壓(yā)為(wéi)母(mǔ)綫電壓的(dí)1/2
。

圖4 中(zhōng)性點(diǎn)箝位三(sān)電平(píng)頻(pín)率(shuài)變換(huàn)器(qì)電路

三(sān)電平逆變(biàn)器(qì)的每一(yī)相橋(qiáo)臂含(hán)有4個(gè)開(kāi)關(guān)器件(jiàn)，每一相(xiāng)都有３種(zhǒng)穩(wěn)態的開(kāi)關模式
。Sa＝1時，Sa1 ，Sa2 導通，無論(lùn)電流正(zhèng)負(fù)，逆變(biàn)器輸出(chū)對直流(liú)側中點的電壓(yā)均為Udc / 2 ； Sa ＝0 時， Sa2 ， Sa3 導(dǎo)通(tōng)，此(cǐ)時(shí)，無論電流正(zhèng)負，逆變器輸(shū)出(chū)對(duì)直(zhí)流(liú)側(cè)中點的電(diàn)壓均(jūn)為0 ； Sa ＝－1時， Sa3， Sa4 導通(tōng)，無論(lùn)電流(liú)正(zhèng)負(fù)，逆變器輸(shū)出(chū)對直流(liú)側中點的電壓均為(wéi) － Udc / 2
。

高壓(yā)大功率靜(jìng)止頻率變(biàn)換器主要(yào)由(yóu)整流器(qì)和逆(nì)變器 2部(bù)分(fēn)組成(chéng)，可直接(jiē)把電(diàn)網(wǎng)的10kV/6kV，50Hz的電力(lì)變(biàn)換(huàn)為60Hz ，分別(bié)對(duì)高壓大功率(shuài)逆(nì)變(biàn)器(qì)常用的３種拓(tuò)撲進行了分析(xī)，絕緣柵雙極(jí) 型(xíng) 晶 體 管 （Insulated gate bipolar transistor，IGBT）串聯(lián)二電平結(jié)構，中性(xìng)點(diǎn)箝(qián)位三電(diàn)平(píng)結(jié)構和(hé)單元(yuán)串聯多重化(huà)結構；並對低(dī)壓(yā)變(biàn)頻變壓(yā)技(jì)術(shù)與高(gāo)壓變(biàn)頻變壓(yā)技術進行了對比分析
。

IGBT串聯二電平(píng)結構是傳統(tǒng)岸電電源(yuán)主要(yào)采(cǎi)用的頻率變換(huàn)方(fāng)式，主要(yào)應用於(yú)低(dī)壓頻率(shuài)變換電(diàn)路中
。點是結(jié)構相對(duì)比(bǐ)較簡(jiǎn)單(dān)，使(shǐ)用(yòng)的功率器件數量(liáng)少；缺點(diǎn)也很(hěn)明(míng)顯，當(dāng)應(yīng)用於高(gāo)壓(yā)係(xì)統中，功率(shuài)器件(jiàn)需要(yào)通過(guò)串(chuàn)並聯方式(shì)實現分壓，但(dàn)器件串聯(lián)帶來的均壓(yā)問題使這種實(shí)現方式(shì)十分復雜(zá)
。二(èr)電平(píng)結構開(kāi)關(guān)過程中產(chǎn)生的(dí)du/dt大，係(xì)統幹擾大，電磁(cí)兼(jiān)容性問題(tí)較難解決(jué)
。

中(zhōng)性點箝位(wèi)三電平結(jié)構可(kě)避免(miǎn)由(yóu)於器(qì)件串(chuàn)聯(lián)引(yǐn)起的(dí)靜態(tài)和(hé)動態均壓問題(tí)，也可(kě)減(jiǎn)少逆(nì)變(biàn)輸(shū)出(chū)的(dí)諧(xié)波，降(jiàng)低du/dt變化(huà)的影響
。這種(zhǒng)結(jié)構(gòu)下(xià)功率器件(jiàn)可 采(cǎi) 用IGBT或 采(cǎi) 用 集 成 門 極 換 流(liú) 晶(jīng) 閘 管（Insulated gate bipolar transistor，IGCT）
。缺點是(shì)受(shòu)半導體器(qì)件的耐(nài)壓水平(píng)限製，三電平(píng)結構逆(nì)變器(qì)的(dí)輸出(chū)電壓(yā)等(děng)級(jí)隻(zhī)能(néng)達到4.16kV，無(wú)法滿(mǎn)足(zú)6.6kV高(gāo)壓上(shàng)船(chuán)方式的(dí)實現
。如(rú)果輸(shū)出電壓(yā)需(xū)要超過6kV ，僅僅采(cǎi)用12個(gè)功率(shuài)器件難以滿(mǎn)足(zú)，必須通(tōng)過器件(jiàn)串聯的方(fāng)式(shì)，同(tóng)時無(wú)法避免(miǎn)均壓(yā)問題(tí)
。

單元(yuán)串聯多重化結(jié)構高(gāo)壓(yā)靜(jìng)止頻(pín)率(shuài)變換器(qì)如圖(tú)5所(suǒ)示
。多重化(huà)技術(shù)是指每一相高壓(yā)輸出(chū)均(jūn)是通過(guò)幾個低壓(yā)PWM功率單元(yuán)串聯(lián)在一(yī)起構(gòu)成(chéng)
。

圖 5單元(yuán)串聯(lián)多(duō)重化(huà)結(jié)構(gòu)電路

圖中每(měi)一個低壓PWM功率單元(yuán)都是由(yóu)低壓電壓性逆(nì)變器構(gòu)成，這些(xiē)低(dī)壓逆變器均是(shì)三相輸(shū)入，單項輸出(chū)，且由(yóu)低(dī)壓IGBT構成
。將相鄰功率單元(yuán)的(dí)輸出端串接起(qǐ)來(lái)，形成(chéng)Y聯(lián)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)變(biàn)壓(yā)變(biàn)頻的高(gāo)壓直(zhí)接(jiē)輸(shū)出，供(gōng)給三相(xiāng)負載
。輸入功率(shuài)單(dān)元(yuán)由(yóu)15個(gè)獨立(lì)的(dí)功率(shuài)單(dān)元(yuán)組(zǔ)成(chéng)，各單(dān)元之(zhī)間具有(yǒu)互(hù)換性，便於(yú)維(wéi)修(xiū)換，可(kě)在(zài)短時間內(nèi)進(jìn)行(háng)維護，每(měi)一個(gè)功(gōng)率單(dān)元(yuán)都(dū)由(yóu)主控製係(xì)統統(tǒng)一控(kòng)製，保(bǎo)證輸(shū)出完(wán)整(zhěng)的(dí)正弦(xián)波
。由於采用(yòng)功(gōng)率單元串(chuàn)聯，功率(shuài)單(dān)元(yuán)承受(shòu)全部輸出電(diàn)流，但(dàn)每一(yī)個功(gōng)率單(dān)元(yuán)隻需(xū)承(chéng)受(shòu)1/5輸出電壓和1/15總(zǒng)輸(shū)出功(gōng)率(shuài)
。

通過(guò)對(duì)比(bǐ)以(yǐ)上(shàng)3種拓撲(pū)結(jié)構在船舶岸電(diàn)電源(yuán)頻率變換(huàn)技術(shù)中的(dí)應(yīng)用及(jí)文獻(xiàn)中3種(zhǒng)實現方(fāng)式的缺點對比分析，3種拓撲結(jié)構的(dí)頻率(shuài)變換(huàn)器都可滿(mǎn)足船(chuán)舶岸電電源(yuán)的(dí)不同功率(shuài)要求(qiú)，串聯(lián)二(èr)電(diàn)平，中性(xìng)點箝位三(sān)電平結(jié)構(gòu)主要應(yīng)用於低(dī)壓靜止(zhǐ)頻率(shuài)變(biàn)換電路，單元串(chuàn)聯多(duō)重化結構(gòu)可滿足高壓靜(jìng)止頻(pín)率(shuài)變(biàn)換(huàn)技(jì)術的(dí)性(xìng)能需求
。

3.1.2 岸船自動並車技(jì)術

船舶(bó)岸(àn)電(diàn)係統具備船電，岸電(diàn)快(kuài)速切換(huàn)連(lián)接技術，通(tōng)過船上同期裝置(zhì)，與(yǔ)岸電電源實現熱(rè)並(bìng)網，保證(zhèng)供電安(ān)全可(kě)靠
。船(chuán)舶岸(àn)電(diàn)係(xì)統(tǒng)接到(dào)岸電並網指(zhǐ)令(líng)後，自(zì)動並車裝置(zhì)進(jìn)行相(xiāng)序(xù)檢測跟蹤，在相序(xù)一致(zhì)的情況下，采集岸電(diàn)電源及傳(chuán)播輔機電(diàn)源的電壓，頻率和相(xiāng)角差的信(xìn)息(xī)，並(bìng)計(jì)算(suàn)判(pàn)斷(duàn)是否滿(mǎn)足(zú)以(yǐ)下並車條(tiáo)件：輔(fǔ)機(jī)與岸電(diàn)的頻(pín)率(shuài)，相序及電(diàn)壓幅(fú)值(zhí)保持(chí)一(yī)致，並且(qiě)在(zài)並車的(dí)瞬間保(bǎo)證(zhèng)船舶(bó)輔機(jī)與(yǔ)岸電(diàn)電源的輸出電(diàn)壓相(xiāng)角(jiǎo)同步(bù)
。之後(hòu)完(wán)成(chéng)並(bìng)車並(bìng)實(shí)現(xiàn)自動無縫負(fù)荷(hé)轉移(yí)
。

根據船(chuán)舶(bó)岸電(diàn)係(xì)統不同(tóng)的(dí)供(gōng)電(diàn)連接(jiē)方式(shì)，將(jiāng)岸電電源(yuán)與(yǔ)船(chuán)舶發電(diàn)機(jī)的切換方(fāng)式主(zhǔ)要分(fēn)為(wéi)斷(duàn)電方(fāng)式和無縫切(qiē)換(huàn)方(fāng)式2種
。

1）斷(duàn)電(diàn)方式(shì)：當船(chuán)舶靠(kào)港停泊時，需要首先使船(chuán)舶(bó)上(shàng)所(suǒ)有的用(yòng)電設(shè)備(bèi)關閉，並(bìng)使船(chuán)舶發電機停(tíng)止(zhǐ)工(gōng)作(zuò)，然後連(lián)接(jiē)船(chuán)舶(bó)岸(àn)電(diàn)係統(tǒng)，然後重新(xīn)啟動船舶的用電(diàn)設備，實現船舶(bó)發電機(jī)與(yǔ)岸電(diàn)電源之(zhī)間的切(qiē)換；當船(chuán)舶(bó)離港時，按照相(xiāng)反的順(shùn)序(xù)操作
。

2）同步(bù)並(bìng)車方(fāng)式(shì)：也被稱(chēng)為(wéi)無(wú)縫切(qiē)換方式，切換過程中不需(xū)要關閉(bì)船上(shàng)所有(yǒu)設備(bèi)
。同(tóng)步並車方(fāng)式(shì)不會影(yǐng)響船(chuán)舶上(shàng)用電(diàn)設備(bèi)的(dí)正常(cháng)運行，對船(chuán)舶上的重要用電(diàn)設備(bèi)具(jù)有重大意(yì)義
。無(wú)縫切換(huàn)也是(shì)船舶(bó)岸電(diàn)連接(jiē)技(jì)術(shù)的(dí)發展趨(qū)勢，對(duì)於岸電電源的推(tuī)廣意(yì)義(yì)重(zhòng)大
。

船舶岸電自(zì)動並車技(jì)術需(xū)要(yào)保(bǎo)證船(chuán)舶(bó)發(fā)電機與(yǔ)岸(àn)電(diàn)電源的電(diàn)壓幅(fú)值和頻(pín)率(shuài)保(bǎo)持一(yī)致(zhì)，並(bìng)在(zài)並(bìng)車(chē)的瞬(shùn)間(jiān)保證船(chuán)舶發電機與(yǔ)岸電電源(yuán)的輸(shū)出電(diàn)壓相角同步(bù)
。如果兩(liǎng)路電(diàn)源不(bù)同(tóng)步就進行(háng)切(qiē)換會造(zào)成(chéng)嚴重的後(hòu)果(guǒ)
。如(rú)果在(zài)切換時(shí)刻(kè)一(yī)個電源(yuán)電(diàn)壓波形(xíng)在波峰(fēng)，另(lìng)外一(yī)個位(wèi)於波穀，切(qiē)換過程中將(jiāng)會(huì)產(chǎn)生很大的(dí)衝擊(jī)電流
。雖然(rán)切(qiē)換(huàn)裝置可能能(néng)承(chéng)受(shòu)該衝擊(jī)電流，但嚴(yán)重(zhòng)時可能會(huì)導(dǎo)致用(yòng)電(diàn)設備和(hé)高(gāo)壓靜(jìng)止(zhǐ)頻(pín)率(shuài)變(biàn)換器的(dí)自(zì)動保護裝(zhuāng)置(zhì)動(dòng)作
。

3.2 信(xìn)息互聯技(jì)術

3.2.1 船舶岸(àn)電係統(tǒng)智能(néng)監控技術

智(zhì)能化(huà)監控(kòng)與(yǔ)普通電力監控有本(běn)質(zhì)的區(qū)別，不僅能(néng)實現普通(tōng)電(diàn)力(lì)監控(kòng)對電壓，電流，功率及(jí)頻率等(děng)的(dí)監測；還能監測電源(yuán)自身(shēn)的各種狀(zhuàng)態(tài)及控製參數
。智(zhì)能監控(kòng)具有以下主(zhǔ)要(yào)特(tè)點：

1）信息端(duān)口(kǒu)開放化(huà)
。岸(àn)電電源(yuán)的外圍接口(kǒu)為開放式(shì)係統提供對(duì)外數(shù)據(jù)接口(kǒu)，實時(shí)將(jiāng)電源(yuán)的(dí)運行工(gōng)況(kuàng)上(shàng)傳(chuán)和下傳(chuán)上(shàng)位機，並實施電網運(yùn)行(háng)和船方用(yòng)戶(hù) 的(dí) 遠(yuǎn) 程 監 控，報 警 及 規 範(fàn) 安(ān) 全 操 作 許 可警(jǐng)示
。

2）運行(háng)智能化(huà)控(kòng)製(zhì)
。船(chuán)岸采用光(guāng)纖傳輸以(yǐ)太網(wǎng)通(tōng)信(xìn)技術，實現(xiàn)船(chuán)岸(àn)同時(shí)監測，電(diàn)量(liáng)參(cān)數(shù)反饋，數據互傳共享(xiǎng)，報(bào)警信息(xī)傳(chuán)遞等(děng)功(gōng)能(néng)；實現(xiàn)船岸(àn)電量參(cān)數(shù)（電(diàn)壓，電流(liú)，頻率，負載(zǎi)）的閉環(huán)控(kòng)製(zhì)和保護(hù)控製(zhì)，讓船岸(àn)係統加可靠，穩定
。

3）友好的(dí)人機對話(huà)界麵(miàn)
。實時地監控報警(jǐng)，實時顯示岸(àn)電(diàn)，船舶受(shòu)電電(diàn)網的運(yùn)行工(gōng)況和電(diàn)量(liáng)參數，顯(xiǎn)示(shì)各種(zhǒng)報(bào)警及故(gù)障(zhàng)並(bìng)存(cún)儲(chǔ)記錄(lù)
。

4）具(jù)有保護(hù)功能
。對(duì)過(guò)流，短(duǎn)路(lù)，過(guò)壓(yā)，欠壓，逆(nì)功(gōng)率，負(fù)載(zǎi)不平衡(héng)，絕緣低，接地等故障進行(háng)保(bǎo)護(hù)，各類保護(hù)點設置(zhì)多達(dá)上百種(zhǒng)，確保設備和人(rén)身(shēn)安全
。

3.2.2 通(tōng)信傳(chuán)輸技(jì)術

根據IEC/IEEE 80005-2標準，船舶(bó)岸電(diàn)係統(tǒng)受電(diàn)船(chuán)舶與(yǔ)岸電(diàn)係(xì)統(tǒng)之間的有綫(xiàn)通信方(fāng)式是(shì)點對(duì)點的通(tōng)信方式，采用Modbus TCP/IP通(tōng)信協(xié)議，岸側和船(chuán)舶側(cè)均需要(yào)通(tōng)過(guò)固定IP地址和端口號進(jìn)行Modbus TCP/I通(tōng)信
。為(wéi)避免任何IP地(dì)址(zhǐ)衝突，岸邊和船舶(bó)之間(jiān)的(dí)通(tōng)信應在網(wǎng)絡上（不允許(xǔ)使(shǐ)用(yòng)其(qí)他(tā)IP設(shè)備）
。船側與岸(àn)側通過125個(gè)寄存(cún)器(qì)實現數據(jù)的傳輸
。無(wú)綫通信(xìn)方式包括Zigbee等(děng)無綫傳感網(wǎng)絡技術，船(chuán)舶岸(àn)電係(xì)統(tǒng)與受(shòu)電係統各設備(bèi)的監(jiān)測(cè)終端(duān)可(kě)通過雙(shuāng)絞綫(xiàn)，Zigbee 等通信(xìn)方式(shì)傳(chuán)送到現場總綫，再通(tōng)過通信單元(yuán)的數(shù)據(jù)預處理和規(guī)約轉換傳送到(dào)光纖(xiān)環網
。通信傳輸技(jì)術(shù)提供(gōng)良好(hǎo)的(dí)通信(xìn)支撐，滿(mǎn)足(zú)船舶岸(àn)電智能化服務需求
。

4 工程(chéng)應(yīng)用

遼寧(níng)某港(gǎng)區船舶(bó)岸電(diàn)係統為集裝(zhuāng)箱碼(mǎ)頭(tóu)泊(bó)位(wèi)提(tí)供電力(lì)供應(yīng)服(fú)務，承建(jiàn)岸(àn)電電源(yuán)數量 １ 套(tào)，以(yǐ)運(yùn)載(zǎi)能力(lì)為(wéi) 11200t的(dí)集裝箱船為例(lì)，單台輔(fǔ)機容量(liáng)為2780kW ，選定岸電電(diàn)源(yuán)容量(liáng)為(wéi)3MW，進綫(xiàn)電(diàn)源為(wéi)10kV /50Hz，泊(bó)位沿(yán)設置(zhì)高壓接綫箱(xiāng)１台(tái)
。集裝箱碼(mǎ)頭(tóu)岸電示範工程(chéng)
。具體(tǐ)包括(kuò)船舶(bó)岸(àn)電(diàn)雙(shuāng)頻(pín)供(gōng)電，船(chuán)岸(àn)電切(qiē)換裝置和(hé)高壓濾波補(bǔ)償(cháng)裝置，並(bìng)通過(guò)綜合電(diàn)力監控(kòng)係統對(duì)所有設(shè)備(bèi)進行(háng)電力(lì)監控，從(cóng)而實(shí)現6.6kV/60Hz電源輸出
。船(chuán)舶岸(àn)電(diàn)係(xì)統(tǒng)高(gāo)壓連船如圖6所示
。

圖(tú)6 船(chuán)舶(bó)岸電係(xì)統(tǒng)高壓供(gōng)電現(xiàn)場圖(tú)

該船(chuán)舶(bó)岸電係(xì)統(tǒng)由1路10kV電纜饋(kuì)出至(zhì)集(jí)裝箱碼頭(tóu)變(biàn)頻裝置
。高壓(yā)變(biàn)頻(pín)裝置將(jiāng)10kV/ 50Hz工頻電(diàn)源經(jīng)移相(xiāng)變(biàn)壓(yā)器，然後整(zhěng)流再(zài)逆變轉變為(wéi)頻率60Hz ，然後(hòu)經隔離變壓器(qì)輸出6.6kV/60Hz模式(shì)，並接至(zhì)2個碼(mǎ)頭接電箱
。主(zhǔ)要(yào)設(shè)備包括高壓開(kāi)關(guān)櫃，變頻裝置，高壓接電箱
。變頻(pín)器(qì)采用ABB的(dí)PCS100SFC靜(jìng)態(tài)變頻(pín)器，額定(dìng)輸(shū)出(chū)電壓(yā)為480V，可人工(gōng)設(shè)定(dìng)電(diàn)壓頻(pín)率，額(é)定容(róng)量為1.5MW；將(jiāng)2台變頻(pín)器並聯(lián)以容量滿(mǎn)足需(xū)求(qiú)，變(biàn)頻(pín)裝置(zhì)主要由變壓器櫃，功率單(dān)元櫃(guì)，濾(lǜ)波(bō)櫃和(hé)智(zhì)能(néng)控製(zhì)櫃(guì)幾部(bù)分組成(chéng)
。整體結(jié)構由降壓變壓器(qì)，功率單元(yuán)，控製部分(fēn)組成，主電(diàn)路(lù)采(cǎi)用若(ruò)幹(gān)個(gè)低壓(yā)功(gōng)率(shuài)單元(yuán)串聯疊(dié)加方式(shì)實(shí)現高(gāo)壓輸出(chū)，電(diàn)網側(cè)接入(rù)電壓(yā)為10kV
。

在此(cǐ)次(cì)實驗中，集裝(zhuāng)箱船停靠15h，總(zǒng)用電量為12745kW· h，按照(zhào)規劃，到(dào) 2002年(nián)，集裝箱單泊位(wèi)吞(tūn)吐量將(jiāng)達到9520000ｔ ，年停(tíng)泊158艘次(cì)，大連港購(gòu)售電(diàn)差價約73560元/（kW·h ），依(yī)以上(shàng)數(shù)據計算(suàn)，大(dà) 連(lián) 某(mǒu) 港(gǎng) 區 船(chuán) 舶 岸 電 係 統(tǒng) 理(lǐ) 想(xiǎng) 效(xiào) 益(yì) 可(kě) 達95.36萬元/ a ，為高(gāo)壓岸電(diàn)係統(tǒng)正式投入運營打下了堅實的基(jī)礎(chǔ)
。

5 安科(kē)瑞船舶(bó)岸電綜合監(jiān)控(kòng)收(shōu)費係(xì)統選型(xíng)

安科瑞Acrelcloud-9000船舶岸(àn)電收費係統通過物(wù)聯(lián)網技術對接入(rù)係(xì)統的計量(liáng)儀表ADW300，監測充(chōng)電(diàn)設備(bèi)站點(diǎn)和各個充(chōng)電(diàn)箱(xiāng)的(dí)運行(háng)和(hé)充電過程，同時(shí)對各類(lèi)故(gù)障(zhàng)如(rú)充(chōng)電(diàn)機過(guò)溫保護(hù)，充(chōng)電(diàn)輸入輸(shū)出(chū)過壓，欠(qiàn)壓，絕緣檢測故(gù)障等(děng)一(yī)係(xì)列(liè)故障進(jìn)行(háng)預(yù)警；用戶(hù)通(tōng)過支(zhī)付寶(bǎo)等(děng)小(xiǎo)程序掃描(miáo)二(èr)維碼，進行支付(fù)後，係統發起充電(diàn)請求(qiú)，控製儀表對應(yīng)的操控(kòng)機(jī)構，對(duì)充電樁完成(chéng)充電過程
。

充電設(shè)備通過(guò)加裝物聯網儀表，配(pèi)合加密技術(shù)和(hé)秘鑰分發技(jì)術(shù)，基於TCP/IP的(dí)數據(jù)交(jiāo)互協(xié)議，與雲端進行(háng)直連(lián)
。雲平台包(bāo)含(hán)了(liǎo)充電收費和(hé)充電(diàn)運(yùn)營(yíng)的所有功能，包(bāo)括財務(wù)管(guǎn)理(lǐ)，變壓器監控(kòng)和運營分(fēn)析等(děng)功能
。

5.1係統(tǒng)結構(gòu)

5.2平台(tái)主要(yào)功(gōng)能

• 資(zī)源管理

充電(diàn)站(zhàn)檔(dàng)案管理，充(chōng)電樁檔案管理(lǐ)，用(yòng)戶(hù)檔案管(guǎn)理，充電樁(zhuāng)運(yùn)行(háng)監測(cè)，充(chōng)電樁異常交易(yì)監測(cè)

• 用戶管理

用戶注冊，用(yòng)戶登(dēng)錄(lù)，用(yòng)戶帳戶(hù)管理，消息管(guǎn)理(lǐ)

• 實時監(jiān)控(kòng)

對平台連接的(dí)所有充電站和充(chōng)電箱狀態進行監視(shì)，發生異(yì)常情況時可通過(guò)APP，短信及時向運營人(rén)員(yuán)發(fā)出報(bào)警(jǐng)信號，及時消(xiāo)除火(huǒ)災隱(yǐn)患(huàn)
。

• 交(jiāo)易(yì)管理(lǐ)

平台為(wéi)運(yùn)營方提(tí)供充電價(jià)格策(cè)略管理，訂(dìng)單管理，賬戶交易(yì)記錄，營收和財務(wù)相關(guān)報(bào)表
。

• 充電(diàn)服務

可(kě)通(tōng)過軟件搜索附近充電(diàn)設施，查看(kàn)充電樁(zhuāng)設(shè)施，並導航至可用充電樁
。可(kě)通(tōng)過在綫自助支(zhī)付實現充電，充電結(jié)算等(děng)

• 小(xiǎo)程序(xù)

支持(chí)支付(fù)寶(bǎo)掃(sǎo)碼(mǎ)充(chōng)電，充電(diàn)賬單支(zhī)付
。運營(yíng)商(shāng)和物業(yè)管(guǎn)理人(rén)員均可通過小程(chéng)序管理，監(jiān)測(cè)充電設施狀態和充(chōng)電交易情(qíng)況
。

• 運營(yíng)分析(xī)

對訂(dìng)單(dān)進(jìn)行(háng)數據化分析(xī)，直觀(guān)展示數據(jù)   

5.3 產品選(xuǎn)型(xíng)

注(zhù)：儀表型號數量按實際的(dí)單相(xiāng)，三相和電流規格(gé)來(lái)選(xuǎn)擇
。

6結語

本文(wén)針對(duì)麵(miàn)向能(néng)源互聯(lián)網的(dí)船(chuán)舶(bó)岸(àn)電相(xiāng)關(guān)業務(wù)應(yīng)用的實(shí)際需(xū)要(yào)，係(xì)統(tǒng)性(xìng)開展了(liǎo)船(chuán)舶岸電(diàn)領(lǐng)域的(dí)能(néng)源互聯和信息(xī)互(hù)聯(lián)技術研究(jiū)，簡要介(jiè)紹了(liǎo)相(xiāng)關關鍵(jiàn)技術；並(bìng)以(yǐ)大(dà)連某港(gǎng)區(qū)電能(néng)替代示(shì)範項目(mù)為範例，介紹(shào)了船(chuán)舶岸電係(xì)統關鍵(jiàn)技(jì)術(shù)的(dí)應用情(qíng)況
。

通(tōng)過(guò)對(duì)船(chuán)舶岸(àn)電(diàn)係統(tǒng)物理架構和船(chuán)舶岸電(diàn)係統邏輯(jí)架構的研(yán)究，理(lǐ)清了船舶岸電(diàn)業(yè)務域，參與者(zhě)及(jí)相互(hù)關係(xì)，確(què)定(dìng)了船舶岸(àn)電邊(biān)界和範圍(wéi)，為後續的信(xìn)息交互(hù)架構(gòu)和信(xìn)息模型研(yán)究(jiū)提供(gōng)了基(jī)礎(chǔ)支撐
。下一(yī)步的工作重點是(shì)研發新(xīn)型船岸(àn)連接(jiē)設備(bèi)，構(gòu)建(jiàn)符合 IEC/IEEE/ISO 80005-2 標準的船舶(bó)岸電(diàn)信息(xī)模型(xíng)
。

參(cān)考(kǎo)文獻

[1] 田鑫,楊(yáng)柳,才(cái)誌遠,等.船用岸(àn)電(diàn)技(jì)術(shù)國(guó)內(nèi)外(wài)發(fā)展(zhǎn)綜述[Ｊ] ．智能電網(wǎng), 2014,2(11):9-14.

[2] 張(zhāng)晶,常征(zhēng),亓(qí)學慶(qìng),張海波(bō),李彬(bīn) ,祁(qí)兵 .麵向能(néng)源(yuán)互聯網的(dí)船舶(bó)岸電(diàn)係(xì)統研究綜(zōng)述

[3] 安(ān)科瑞企業微電(diàn)網(wǎng)設計與應(yīng)用手(shǒu)冊(cè).2019.11版