1、案例項(xiàng)目基本情況
某港區(qū)倉庫面積4200平方米，堆場面積3350平方米，年設(shè)計(jì)吞吐量達(dá)20萬噸。配備的主要港機(jī)有：DLQ—16噸臺(tái)式起重機(jī)、DLQ—8噸輪胎起重機(jī)、Q—20型牽引車、6噸/10噸平板車、3噸/5噸叉車、固定式/移動(dòng)旋轉(zhuǎn)式皮帶輸送機(jī)，砂石專用裝船機(jī)等，港區(qū)自備120千瓦發(fā)電機(jī)組，以及消防、供水、供電等配套設(shè)施。目前，該碼頭轄3個(gè)泊位，1#泊位10000噸級(jí)，2#泊位20000噸級(jí)，3#泊位50000噸級(jí)。
2、技術(shù)方案
（1）總體方案
集裝箱碼頭岸電示范工程在該碼頭2#、3#泊位承建岸電電源1套，電源容量1.7MW，進(jìn)線電壓等級(jí)10kV，頻率50Hz，泊位前沿設(shè)置高壓接線箱2臺(tái)。系統(tǒng)由輸配電系統(tǒng)、信息集控系統(tǒng)、功率變換系統(tǒng)、綜合保護(hù)系統(tǒng)、電力連接系統(tǒng)及電力變壓器系統(tǒng)等構(gòu)成，將10kV/50Hz電源轉(zhuǎn)變?yōu)?.6kV/60Hz、440V/60Hz后，輸出至碼頭接線箱，實(shí)現(xiàn)高低壓2種電制輸出。
圖1.1-5 港口船舶岸電系統(tǒng)圖
（2）船舶岸電系統(tǒng)布局
港區(qū)岸電系統(tǒng)10kV電源引自港區(qū)10kV變電所1回10kV饋線回路，變頻電源裝置設(shè)置在碼頭10kV變電所附近，并選擇合理的岸電連接點(diǎn)，使港區(qū)變電站與變頻電源裝置之間的距離最短。優(yōu)化電纜敷設(shè)路徑，減少電纜敷設(shè)長度，有利于減少岸電系統(tǒng)設(shè)備材料的占地面積、節(jié)約投資，增強(qiáng)可操作性。
（3）供電電源與連接方式
本項(xiàng)目通過變頻電源裝置，將我國港口50Hz交流電轉(zhuǎn)換成適合國內(nèi)外船舶使用的50Hz、60Hz兩種頻率的電源，滿足不同船舶對電源的使用要求。
本岸基供電變頻電源是交-直-交電壓源型變頻電源，主電路開關(guān)器件為IGBT，在系統(tǒng)運(yùn)行過程中，IGBT的開斷可產(chǎn)生高次諧波，為保證碼頭船用岸電供電的可靠性和穩(wěn)定性，系統(tǒng)應(yīng)實(shí)時(shí)監(jiān)測負(fù)載情況及周邊用電環(huán)境，通過穩(wěn)頻、穩(wěn)壓和諧波抑制補(bǔ)償技術(shù)，解決船用岸電供電系統(tǒng)對電網(wǎng)的污染問題。
針對岸電、船電切換過程中容易發(fā)生岸電電源和船舶自帶電源短時(shí)間并列運(yùn)行的情況，岸電系統(tǒng)采用岸電、船電快速切換連接技術(shù)，通過船上同期裝置，與岸電電源實(shí)現(xiàn)熱并網(wǎng)，以防止兩種電源不滿足并列運(yùn)行條件合閘造成的事故。
針對到港船舶靠岸時(shí)間短，要求電纜安全、快速連接的問題，采取船電與岸電自動(dòng)切換，實(shí)現(xiàn)快速連接，提高岸電上船，并網(wǎng)接電效率。
（4）智能化監(jiān)控
智能化監(jiān)控不僅僅實(shí)現(xiàn)普通電力監(jiān)控監(jiān)測電壓、電流、功率、頻率等功能，還監(jiān)測電源自身的各種狀態(tài)及控制參數(shù)。監(jiān)控系統(tǒng)開發(fā)的界面具有以下部分：管理平臺(tái)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、安全監(jiān)控系統(tǒng)、各設(shè)備對應(yīng)電表總管理平臺(tái)、設(shè)備運(yùn)行中能耗曲線分析圖、設(shè)備運(yùn)行報(bào)表、設(shè)備運(yùn)行月報(bào)、三遙系統(tǒng)相應(yīng)的界面、供電系統(tǒng)單線圖、電流曲線、電壓棒圖。
智能化監(jiān)控系統(tǒng)具備與控制單元通訊功能，可以對進(jìn)線開關(guān)、變頻電源、計(jì)量裝置、進(jìn)出線變壓器、出線開關(guān)、碼頭接電箱、同步并網(wǎng)裝置、所內(nèi)照明、空調(diào)、通風(fēng)、消防等全部系統(tǒng)設(shè)備及其它附屬控制設(shè)備等進(jìn)行實(shí)時(shí)控制、參數(shù)修改、狀態(tài)監(jiān)測和故障記錄與診斷等功能。變頻電源站的繼電保護(hù)系統(tǒng)還應(yīng)具有遙調(diào)功能，保證不同船型設(shè)備用電的安全性、可靠性。
3、項(xiàng)目系統(tǒng)特點(diǎn)
本方案將在碼頭建設(shè)一套典型的以電代油、智能用電的港口船舶岸電系統(tǒng)，系統(tǒng)以堅(jiān)強(qiáng)電網(wǎng)為基礎(chǔ)，通過先進(jìn)的控制和測量技術(shù)與先進(jìn)的儀器設(shè)備技術(shù)，建設(shè)滿足用戶需要的供電終端，實(shí)現(xiàn)船舶用電的可靠、安全、經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定、安全的總體目標(biāo)。具體特點(diǎn)如下：
（1）大容量供電：采用2MW岸電專用高低壓變頻電源。
（2）電源供電質(zhì)量保障：船舶電網(wǎng)為獨(dú)立系統(tǒng)，各大船級(jí)社對船舶的電源質(zhì)量要求頗高。為保障岸電設(shè)備供電能力滿足船舶相關(guān)檢驗(yàn)規(guī)范要求。本方案涉及到的岸船電源接口設(shè)備、電源質(zhì)量將申請中國或國際船級(jí)社的檢驗(yàn)認(rèn)可證書。
（3）信息端口開放化：岸電電源的外圍接口為開放式系統(tǒng)，提供對外數(shù)據(jù)接口，實(shí)時(shí)將電源的運(yùn)行工況上傳和下傳，可作為船方用戶的遠(yuǎn)程監(jiān)控、報(bào)警及規(guī)范安全操作許可警示之用。
（4）船岸連接便捷化：針對高壓上船，在落實(shí)安全操作許可證手續(xù)的情況下，船岸供電連接僅需兩根3×120m2高壓岸電專用電纜。高壓岸電操作人員只需將船上的高壓插頭接至碼頭高壓接線箱內(nèi)，即可完成船岸供電連接。針對低壓上船，船岸供電連接僅需一根3×240m2低壓岸電專用電纜。低壓岸電操作人員只需將船上的低壓插頭接至碼頭低壓接線箱內(nèi)，即可完成船岸供電連接。
（5）運(yùn)行智能化控制：船岸采用光纖傳輸以太網(wǎng)通訊技術(shù)，實(shí)現(xiàn)船岸同時(shí)監(jiān)測，電量參數(shù)反饋、數(shù)據(jù)互傳共享、報(bào)警信息傳遞等功能；實(shí)現(xiàn)船岸電量參數(shù)電壓、電流、頻率、負(fù)載的閉環(huán)控制和保護(hù)控制，讓船、岸系統(tǒng)更加可靠、穩(wěn)定。
項(xiàng)目效益
（1）經(jīng)濟(jì)效益分析
該碼頭公司年吞吐量約122萬TEU，目前碼頭2#泊位年停靠船舶達(dá)到160艘次，平均?？繒r(shí)間約12小時(shí)。按照集裝箱船在靠港期間的平均用電負(fù)荷1500kW，每年可實(shí)現(xiàn)電能替代273萬度。目前與港口方達(dá)成一致意見，碼頭公司在電價(jià)基礎(chǔ)上收取每度電0.5元服務(wù)費(fèi)，與項(xiàng)目單位分成，則項(xiàng)目單位每售出一度電可獲利0.35元/千瓦時(shí)。該項(xiàng)目總投資共498萬元，理想狀況下，可實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目年收益95.55萬元，項(xiàng)目靜態(tài)投資回收期為6年。
（2）社會(huì)效益分析
在國家相關(guān)政策落實(shí)后，碼頭通過港口岸電設(shè)施對所有船只使用岸電，可實(shí)現(xiàn)年減排二氧化碳0.87萬噸、二氧化硫0.29萬噸、氮氧化物0.24萬噸。
推廣岸電技術(shù)是適應(yīng)港口繁忙的營運(yùn)要求、實(shí)現(xiàn)港口節(jié)能減排的重要技術(shù)，是建設(shè)“綠色港口”和提高碼頭競爭力的重要措施，也是構(gòu)建和諧城區(qū)、改善港區(qū)環(huán)境質(zhì)量，協(xié)調(diào)港口與城市發(fā)展的重要舉措。
國家目前對環(huán)保工作非常重視，推廣綠色港口理念和港口岸電設(shè)備技術(shù)是非常有必要的。
