一種船舶碼頭岸供電系統及系統組的製作方法

2023-05-29 15:09:16

本實用新型涉及一種船舶碼頭岸供電系統及系統組。

背景技術：

為了進一步節能減排，強化低碳綠色，建設環保綠色節能型港口，通過對市電經特殊控制系統的轉換，為靠岸船舶提供電能供應。在船舶靠港操作期間關掉主機，極大的減少了汙染物的排放。

目前，船舶停靠碼頭後，需要碼頭為船舶提供電力，因此，在碼頭上將設置變電站，在船舶泊位設置固定廂式配電站，在變電站將岸電進行變頻變壓，使岸電適合於船舶上使用，如目前中國大陸上使用的岸電是動力用電採用的是380V50HZ的交流電，而市電則是220V50HZ的交流電，而船舶上用電均會是60HZ的交流電，因此，需要進行變頻，岸電為船舶供電時，需要經過整流變壓室進行整流和變壓，然後在變頻電源室進行變頻使其與船舶上所需要的交流電頻率一致，最後利用輸出隔離變壓室輸出，船舶上的電源輸入接口通過固定式配電站獲得電力。

這樣的船舶碼頭岸供電系統具有如下不足：

首先，每個泊位上的廂式配電站都採用一套變電站、特定功率的變頻變壓站，由於變頻變壓站本身成本很高，因此，使船舶碼頭岸供電系統造價非常高。

其次，由於每一個泊位上的廂式配電站對應一套變頻變壓站，這樣，使該泊位上的廂式配電站提供負載能力一定，因此，船舶泊位上需要有針對性地停泊船舶，即泊位上停泊的船舶需要與廂式配電站的負載能力相適配，這樣給船舶停泊造成不方便。

技術實現要素：

本實用新型要解決的是現有船舶岸電系統的上述不足，提供一種可共用變頻變壓站的船舶碼頭岸供電系統及系統組。

本實用新型為實現其技術目的所採用的技術方案是：一種船舶碼頭岸供電系統，包括岸電變電站和設置在船舶碼頭泊位上的廂式配電站，以及將變電站的電源進行變頻變壓使其與船舶所需要電壓頻率一致的變頻電源站；所述的變頻電源站設置在可移動車架上，具有分別與所述的變壓站與廂式配電站適配的活動接口。

本實用新型中，由於變頻電源站設置在可移動車架上，可以在需要時將其移動到任一廂式配電站與岸電變電站之間，實現對變頻電源站的時分復用。可以減少變頻電源站的數量，節省資金。

進一步的，上述的船舶碼頭岸供電系統中：所述變頻電源站包括設置在一個非標貨櫃內依次連接的整流變壓器室、變頻電源室和輸出隔離變壓器室，所述的非標貨櫃設置在一臺平板車上。

進一步的，上述的船舶碼頭岸供電系統中：所述的變電站輸出的電源為10KV、50HZ電源，變頻電源站輸出電源為6.6KV、60HZ電源。

本實用新型還提供一種船舶碼頭岸供電系統組，包括設置在各船舶泊位處的廂式配電站和安裝在碼頭上與輸電線相接的岸電變電站，還包括一組設置在可移動車架上的變頻電源站，所述的變頻電源站可組合地並聯在岸電變電站與任一廂式配電站之間，將岸電變電站的岸電變頻變壓成適合船舶輸入的交流電。

通過不同容量的變頻電源站可組合地並聯實現對船舶負載的適應。

進一步的，上述的船舶碼頭岸供電系統組中：所述變頻電源站包括設置在一個非標貨櫃內依次連接的整流變壓器室、變頻電源室和輸出隔離變壓器室，所述的非標貨櫃設置在一臺平板車上。

進一步的，上述的船舶碼頭岸供電系統組中：任一所述的變頻電源站的容量是4MVA。

以下將結合附圖和實施例，對本實用新型進行較為詳細的說明。

附圖說明

圖1本實用新型實施例原理框圖。

具體實施方式

實施例1如圖1所示，本實施例提供一種船舶碼頭岸供電系統，是在船舶碼頭為船舶提供電力的系統，以保證船舶靠岸後關閉動力，以確保碼頭環保。本實施例中，船舶碼頭岸供電系統中的供電裝置包括岸電變電站，變頻電源站、廂式配電站，其中，岸電變電站固定建設在碼頭上，與輸電系統相連，在各船舶泊位上固定設置廂式配電站，廂式配電站是與船舶上的電源接口適配的，變頻電源站設置在可移動的車架上，一臺變頻電源站可以對應多個廂式配電站，在不同的時間移動到不同的廂式配電站處，為停泊在該處的船舶提供電力。本實施例中，岸電變電站輸出10KV、3AC、50HZ的電源，經過可移動車架上的變頻電源站輸出為6.6KV、3AC、60HZ的電源接到廂式配電站，船舶上的電源線路接插直接接到廂式配電箱(櫃)上，為船舶提供船舶所需要的符合國際通用的船舶用電6.6KV、3AC、60HZ的電源。

由於大型船舶需要更加大功率的電源，因此，需要同時由多套上面的船舶碼頭岸供電系統為萬噸或者十萬噸船舶供電，多套這樣的船舶碼頭岸供電系統組成系統組。

系統組具備了「高壓上船、船港分離、不間斷供電、多泊位覆蓋」的功能特徵，船舶電源轉換實現無縫對接。通過採用岸電電源總容量為8000KV變壓變頻電源基站安裝在可移動的車架上，在一個非標準貨櫃內，依次連接的整流變壓器室、變頻電源室和輸出隔離變壓器室形成一個可移動的變頻電源基站，每個變頻電源的容量為4000KVA，這樣，既可單獨4000KVA供電，又可兩套並聯8000KVA的岸電電源供電；實現覆蓋5個15萬噸至20萬噸級超大型船舶位的船舶岸基供電。

本實施例中，船舶岸電電源總容量為8MVA，變頻電源站採用分體移動 方式,共二套,每套4MVA,分別安裝在兩個箱體內,箱體將安放在可移動車架上。既可以作為獨立的二套分別是4MVA的岸電電源,又可以並聯成一套8MVA的岸電電源使用。

各期工程的變頻電源設備可以通過變頻電源系統主從站配置的設置、功率單元的並列，實現單機獨立供電或多機組合供電並具備完全互換性。

組合併列供電時實時監測運行數據、實時各功率單元自動平衡控制，自動電壓跟蹤、自動調整、自動穩壓等功能。

變頻電源的總體輸出電壓以變壓器的二次輸出電壓為基準，在濾波器到變頻電源之間進行實時閉環控制。

變頻電源可以靈活與其它電源、發電機或多個變頻器單元並聯運行；不同功率等級的變頻器可以並聯運行，可以按照自身額定功率佔負荷的百分比設定其所承擔的負荷。

另外，船舶岸電總容量為8MVA，採用全數字交流變頻電源作為主要設備，具備先進的功率單元串聯載波移相技術，採用正弦波PWM調製方法。

變頻電源設備具有降容容錯使用功能，當某個單元故障時，自動切除故障單元，不會造成整體斷電而且變頻器的最大輸出能力不能少於額定能力的95％，也可以採用備用冗餘單元，故障時投入運行。功率單元模塊化結構，可以互換。

本實施例的船舶岸電大容量，能夠充分滿足目前全球各類電纜插頭接口符合IEC80005－1要求的超大型貨櫃船的用電需求。運行中可抗部分負荷意外事故啟動時的衝擊，且可多船同時供電。

本實施例的船舶岸電系統採用船電往岸側併網的方式，即岸側準備好電源輸出至船側配電櫃，由船側進行同期操作。船側接到岸電併網指令後，可以自動進行相序檢測和跟蹤，在較短的時間內完成併網並實現自動無縫負載轉移。確保船舶不斷電、供電系統無衝擊，併網和負荷轉移都在船上操作。

本實施例的船舶電力系統和電網的並車可分成兩個部分：當船舶靠港連接岸電後，調節船舶輔機發電系統所產生電力的頻率、電壓和相位，使其與岸電系統保持一致，兩個系統併網運行後停止船用輔機；當船舶離港時，開啟船用輔機，當船上發電系統與岸電的電壓、頻率和相位一致時，使其與岸電電源併網，然後自動斷開船舶輔機發電電源。岸電電源在電壓和頻率上都是按照船舶電力系統的電壓等級(6.6KV 60Hz)設置的，在並車的過程中主要是調節相位和頻率，使雙方滿足並車的條件。

本實施例的船舶岸電系統每套4MVA電源之間可實現自動同期並列。該功能是基於岸電變頻電源產品內置的自動併網功能，通過變頻電源母聯開關提前合閘，變頻電源各功率單元自動進行相序檢測和電壓、頻率比較，並進行自動跟蹤調整，由各功率單元之間的聯絡開關進行並聯同期操作。

本實施例的船舶岸電技術實現了岸船之間、變頻電源之間不停電無縫切換，對操作沒有任何影響，可實現一邊操作一邊切換供電。

本實施例的船舶岸電將10000V/50HZ的市電轉變為6600V/60HZ的國際航線船舶標準用電電源並輸送至碼頭前沿高壓井的插接線箱與船舶受電高壓電纜對接。

船舶碼頭岸供電系統，包括岸電電源總容量為8MW，採用分體移動方式，共兩套，每套4MW，分別安裝在2個可移動式變頻箱內，規模為2×4000KVA變壓器組成2套，每套系統含一個固定廂式配電站及1個移動車架式變壓變頻電源站，其中固定廂式變電站包含6.6KV進線2條，饋出線3條，6.6KV戶內中置櫃6個。