（浙江浙电电网工程技术有限公司 浙江杭州 310008）
摘要：船舶在港口停泊时，港口供电系统提供足够的电能供给码头机械设备装卸船作业，而船舶本身仍然是燃油驱动，所以，对港口船舶岸电供电技术以及国内外各种船舶对我国港口岸电供电技术要求进行研究，分析、探讨靠岸船舶在供电时对港口岸电供电网络的环境污染等问题具有重要意义。
关键词：港口；船舶岸电；供电技术
一、港口船舶岸电供电技术
一是岸上输配电系统。我国港口使用的岸电是380V/50Hz，而深水航行的大型船舶使用的电力为440V/60Hz，该系统主要功能是将国内电网50Hz电源转换成船用60Hz电源。目前，岸电变频电源有2种结构方式。
第一种：变频电源→正弦波滤波器→电力变压器。三相电输入经变频电源整流逆变输出60Hz的SPWM波，而后经正弦波再经电力变压器调整到需要的电压。由于正弦波滤波器的电感量很高，因此要求系统中配置的电感器尺寸也很大，从而影响了系统整体效率，而目前业内厂家实测的电子静止式岸电变频电源，整体效率仅有85%左右。
第二种：变频电源→波形预处理电感器→逆变输出变压器与输出滤波器。三相电输入经变频电源整流逆变输出60Hz的SPWM波，而后经电感器对波形进行预处理并校正，滤波逆变器所产生的高次谐波分量。再输入到逆变输出变压器预输出滤波器对波形进行二次处理并进行调压，达到输出正弦波和需要的电压。由于对波形进行二次处理，第一次波形预处理不需要很高的电感量，仅需要较小尺寸的电感量就能达到目的。第二次波形处理在逆变变压器预输出滤波器中进行，逆变变压器是专门为逆变技术而设计匹配的，具有变压和电感双重功能的一种新技术变压器，加上交流滤波电容器，构成一种高频陷波器，所以具有很高的效率，经生产厂家整体效率实测高达93%～5%。目前，国内船用变频电源大多采用该方式。
二是船舶岸电转换系统
船舶岸电转换系统由一套高压电力转换设备组成，主要包括插座盘、岸电与船电并电的转换开关及相应的保护装置等。由船东负责规划，并安装于船上供连接岸电用。当船舶停靠港口时，由该系统连接岸上供电系统，停止船上发电机群运转，以岸电提供停泊期间所需的电力。
二、港口船舶岸电供电技术应用的现状
港口船舶岸电供电技术指的是当船舶在港口靠岸停泊期间，关闭船舶上的发电设施和设备停止发电，而是由港口的岸电供电系统通过输电线路对船舶上的各种设施和设备进行供电的技术。所以说，研究和分析港口船舶岸电供电技术对节约电能、降低污染以及创建环保型港口有相当重要的作用和意义；在某种程度上可以很好的处理港口靠岸船舶因为发电带来的污染问题。当前全世界范围内港口船舶岸电供电的交流电的频率一般有50HZ、60HZ两种，船舶停靠港口时，港口供电系统直接对50HZ以及60HZ船舶供电，这个过程中没有用到相关的变频技术。在我国，港口电网应用的电压为380V，港口电网的频率为50HZ；但是，绝大多数船舶应用的电压为440V以及频率为60HZ，在这种情况下，一旦将频率为50HZ的电源接入到船舶的设施和设备上就会极大的降低船舶设备设施的使用效率。所以说，目前我国港口船舶岸电供电系统多采用的是60HZ的供电电源。
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三、港口船舶岸电供电系统中对变频电源技术的研究
一是港口船舶岸电供电系统中对变频电源技术原理
港口船舶岸电供电系统中运用的变频电源核心组件是变频器，经过编程变频电源的变频器，使变频器发挥它的变频功能；与此同时，变频电源在使用过程中应该配备相应地输出变压器以便将港口船舶岸电供电的电流频率由50HZ转换成60HZ、电压由380V转换成440V，进而对港口船舶进行供电。值得注意的是，在港口船舶岸电供电中对变频电源的运用中，一般较为完整的变频电源的变频器由变频器柜、输入进线开关柜、输出隔离变压器柜以及输出开关柜等部分构成；变频器不包括在内，剩余的部件运用的是无源器件，在一定程度上更加稳定、可靠。目前，我国有两种岸电技术，低压变频岸电技术和高压变频岸电技术。我港采用的是高压变频岸电技术，在全国取得了技术领先的地位，为我港建立低碳环保型港口奠定了基础。
二是港口船舶岸电供电系统中变频电源的关键技术
港口船舶岸电供电系统中采用变频电源，而变频电源的核心组件是变频器，变频器在工作时会产生一定的谐波；变频电源在港口船舶岸电供电系统中当作标准电源，但是产生的谐波会严重的影响电源的电能效率，从而对船舶设备的使用寿命以及能否安全、稳定的使用有负面的影响。所以，港口船舶岸电供电过程中运用变频电源首先要做的就是消除或者是尽可能的减少谐波的影响，可以运用以下的方法：在输入开关柜的一侧接滤波器，使得变频电源的变频器能够保障输入电能的质量，并且能够最大限度的把变频电源的功率输送到船舶设备设施上。与此同时，接入的变频电源的滤波器能够避免船舶上设备设施自身产生的电磁信号影响港口船舶岸电供电系统。 在输入开关柜的一侧还应该连接交流限流电抗器，它能有效的改变变频电源中变频器输入电流的波形，并且在一定范围内极大的阻止变频电源内部对输出电源的扰动，基于交流限流电抗器的这种优点，使得港口船舶岸电供给技术更加成熟。港口船舶岸电供电系统中变频电源输出的一侧应该运用无源正弦滤波器，目的是变频电源在电源输出时转换变频器的输出波形，使更加接近于正弦波的形状。船舶岸电技术，在电源切换前要对靠泊的船型进行数据采集，确保供电功率、电压等级，频率、相位等的匹配，控制器分析计算后控制和调整输出，满足船舶的用电需求。
四、结束语
近年来，节能减排的目标一直以来是全面加快建设节约型社会的基础，港口船舶岸电供电过程中更应该注重资源节约型以及环境友好型；船舶进入港口停泊时，关闭主发动机的同时更要关闭副发动机，港口岸电供电系统会全面的为船舶提供电能。面对港口船舶岸电供电的技术问题，在岸电供电系统中运用变频电源，使得供电系统将交流电的频率由50HZ转换成60HZ，更加适合港口船舶岸电供电；并在船舶岸电供电过程中处理了谐波的问题以及改进港口船舶停靠时岸电供电技术，同时探讨了港口船舶岸电供电过程中的经济效益、环境效益，对进一步加强港口船舶岸电供电系统的推广应用有重要的意义。由于我国当前的船型未采用岸电技术，需要进行投资改造，新船型尚未投入使用，船舶和码头的投资利用率很低，因此在目前的推广阶段，港口和船舶公司投资积极性还不高，大量的推广应用尚需时日。
参考文献
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论文作者:沈海天
论文发表刊物:《电力设备》2016年第8期
论文发表时间:2016/7/20
标签：船舶论文; 港口论文; 电源论文; 供电系统论文; 技术论文; 变频器论文; 波形论文; 《电力设备》2016年第8期论文;