关键词：内河；船舶岸电技术；具体应用
前言：最近几年，我国经济的发展速度非常快，内河港口建设步伐也在不断加快，码头停靠船舶的数量也逐年递增。船舶靠港过程中，通过船舶燃油辅机发电满足船舶各种用电需求，如船舶机动用电需求等，但会产生各种废气，如排放大量SO2、SO3且较高能耗的废气等，进而严重污染着内河港口周边环境。假设在船舶靠港过程中，船上的燃油发电机由码头提供的岸电系统来替代，可对上述污染问题进行有效解决，岸电技术是顺应内河港口繁忙营运、提升码头竞争力以及创建绿色内河港口的关键举措，其社会及环境效益巨大。
1内河港口船舶岸电技术概述
船舶靠港过程中，由内河港区码头上的岸电通过电缆对船舶上设备的供电，来替代停止使用船舶上的发电机电源供电，即船舶岸电技术。船舶岸电系统主要涵盖以下三个部分：
1.1岸上供电系统
电源由国境港区变电所供电，输入电源经变压器和变频转换为满足船舶要求的电源，并向靠近船舶的连接点供电。
1.2船岸连接设备
连接船上受电装置及岸上连接点间的设备与电缆。电缆连接设备须符合快速存储及连接的要求，不用时需存放在船上、驳船上或岸上。
1.3船舶受电系统
将受电系统固定安装在船上，可能涵盖电缆绞车、船上变压器以及相关电气管理系统。
2内河港口船舶岸电技术的应用目的阐述
进入内河港区的船舶在靠港过程中须保持发动机运行，以满足各种设施用电需求，如集装箱装卸作业用电需求、通信用电需求及照明用电需求等。在此过程中，船用燃油燃烧排放的各种废气会严重影响到内河港口所在地的空气质量。假设采用岸电，可遏制废气的排放，进而有效避免污染内河港口所在地空气的现象。
例如，某内河港口完成的船舶岸电技术改造的两个集装箱，依据靠泊量150艘/年、靠泊发电耗油3.6t/艘来计算，船舶辅机发电由岸电来代替，可大概减排1100t/年的CO2，31t/年的氮氧化物以及35t/年的SO2。如果能在全国内河港口推广及应用船舶岸电技术，可减排12.6万t/年的SO2和19.5万t/年的氮氧化物，具有非常显著的节能减排效果。
此外，我国交通运输部于2017年印发《港口岸电布局方案》，一定程度上有利于促进我国水运供给侧结构性改革，同时有益于推动我国内河港口岸电设施有序建设，最重要的是标志着我国针对内河港口岸电设施建设的顶层设计文件问世。紧接着，《天津市船舶排放控制区实施方案》出台，并提出船舶在靠港过程中优先使用岸电，要求港口新建码头同时配备岸电设施，建成后的码头制定港口电力设施建设方案，船舶岸电设施按要求补充建设，上述文件的实施，将为港口船舶岸电技术的应用和发展创造良好的政策环境。
3内河港口船舶岸电技术具体应用分析
3.1科学地选取岸电模式
3.1.1由6.6kV/（6）kV、60Hz/50Hz高压电源替代码头电网10kV、50Hz高压变频、变压，经替代后接入船上配备的船上变电设备变压后，供船上受电设备使用，即高压岸电模式的供电方式。
3.1.2由450V/（400）V、60Hz/50Hz低压电源替代码头电网10kV、50Hz高压变频、变压，经替代后与船上供受电设备直接接入并使用，即低压岸电模式的供电方式。
3.1.3码头配电变压器的380V三相低压电源经低压岸电综合桩输出380V或220V电源，接入船舶供受电设备使用，即低压小容量岸电模式的供电方式。
依据《码头船舶岸电设施施工技术规范》，码头前沿变电所设置一套岸电系统，1#总泊位设置一套高压岸电接线盒，2#总泊位设置一套高压和一套低压接线盒，800KW为单机容量，6.6kv/450v，60/50Hz为供电电压等级。
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3.2详解岸电主回路设计
3.2.1输入限流柜
考量到岸电系统只在船舶接近港口时工作，船舶离开港口时，岸电系统停止运行，所以，岸电系统通常执行停电和送电工作，在输电过程中，由于岸电的变频电源是电压源设备，同时又有一个移相变压器设置在变频器前端，所以，在输电过程中冲击电流会出现。输入限流柜能对输电过程中出现的励磁电流以及瞬时冲击电流进行有效控制。对设备使用寿命具有延长作用，降低对电网的影响程度。岸电变频电源实现了由50Hz交流电向60Hz交流电的转化。
3.2.2输出并网电抗器
在并网期间会出现冲击电流，输出并网电抗器能对其进行有效减少，具有缓冲的作用。
3.2.3输出隔离变压器
隔离岸上电源系统与船上电源系统是由输出隔离变压器实现的。
3.3全面控制岸船
此岸电系统的控制方式有两种,一种为船侧操作，另一种为岸侧操作。船舶上开关柜的分合控制、岸电电源的启动控制、岸电电源的停止控制以及岸侧开关柜的分合控制为控制对象。
4内河港口船舶岸电技术应用发展建议
4.1对地方政府财政支持、国家及行业津贴补助进行积极争取
在对交通运输部岸电专项补助进行争取的前提下，向相关市人民政府报告利用岸电的减排效果，同时汇报利用船舶岸电对该市“港、城、海”和“旅游富城”战略发展的促进作用，以对财政补贴进行积极争取。在此方面，该市可对其他港市的经验进行借鉴，例如连云港市，它为新上岸电力项目提供高于总投资15%的资金。
4.2对岸电使用成本分摊制度进行研究
岸电技术的应用可以使多方受益，所以，内河港可以与当地政府、环保部门、航运企业、电力公司等积极联系，并依据自身盈利情况，参与实施岸电使用成本分担机制，达到降低各方成本的目的，提高岸电利用率。比如，连云港市，它于2015年正式出台了第一个全国性的岸电服务价格政策，该政策以较低的大型工业电价来作为船岸供电设施电价。对此，内河港应对船舶岸基电服务价格进行明确，并规定相关岸基供电设施运营企业可向使用者收取服务费，以对船舶岸基供电设施运营成本进行弥补：0.40元/（kW·h）为港口标准服务费，20%为可上下浮动频率；0.50元/（kW·h）内河口岸的标准服务费，20%为可上浮频率，不限制下浮频率。这些政策为航运企业以及港口企业就岸电价格达成共识提供了有利的指导，促进了岸电的普及、应用和发展。
4.3将岸电建设重点明确为主要码头泊位
将岸电技术优先应用在船舶航线挂靠频次高以及固定的码头泊位上，主要是因为这些码头泊位具有使用率较高的岸电设施，较低的分摊运营成本，比较容易推广及应用岸电技术。除此之外，在建设岸电设施期间，应符合国际标准，同时对技术标准进行统一，进而为后续可兼容持续发展提供坚实的基础。
结束语：
总之，内河港口船舶辅机发电由岸电来代替，实现了船舶靠港的零排放，具有显著的节能减排效果，对内河港口建设水平起到了一定的提升作用，带来了多方面的效益，如社会效益、环境效益及经济效益，为绿色内河港口建设增添色彩，促进了水运工程供给侧结构性改革，更促进了我国绿色交通的发展。
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论文作者:刘炜
论文发表刊物:《工程管理前沿》2019年第23期
论文发表时间:2020/1/9
标签：船舶论文; 港口论文; 内河论文; 码头论文; 船上论文; 技术论文; 电源论文; 《工程管理前沿》2019年第23期论文;