水路运输比陆路运输模式有着明显的成本优势，是世界大宗货物首选的运输方式。然而随着运输量的增大、靠港船舶的增多，船舶在港期间造成的大气污染变得越来越不能忽视。随着船舶污染物排放控制标准日趋严格，船舶靠港使用岸电已成为控制港口船舶污染物排放的重要措施之一。岸电系统需要为到港船舶提供其内部设施运转所需的全部电力需求，如船舶生产设施、生活设备以及各类安全保障辅助设备等。
1船舶岸电系统
船舶接用岸电技术，是指船舶靠港期间，停止使用船舶上的发电机，而改用陆地电源供电。整个港口船舶岸电系统分为三个部分：岸基供电系统、船舶受电系统（船舶岸电系统船载装置）和船岸连接系统。基供电系统：由岸边向船舶供电的电源系统，简称岸基供电系统。岸基供电系统通过变压变频电源，将高压变电站输入的高压电源变换到与船舶受电系统电制、接口一致的电源，并输送到码头船舶的接入点。主要设备包括电缆、进线智能开关柜、岸电电源、出线智能开关柜、计费系统等；船舶受电系统：船舶采用岸电电源供电时所需要具备的接受设备和控制系统，简称船舶受电系统，主要设备包括：岸电连接配电柜、船载变压器、岸电接入控制屏等；船岸连接设备：连接岸上供电电源和船舶受电设备之间的电缆和设备，满足船舶配电的要求。主要设备包括岸电接电箱、电缆管理系统、电缆提升装置等。
2港口船舶岸电系统的标准化建设
2.1船舶岸电系统供电并网切换处理
岸电系统实施环节，系统自身应保证与船舶辅机并网，实现电力能源的无缝切换，确保船舶内部各类设施不会中断其运转。并网切换环节需使用到变频电源，而变频电源通常可分为主动并网切换与被动并网切换。
（1）主动并网切换
变频电源是实现船舶岸电系统与船舶自身供电系统相互切换的基础，是作用于整个电网层面，针对整个电网切换过程中的主体变频。供电切换环节，系统内部需对船舶上主机电源信息进行主动采集，如电压与电流，而这些信号在被变频电源获取后，电压信号将作为变频输出电压标准。主动并网切换体系实现环节，变频电源获取到的船舶电源电流信息将会作用在变频控制器上，根据船舶电力系统发动机输出功率，同步调节岸电系统的输出功率，切换过程并不是瞬间完成，而是逐步调节，直到船舶发电机上的负载完全转移到变频电源负载，船舶自带电力系统将不再供电，而是完全交由岸电系统进行。主动并网切换技术模式较为先进，技术体系依旧处于完善与发展阶段，实际应用相对较少。但是，主动并网切换的优势极为明显，其实现切换过程的智能化，可将船舶电气设备供电环节从船舶电动机平稳转移至岸电系统，而这对于岸电系统自身的负载调节以及船舶电气设备使用而言极为有利。此外，主动并网切换采取船舶电源信息主动获取的方式，信息数据在岸电系统之中自动完成应用，从而实现电力供应的一键切换，切换的中间过程自动化。但是，主动并网切换处理技术应用对船舶电力系统要求较高，港口在实施岸电系统工程建设环节，船舶自身的电力供应体系也要进行相应地改造，否则变频电源将难以获取到船舶发电机的各项数据，技术实现受临船舶产业自身的限制，缺少通用性。
（2）被动并网切换
变频电源为相对稳定电源，这一系统可根据具体需求调节输出电压、负载与频率，借助船舶配备的同期柜，变频电源可实现能源在电网与船舶之间的转移，而这种被动式并网切换的具体实现方式如下：变频电源首先需要获取到输出电压与频率，因此，岸电系统被动式并网切换需辅以输出滤波、隔离变、接口箱、船上进线柜等装置，在这些电气设备的辅助下，电力能源可从电网系统直接传送到船载变频电源并网柜。船载变频电源并网柜需要对采集的电源信息进行显示，如电源的相续、频率、幅值与相位等，这些信息显示在并网柜终端，系统需自动完成并网条件判断。此外，船载变频电源并网柜可完成对发电机发电信息的调整，当确定发电机各项输出数据符合并网条件后，将变频电源接入到船舶供电系统。此时，岸电系统将逐步接替船舶发电机完成供电，工作人员在确定并网操作完成后，可逐步减小船载发电机的输出功率，提高岸电系统的电力供应占比，船舶电力需求负载逐步向岸电系统岸用电源供电方向转移，当岸电系统供应负载完全满足船舶各类系统运行标准后，船载发电机将停止工作。与主动并网切换相比，被动并网切换不需要船舶对发电机进行改造，系统实用性较高，发展前景良好，可广泛适用于各类大中型港口岸电系统建设工程。
2.2逆功率处理
岸电系统经常存在逆功率现象，为避免逆功率对岸电系统使用的影响，变频电源应主动完成频率与相位的调节，并依照系统内部设置的算法，主动生成逆功率，在四象变频器的辅助下，可实时完成对逆功率的对冲。逆功率处理通常在并网的瞬间完成，其过程可能会消耗几秒钟，因此，控制策略的不同也会直接影响到逆功率的处理效果。若采取四象变频器，四象限方案，逆功率处理的可靠性处于正常水平，而整流环节则需要借助IGBT，而IGBR整流故障率要比整流桥高出很多，此外，控制逻辑的稳定性处于正常等级，但是AFE整流控制相对复杂，技术应用难度相对较大，因此，处理环节的硬件成本投入较大。若采用电阻吸收的处理方式，系统可靠性相对较低，处理过程对控制逻辑的依赖性较高，而逻辑实现又很复杂，控制效果不够理想，但是，系统整体的硬件成本投入相对较低。若采用变频调节方案，整流环节使用二极管，可靠性较高，硬件成本增幅不大，控制逻辑实现难度可控，且逆功率的控制效率较为良好。
2.3三相输出电压平衡控制技术
根据港口船舶岸电系统建设经验，变频电源的负载与变频器电机类负载存在很大差异，如果技术人员只是对船舶电力系统某项单项负载进行控制，很可能导致三相间负载分配无法实现平衡状态，而这种现象也会直接影响到不同相之间压将控制工作，这对于船舶靠岸后的电力负载转移工作的顺利实施极为不利。针对这一问题，工程技术人员可借助三相电压平衡控制技术，重点落实三相输出电压闭环控制，从而保证船舶内部各类电气设备的供电电压处于稳定状态。
结束语
船舶岸电系统作为国家绿色港口的重点建设规划,具有广阔的应用前景。前，采用岸电技术的船舶受电装备的规格并不一致，这也是导致岸电技术利用率不高的主要原因之一，因此，船基系统受电装置的相关标准会是未来一段时间内的主要发展方向，最终实现我国港口发展与建设的低碳环保。
参考文献
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