变频电源在港口岸电中的应用刍议顾民华

变频电源在港口岸电中的应用刍议顾民华

顾民华

（上海振华重工长兴分公司201913）

摘要：随着城市化建设的不断加快，城市污染越来越严重，变频电源系统可以对港口的污染进行防治，是保护环境的重要途径，所以相关部门应该引起重视，采取合理的手段对电源的设计方案进行设计，工作人员要对系统设计的各要素进行详细的分析，以此来提高岸基电源系统的设计质量。本文主要阐述了岸基电源设计的实际应用案例，希望为相关人士提供有价值的参考。

关键词：变频电源；港口岸电；应用刍议

现阶段我国大吨位的船舶通常都会在港口之间进行停靠，相关的工作人员需要使船上的辅助设施运行正常，例如，照明、空调、水泵等设施，并且在设施工作的时间不能停止用电的供应。船舶发电具有自身的独特性，船舶通过自身的燃油发电机就可以及时供应电力，这种设计在一定程度上减少了工作人员的压力，为船舶的供电提供了便利。但是现在仍然有企业的大型船仍然采用传统柴油发电机，这就会使大型船只停靠在港口期间造成大量的污染，破坏生态平衡。

一、变频器电源设计实际大况

在我公司所使用的桥吊是欧洲以及美洲的产品，需要60赫兹的电源对产品进行调试，但是在实际工作中无法直接提供60赫兹的电源，因此需要使用50赫兹的高压，然后通过柴油发电机为产品提供调试用电。但是在最近几年的使用中，由于柴油机使用年限较长，因此故障现象时有发生，使自身的输出功率降低，影响整体工作的稳定性，并且由于柴油费用的提高，会使污染现像也会有所增加，对产品调试进度产生阻碍，使投诉现象不断增加。

以目前情况来看，我公司是对电源的要求较为特殊，具体内容如以下：

①设备功率可以满足是三台产品同时调试。

②码头空间较为较小，因此对电源的体积有着更高的要求，需要其可以灵活使用。

③电源设备需要稳定运行，并且不会对环境产生影响。

为有效解决柴油机使用时间过程带来的问题，我公司的顾民华同志自行设计电电源设备，并且经过不断的讨论以及比较，完善柴油发电机运行不稳定以及噪音等问题，有效解决费用较低的缺点[1]。

二、变频器工作原理

将AC→DC→AC变换的逆变电源称为变频电源，与其他普通交流稳压电源相比，变频电源可以将已有的交流电网转变成所需要的稳定电源，将DSP作为核心，对控制系统进行快速、稳定的控制，并且变频器的其他部件具有较高的可靠性，不会出现污染现象[2]。

三、变频电源设计策略

将变频电源应用于电源设计中，具体的额定电流为760A，与此同时，需要进行多项专向设计对岸电电源，并具有一定的针对性[3]。

（一）系统重复设计

将高-低-高的供电方案应用于系统当中，可以有效的提高系统的抗冲击负荷能力，其原因在于，系统采用的配置方案是n+1，而大量的多电平逆变器是组成岸电电源的基本，具体的而定容量应为750kVA。也就是说，逆变模块需要配置n+1个，前提是为满足负荷容量的要求，需要采用多个模块。另外，为提高系统供电具有一定的可靠性，当其中一组模块不能正常运行时，需要对该组模块进行更替，对于供电的要求，剩下的模块仍旧能够满足[4]。

（二）故障模块热退出技术

为保证供电岸基的供电系统可靠性能够可持续性增长，热退出功能应运而生。通过前面我们对系统方案的描述可以明确，变频电源应用于电源设计中，使用高-低-高供电方式是岸基供电电源的技术路线，也就是高压进线过后，转变为低压然后再以高压的方式疏除。相比较串联方案而言，该方案的采用并联的运行方式逆变系统。因此，当故障出现在一个单元模块中时，可以进行退出操作。从整个系统来看，供电工作仍然可以在配电容量降低之后正常进行，这就需要功率表单元的余量需要在进行方案配置时做出，既可以保证退出部分功率的运行时，系统的供电能力仍然可以得到保证。针对于靠港船舶供电而言，如果一旦出现单元变电器故障，将会自动启动退出系统，而剩下的变电器则可以继续工作，只是将原有退出变电器所负担的电量负荷平均分配。由于重复N+1的形式是岸电电源系统结构的应用形式，满足负荷要求可以通过生育的容量完成，船舶一旦离港，对于完成故障电源整修工作，技术人员可以通过将故障模块更滑的方式迅速完成。以下是热退出功能实现的技术要点：

第一，模块化结构。以模块化结构完成功率单元的组建，能够将主动空模块的计算方式简化，无论是单组还是多组单元进行投入、退出，实现系统的总体控制都可以通过增加、减少技术完成，更利于系统的整体管理。另外，模块化结构有利于故障检修工作快速完成，将现场维修的工期缩短，在维修成本上也可以很大程度的降低。

第二，运行方案并联式。据大量的实验结果显示，想要通过串联（级联）方式完成在不影响系统整体输出的情况下退出故障模块基本是不可能的，因此，需要采用并联运行方案。

第三。实时监测、判别需要快速进行。系统的整体工作特性会因故障功率单元在极端事件扩大系统障碍受到影响。而对各个单元的工作状态进行实时监测，是保证在单元发生障碍时及时进行热退出的基础。对此，需要采用快速检测功能，实现对系统细微变化的判定，及时系统电源的点频率为100Hz,仍然可以快速、准确的判断故障位置。

（三）末端电压校正技术

在岸基系统输出的高压柜里一般都放置着电压的输出的闭环采样，相关工作人员在进行接线箱设计时，要根据实际情况，与其保持一定的安全区里，但是也不能将距离拉的过长，否则就会有电缆压降等现象，为了使接线桩输出稳定的电压，我国可以采用末端电压校正技术，工作人员在采用末端电压校正技术为船上提供稳定的电压时，需要采用合理的方法，首先需要对接线桩的电压进行采样，然后采用光纤通信的方式，对电压的定值的调整，进而保持末端电压的稳定[5]。

四、变频器的使用优势

（一）经济性更强

在原有的柴油发电机组中，每天需要工作10小时，每小时消耗油17.4升，每年会使用300天，每年所使用的费用为31万，而变频器每天工作所消耗的电位58度，开机10小时，同时时间与才有发电机相同，每年所消耗的费用为13万元，与柴油发电机相比，具有更好的经济性，约18万元。

（二）环保效果较好

目前，我公司所使用的变频电源已经超过12台，每年与柴油发电机相比，节约216万元，并且在节能减排工作中，取得非常重要的成绩，为节能减排工作作出贡献[6]。

结束语

基于此，为了减少港口污染，保护生态平衡，相关部门应该设置岸基供电系统，向停靠在港口的船舶供应电力，进而实现绿色港口的设计。我国是拥有涉外港口众多的城市之一，现在一般外籍船只采用的是60HZ的供电制式，与我国的供电制式差异较大，我国现在普遍采用的是50HZ的供电制式，两者不能进行匹配，所以我国需要安装相应的变频电源，将外籍船只的供电制式进行调整，变频电源是实现岸基供电系统的主要途径。

参考文献

[1]郑晓鸣,吴天裕.港口岸电供电技术研究[J].上海船舶运输科学研究所学报,2017,40(1):60-65,81.

[2]袁庆林,黄细霞,张海龙等.港口船舶岸电供电技术的研究与应用[J].上海造船,2010(2):35-37,48.

[3]刘强,卜佩征,李磊等.宁波港远东码头高压岸电技术与应用[J].电力需求侧管理,2016,18(3):34-37.

[4]梁光耀.变频电源在港口岸电中的应用[J].上海节能,2017(7):431-436.

[5]盛晓东,王宇,刘洪德等.岸电变频电源在非对称负荷下的控制策略[J].港口科技,2017(8):20-24,29.

[6]欧林森.漳湾作业区船舶岸电系统的设计[J].港口装卸,2017(4):56-58.