（2016-2017工業(yè)自動(dòng)化及智能化年度評(píng)選-智造示范獎(jiǎng)）
項(xiàng)目簡(jiǎn)介：本文主要介紹了森蘭VFPS系列岸電電源在廈門遠(yuǎn)海集裝箱碼頭的應(yīng)用，并從系統(tǒng)原理、性能、特點(diǎn)等方面做了總結(jié)。希望森蘭VFPS系列岸電電源在產(chǎn)品性能、設(shè)計(jì)理念等方面均處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。為今后港口實(shí)現(xiàn)常態(tài)化聯(lián)船提供了有力的支持。
關(guān)鍵詞:船舶岸電、變頻電源、清潔能源、高效可靠
一、船舶岸電介紹
船舶靠港期間一般依靠船用燃油發(fā)電機(jī)發(fā)電，以滿足船用電氣設(shè)備用電需求。因其燃油消耗量大且油品質(zhì)量較低（船用重油含硫率為國(guó)Ⅳ柴油的700倍以上）已成為港區(qū)內(nèi)廢氣排放的主要來源。船舶岸電是指船舶在靠泊期間停止使用船上燃油發(fā)電機(jī)，改用碼頭提供的供電系統(tǒng)為其供電。船舶岸電具有控制排放、減小噪音、提高能效等優(yōu)點(diǎn)，是實(shí)現(xiàn)港口節(jié)能減排的重要技術(shù)。是建設(shè)“綠色港口”和提高碼頭競(jìng)爭(zhēng)力的有效措施。
圖一 廈門遠(yuǎn)海集裝箱碼頭
根據(jù)不同港口的類型特點(diǎn)和靠泊船只的用電需求，船舶岸電主要分為高壓、低壓兩種供電類型，容量等級(jí)跨度也很大。
港口停靠船只使用岸電電源供電，具有三大優(yōu)點(diǎn)：
1、電屬清潔能源，減少對(duì)大氣的污染；
2、供電網(wǎng)絡(luò)更加穩(wěn)定，提高供電質(zhì)量；
3、用電與燃油相比，更加經(jīng)濟(jì)合理。
二、希望森蘭科技股份有限公司簡(jiǎn)介
圖二 希望森蘭科技股份有限公司
希望森蘭科技股份有限公司于1995年開始從事變頻器及相關(guān)電力電子產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售及應(yīng)用，為大陸希望集團(tuán)的全資子公司。公司從成立伊始就堅(jiān)持“科技立業(yè)”的理念，全面實(shí)行ERP信息化管理，擁有數(shù)十項(xiàng)專利、專有技術(shù)構(gòu)成的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)體系。
在結(jié)合岸電電源使用特點(diǎn)，全新開發(fā)的VFPS系列岸電電源系統(tǒng)采用多種控制技術(shù)，革新生產(chǎn)制造工藝，并嚴(yán)格把控出廠測(cè)試環(huán)節(jié)。確保岸電電源系統(tǒng)可靠性。
交通運(yùn)輸部2015年發(fā)布的《船舶與港口污染防治專項(xiàng)行動(dòng)實(shí)施方案（2015-2020）》要求到2020年，主要港口90%的港作船舶、公務(wù)船舶靠泊使用岸電，50%的集裝箱、客滾和郵輪專業(yè)化碼頭具備向船舶供應(yīng)岸電的能力。
圖三 希望森蘭VFPS系列岸電電源 采用集裝箱式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
希望森蘭科技股份有限公司生產(chǎn)的首套高壓岸電電源產(chǎn)品就應(yīng)用于中國(guó)（福建）自由貿(mào)易試驗(yàn)區(qū)廈門遠(yuǎn)海集裝箱碼頭，這也是福建省首套高壓船舶岸電。項(xiàng)目一開始便受到了福建省各級(jí)相關(guān)單位領(lǐng)導(dǎo)的高度重視。
圖四 中國(guó)（福建）自由貿(mào)易試驗(yàn)區(qū)地理位置
廈門遠(yuǎn)海集裝箱碼頭是福建地區(qū)規(guī)模最大、設(shè)備最精良、政策開放度最高的集裝箱及散貨碼頭作業(yè)區(qū)。其中，14#泊位經(jīng)過改造已成為全球第一個(gè)第四代全自動(dòng)化集裝箱碼頭。使用了全電力裝卸系統(tǒng)、全自動(dòng)接箱平臺(tái)、全鋰電池驅(qū)動(dòng)自動(dòng)導(dǎo)航小車AGV等最新技術(shù)，加上高壓船舶岸電的投運(yùn)，遠(yuǎn)海碼頭將成為國(guó)內(nèi)第一個(gè)真正意義上的全電動(dòng)、零排放、全自動(dòng)碼頭，不僅徹底解決了噪音大、污染重的頑疾，而且與同規(guī)模傳統(tǒng)集裝箱碼頭相比，將減少20%以上綜合碳排放量，降低20%以上直接成本，具有顯著的示范意義。
圖五 廈門遠(yuǎn)海自動(dòng)化碼頭
四、系統(tǒng)一次方案及系統(tǒng)構(gòu)成簡(jiǎn)介
圖六 森蘭VFPS系列岸電電源系統(tǒng)一次圖
我國(guó)供電電網(wǎng)送到用戶端的電源電壓等級(jí)一般為10kV，50Hz的高壓電，電源送入森蘭VFPS系列岸電電源系統(tǒng)后，經(jīng)高壓變頻裝置轉(zhuǎn)換為6kV 50Hz 或6.6kV，60Hz的船用電直接輸出。
圖七 森蘭VFPS系列岸電電源系統(tǒng)監(jiān)視畫面
系統(tǒng)通過岸邊接電箱及柔性電纜將電源送至船舶接電裝置。最后通過船上的并網(wǎng)裝置實(shí)現(xiàn)與船舶輔機(jī)的并網(wǎng)，接入船用電系統(tǒng)供全船設(shè)備使用。當(dāng)并網(wǎng)成功后，船舶輔機(jī)與岸電電源將自動(dòng)實(shí)現(xiàn)負(fù)載轉(zhuǎn)移，最終船舶輔機(jī)停運(yùn)、船用電氣設(shè)備完全由岸電電源供電。
圖八 岸電電源系統(tǒng)構(gòu)成圖
五、產(chǎn)品特點(diǎn)
l 希望森蘭VFPS系列岸電電源系統(tǒng)，基于20年電力電子技術(shù)積累的基礎(chǔ)上，針對(duì)岸電供電系統(tǒng)特點(diǎn)，定制研發(fā)。具有以下特點(diǎn)：
l 一鍵啟動(dòng)功能，簡(jiǎn)化操作流程。徹底杜絕誤操作事件，確保操作安全性；
l 多種冗余設(shè)計(jì)方案，確保系統(tǒng)可靠性和供電安全性；
l 逆功率抑制功能，能有效防止并網(wǎng)過程中產(chǎn)生的逆功率。確保一次并網(wǎng)成功；
l 輸入端增加高壓防勵(lì)磁涌流柜，真正做到無沖擊合閘；
l 移相變壓器與隔離變采用高效材料，效率達(dá)到98%以上，溫升低，損耗小。
l 功率單元模塊化設(shè)計(jì)，所有模塊可以互換。采用防屏蔽設(shè)計(jì)，控制板單獨(dú)設(shè)計(jì)屏蔽盒，抗干擾性能好。
l 功率單元具有獨(dú)立電子模塊旁路功能，當(dāng)一個(gè)單元發(fā)生故障時(shí)，能夠快速動(dòng)作并自動(dòng)調(diào)整算法旁路運(yùn)行，保證不停機(jī)；
l 多重保護(hù)設(shè)計(jì)，確保在各種復(fù)雜工況下岸電系統(tǒng)安全性；
l 岸電電源散熱系統(tǒng)采用專門智能化散熱控制系統(tǒng)，對(duì)每個(gè)風(fēng)機(jī)電流和工作狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)。能夠提前預(yù)判故障，進(jìn)一步提高可靠性；
l 無變壓器底部軸流風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)，系統(tǒng)真正實(shí)現(xiàn)免維護(hù)，可靠性更高；
l 遠(yuǎn)程物聯(lián)網(wǎng)云端服務(wù)器，利用大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)狀態(tài)提供運(yùn)營(yíng)指導(dǎo)數(shù)據(jù)；
l 專用滿載試驗(yàn)臺(tái)，出廠前需要進(jìn)行100%滿載試驗(yàn)。
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