【導讀】岸基供電系統是岸側向船舶供電的電源系統的簡稱,它使電力從高壓變電站,供應到靠近船舶的連接點(如岸基接電箱),以實現電壓等級變換、變頻與船舶受電系統不間斷供電切換等功能。
看過上一期《 正泰全產業(yè)鏈開啟船岸電氣一體化新模式》的朋友們,一定都知道,在我國建設船岸電氣系統需要解決的核心問題之一是:實現50/60Hz雙頻供電。
本期“船岸電氣一體化”專欄,帶大家走進船岸電氣一體化系統中重要的一環(huán)——岸基供電系統。
岸基供電系統
岸基供電系統是岸側向船舶供電的電源系統的簡稱,它使電力從高壓變電站,供應到靠近船舶的連接點(如岸基接電箱),以實現電壓等級變換、變頻與船舶受電系統不間斷供電切換等功能。
典型岸基供電系統主要由進線開關柜、岸基變頻電源、變壓器、出線開關柜組成。
岸基供電系統放置于碼頭變電站,或以集裝箱的型式置于碼頭前沿,集裝箱有固定和可移動兩種型式。建設方案應根據港口供電系統、船舶噸級、供電距離、工程投資、聯船便利性、碼頭生產和船舶作業(yè)等因素綜合考慮。
岸基供電系統依據頻率和電壓分類如下表所示:
依據供電電壓、系統容量,將船岸電氣一體化岸基供電系統分為高壓岸基供電系統、低壓岸基供電系統、低壓小容量岸基供電系統三種類型。適用情況如下表所示:
我國電力網為 50Hz 工頻電制,而國際航運船舶電力系統多為60Hz 的交流電,“變頻技術”是船岸電氣一體化岸基供電系統中的核心技術。
為保障靠港船舶安全可靠、經濟實用的使用岸基電源,岸基供電系統方案設計的合理性尤為重要,讓我們進一步了解岸基供電系統核心技術和岸基供電方案。
變頻技術
根據船舶電制、電壓等級不同,岸基電源變頻技術分為低壓變頻技術和高壓變頻技術。
低壓變頻技術
低壓變頻技術采用IGBT電壓源型低壓變頻電路,其由整流、中間直流環(huán)節(jié)、逆變三部分組成。整流部分采用三相橋式整流,中間直流環(huán)節(jié)為濾波,直流儲能和無功功率緩沖,逆變部分采用三相IGBT橋式逆變,以改變調制比來實現輸出電壓幅值、頻率的穩(wěn)定,輸出PWM電壓波形,經變頻后端的濾波電路,轉化為平滑的正弦波,使岸基變頻電源輸出的電能滿足船舶電網的使用需求,結構原理如下圖所示:
高壓變頻技術
高壓變頻技術采用 IGBT 串聯多電平高壓變頻器,其由進線開關、移相變壓器、低壓功率單元組成,每相采用多組低壓變頻功率單元進行串聯。
以 6.6kV 輸出電壓等級,18 個功率單元為例,每相使用 6 個低壓功率單元串聯,形成 36 脈波整流和 13 電平相電壓輸出。每相 6 個功率單元串聯后相電壓最大可達 4140V,線電壓可達到 7170V,因此對于 6.6kV 的輸出有很大的調節(jié)裕度。結構原理如下圖所示:
正泰典型岸基供電系統方案
根據供電電壓等級不同,典型岸基供電系統分為低壓岸基供電系統和高壓岸基供電系統兩種。
低壓岸基供電系統
低壓岸基供電系統采用低壓變頻技術,主要由輸入開關柜、變頻電源、隔離變壓器、輸出開關柜等組成。
低壓岸基供電系統主要特點:
諧波電流影響?。翰捎每煽卣鞣绞剑档椭C波電流對電網的影響
V/F分離控制:V/F分離控制技術,實現電壓、頻率單獨可調
負荷帶電切換:配置同期裝置,實現靠港船舶的負荷帶電切換
實時電壓閉環(huán)控制:實時電壓閉環(huán)控制,使船舶獲得恒定的電壓輸出
系統保護功能全:全面的系統保護功能,提供短路、過壓、過載、欠壓、缺相、過熱等保護功能
操作便捷: 一鍵啟動,自動并網
高壓岸基供電系統
高壓岸基供電系統采用IGBT串聯多電平高壓變頻器,主要由高壓輸入開關柜、移相變壓器、功率單元柜、正弦濾波單元、隔離變壓器、輸出開關柜等組成。
高壓岸基供電系統主要特點:
諧波污染?。翰捎靡葡嘧儔浩鳎档桶痘娫丛O備對電網的諧波污染
V/F分離控制:V/F分離控制技術,實現電壓、頻率單獨可調
負荷帶電切換 :配置同期裝置,實現靠港船舶的負荷帶電切換
實時電壓閉環(huán)控制:實時電壓閉環(huán)控制,使船舶獲得恒定的電壓輸出
高絕緣性能:變壓器H級絕緣,可靠性高
多機并聯:支持多機并聯應用,方便擴容建設
系統保護功能全:全面的系統保護功能,提供過電流、過電壓、欠壓、CPU故障、冷卻風機異常等保護功能
操作便捷 : 一鍵啟動,自動并網
依托核心技術確保岸基供電系統可靠運行
寧波港船岸電氣一體化高壓供電項目
設備選用:高壓配電柜、高壓變頻電源、SVG 靜態(tài)無功裝置、船岸電氣一體化監(jiān)測系統等。
項目成效:有效治理了電源諧波污染,避免了逆功率對岸基變頻電源和船側發(fā)電機組的正常運行造成影響,保障了船岸電氣一體化系統在使用過程中的穩(wěn)定性和可靠性。
太倉正合興港船岸電氣一體化項目
設備選用:整套岸基供電系統、岸基接電箱、本地及遠程監(jiān)測系統等。
項目成效:具備船岸供電系統同步并網、監(jiān)控、保護、通信等功能,進行當地和遠程監(jiān)控管理,岸基電源在與船舶電源并網、解列過程中實現無縫切換。
正泰基于產業(yè)鏈優(yōu)勢以及在岸基供電系統項目中的設計和運行經驗,可根據客戶需求量身定制岸基供電系統解決方案。
正泰為船岸電氣一體化系統提供高壓設備、變壓器、變頻電源、控制設備和輸出開關設備、電纜等軟硬件集成服務,使岸基供電系統及設備實現正泰品牌系列化供應,從而具有系統集成度高、上下級匹配性優(yōu)、維護成本低等特點,使岸基供電系統在兼具功能性及技術先進性的同時,也滿足經濟性的要求,為靠港船舶提供安全可靠、經濟實用的岸基電源。
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