作者 | 葛重源

摘要：船舶靠港使用岸電，是減少船舶污染物排放的有效手段。我國自2010年首次采用高壓岸電系統(tǒng)開始，靠港船舶使用岸電技術(shù)逐步在全國推廣。金海漿紙業(yè)專用碼頭岸電項目的順利建設(shè)完工，為森蘭推行智慧型岸電系統(tǒng)再添一例經(jīng)典案例，也標(biāo)志著國產(chǎn)岸電技術(shù)的又一突破。

關(guān)鍵詞：綠色港口；四象限；岸電電源

1　項目背景

我國是世界上最大的航運(yùn)國家，2020年全國港口貨物吞吐量完成145.5億噸，港口集裝箱吞吐量完成2.6億標(biāo)箱，港口貨物吞吐量和集裝箱吞吐量都居世界第一位。保守估計，目前靠泊我國港口船舶年消耗燃料油約70萬噸，船舶柴油發(fā)電機(jī)發(fā)電占到港口總碳排量的40%～70%。基本所有的船舶停靠后還要依靠船上自有的柴油發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行工作，不僅造成了能源的浪費，更造成了港口嚴(yán)重的空氣污染。近年來，國家提倡環(huán)境保護(hù)、節(jié)能減排，碼頭船舶岸電應(yīng)用作為主要內(nèi)容已被列入重點計劃。作為國家長期堅持的方針，新建碼頭規(guī)劃、設(shè)計、建設(shè)岸電系統(tǒng)；現(xiàn)有碼頭進(jìn)行岸電設(shè)施改造成為了建設(shè)綠色港口的關(guān)鍵一環(huán)。

為貫徹落實黨中央、國務(wù)院關(guān)于生態(tài)文明建設(shè)的總體部署，積極推進(jìn)海南省港口綠色發(fā)展，減少靠港船舶大氣污染物排放，交通運(yùn)輸部貫徹落實《中共中央國務(wù)院關(guān)于支持海南全面深化改革開放的指導(dǎo)意見》實施方案中要求“進(jìn)一步加快水運(yùn)領(lǐng)域節(jié)能環(huán)保建設(shè)，嚴(yán)格新建碼頭岸電設(shè)施建設(shè)，引導(dǎo)和鼓勵現(xiàn)有碼頭加快岸電設(shè)施改造，支持海南提前完成港口岸電設(shè)施的改造任務(wù)”。

2　項目介紹

金海漿紙專用碼頭為海南洋浦經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)，金光集團(tuán)App紙業(yè)金海漿紙業(yè)有限公司專用碼頭，碼頭建有工作船泊位2個，生產(chǎn)性泊位12個，配備先進(jìn)環(huán)保的螺旋式卸船機(jī)，定制帶斗門座式起重機(jī)進(jìn)行裝卸作業(yè)，水平運(yùn)輸采用管狀帶式輸送機(jī)及U型皮帶輸送機(jī)。設(shè)計年吞吐量1290萬噸，總投資15.03億元。

為堅決貫徹落實黨中央、國務(wù)院關(guān)于生態(tài)文明建設(shè)的總體部署，積極推進(jìn)港口綠色發(fā)展，減少靠港船舶大氣污染物排放，海南金海漿紙業(yè)有限公司為碼頭全面建設(shè)船舶岸電電源系統(tǒng)，為所有靠港船舶提供岸電受電服務(wù)。

選取哪種岸電系統(tǒng)、采用何種方案才是最優(yōu)的、最適合的呢？森蘭配合業(yè)主方經(jīng)過近3個月調(diào)研考察，包括對碼頭歷史船舶類型進(jìn)行摸底，最終將方案確定為高壓輸入、低壓上船方案，采用森蘭最新一代VFPS系列智慧電源系統(tǒng)將6kV/50Hz電源轉(zhuǎn)變?yōu)?50V/60Hz及400V/50Hz可變雙頻雙壓輸出至碼頭接電箱，連船時將接電箱與移動式電纜卷盤車連接，再由卷盤車將電纜送至改造后的船用接電箱處連接，進(jìn)行岸電向船電的輸送。

方案具有靈活性強(qiáng)、穩(wěn)定可靠的優(yōu)勢，同時全面兼顧所有泊位靠港船舶需求，項目建成后也將成為目前國內(nèi)單體規(guī)模最大的岸電項目，整個項目投資建設(shè)13套森蘭VFPS系列岸電電源系統(tǒng)，分為四個岸電區(qū)域，對碼頭14個泊位進(jìn)行了全面覆蓋，并于2021年4月實現(xiàn)船舶一次性受電成功。

本項目岸電系統(tǒng)無論在電源系統(tǒng)設(shè)計、碼頭前沿的電纜接電箱還是電纜卷盤車的設(shè)計上都運(yùn)用了國內(nèi)外先進(jìn)設(shè)計理念，為項目的成功奠定了堅實的基礎(chǔ)，系統(tǒng)具備如下特點：

（1）定制型設(shè)計，更適合金海漿紙碼頭現(xiàn)有船型：目前建設(shè)的部分岸電項目連船率不高，其主要原因為系統(tǒng)設(shè)計與船側(cè)需求匹配度偏低，需要挑船型，需要船舶進(jìn)行調(diào)整更改方可連接使用，本次岸電系統(tǒng)設(shè)計經(jīng)過充分調(diào)研，針對性設(shè)計，采用高壓變頻供電、低壓輸出上船方案，完全滿足碼頭現(xiàn)有船型的停靠連接需求，船側(cè)無需更改調(diào)整，低壓上船也避免了船側(cè)增加降壓變壓器的問題，電源與碼頭需求契合度更高，供電質(zhì)量更高，更有利于提高連船率，實現(xiàn)常態(tài)化連船。

（2）性能最優(yōu)，智能電網(wǎng)回饋：采用高壓四象限岸電電源系統(tǒng)，國內(nèi)目前大部分港口均采用兩象限電源，局限性較大，其主要原因為在同步并網(wǎng)過程中，船側(cè)發(fā)電機(jī)輸出可能存在波動不穩(wěn)情況，傳統(tǒng)兩象限電源對于應(yīng)對并網(wǎng)過程中逆功率的應(yīng)對能力存在局限性，而采用高壓四象限電源系統(tǒng)，智能回饋功能，可完美解決該問題，使連船并網(wǎng)更簡單，系統(tǒng)更可靠，更能適應(yīng)不同的船舶停靠，真正做到連船“無憂”。

（3）智能、操作使用無憂，多項智能化、人性化設(shè)計：

· 新一代智能操控系統(tǒng)：一鍵啟動讓操控更簡單，系統(tǒng)智能故障判斷、智能報表提取、智能報警等功能，更貼近用戶需求，人性化設(shè)計，讓系統(tǒng)具備更高的自動化水平，操作更便捷，使用更舒心。

· 無擾動同步并網(wǎng)技術(shù)，先連船并網(wǎng)再停船上發(fā)電機(jī)組，讓連船更順暢，無任何沖擊，全面保障船上負(fù)載設(shè)備的安全。

· AVR自動穩(wěn)壓技術(shù)：自動穩(wěn)壓功能，當(dāng)岸上電網(wǎng)電壓發(fā)生波動或負(fù)載側(cè)發(fā)生突變時仍能保證輸出電壓質(zhì)量，供電更穩(wěn)定。

· 多重保護(hù)技術(shù)：更完善的多重保護(hù)功能，充分保證人員和設(shè)備的安全。

3　項目效果和經(jīng)驗

（1）采用電網(wǎng)供電方式較船舶燃油發(fā)電方式具有明顯的經(jīng)濟(jì)價值，電網(wǎng)用電成本低于燃油發(fā)電成本的一半以上，而對于具有自主發(fā)電能力的企業(yè)來講，其經(jīng)濟(jì)價值更加明顯。

（2）改造完成后，采用電網(wǎng)供電方式完全實現(xiàn)了碼頭靠港船舶零油耗、零排放、零噪聲，大幅改善港口環(huán)境質(zhì)量，創(chuàng)造了巨大的社會價值。

（3）對于不同的碼頭、不同的船舶，其電源設(shè)計方案不同，針對性的設(shè)計和改造方可達(dá)到岸電改造目的，實現(xiàn)常態(tài)化連船，本項目前期詳細(xì)的調(diào)研、針對性的設(shè)計是項目成功的重要基礎(chǔ)。

4　結(jié)語

洋浦港金海漿紙專用碼頭岸電項目的順利建成投運(yùn)，對碼頭所有泊位的一次性全覆蓋，充分響應(yīng)了國家對綠色港口的建設(shè)精神，實現(xiàn)了碼頭靠港船舶零油耗、零排放、零噪聲，大幅改善港口環(huán)境質(zhì)量，創(chuàng)造了巨大的社會價值。同時，該項目森蘭VFPS系列智慧電源系統(tǒng)的順利投運(yùn)標(biāo)志著海南走到了國內(nèi)綠色港口、智慧碼頭建設(shè)的前列，也標(biāo)志著國內(nèi)岸電技術(shù)走在了世界前列。

作者簡介：

葛重源（1986-），男，學(xué)士，現(xiàn)任希望森蘭科技股份有限公司高壓技術(shù)部經(jīng)理，長期從事高壓變頻技術(shù)的應(yīng)用與研究。

摘自《自動化博覽》2021年9月刊