淺談港口發(fā)展岸電技術(shù)的效益研究

張娟

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

摘 要： 隨著可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的不斷深化,各地對(duì)于節(jié)能環(huán)保工作的重視程度越來(lái)越高,并結(jié)合所在區(qū)域特點(diǎn)落實(shí)了一系列的節(jié)能環(huán)保措施,意在提升自身發(fā)展的可持續(xù)性,而岸電技術(shù)就是在這種情況下誕生的,在港口城市當(dāng)中對(duì)岸電技術(shù)加強(qiáng)應(yīng)用,能夠使船舶靠岸期間的污染問(wèn)題得到有效的控制,這對(duì)于港口環(huán)境問(wèn)題的有效改善具有積極作用。因此,本文圍繞港口發(fā)展岸電技術(shù)的效益研究及應(yīng)用進(jìn)行討論,對(duì)落實(shí)該項(xiàng)技術(shù)的綜合效益進(jìn)行研究和分析,并對(duì)其應(yīng)用展開(kāi)相關(guān)論述,希望能夠?qū)Π峨娂夹g(shù)的有效推廣和應(yīng)用提供一定的支持。

關(guān)鍵詞： 港口；岸電技術(shù)；效益研究；應(yīng)用

0 引 言

隨著全球經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,國(guó)家海上貿(mào)易日漸頻繁,在推動(dòng)國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí),也帶來(lái)了一定的環(huán)境問(wèn)題,而為了使這種問(wèn)題得到有效的改善,港口岸電技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生,其主要是在船舶進(jìn)入港口停放期間使用岸上電源進(jìn)行供電,使船舶的照明、通風(fēng)、通訊以及泵組等用電需求得到有效滿足,這樣能夠有效減少船舶輔機(jī)燃油發(fā)電造成的污染物排放,對(duì)于港口生態(tài)環(huán)境的保護(hù)具有積極的作用,能夠?yàn)榫G色港口建設(shè)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。因此,有必要針對(duì)相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行深入的研究。

1 淺析港口岸電技術(shù)

所謂的岸電技術(shù),就是在船舶進(jìn)入港口以后,停止自帶發(fā)動(dòng)機(jī)的應(yīng)用,接入陸地電源,利用陸地電源對(duì)船舶當(dāng)中的各項(xiàng)用電需求加以滿足,而該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用主要是由岸電系統(tǒng)作為支撐的,該系統(tǒng)由兩部分構(gòu)成,分別為港口供電系統(tǒng)以及船舶變電系統(tǒng),港口供電系統(tǒng)的電源通過(guò)變壓、變頻,實(shí)現(xiàn)輸入供電的轉(zhuǎn)化從而滿足船舶的電源需求,具體需要通過(guò)輸送棧橋以及電纜溝等設(shè)施,在港口進(jìn)行高壓電纜的敷設(shè),并使用高壓接線箱與船舶進(jìn)行連接,經(jīng)過(guò)船載變電站進(jìn)行變壓處理以后,實(shí)現(xiàn)船舶的有效供電。而港口在發(fā)展岸電技術(shù)的過(guò)程中需要對(duì)相關(guān)改造工作加以落實(shí),首先,要對(duì)港口進(jìn)行電力增容建設(shè),確保港口能夠具有較高的功率裕度；其次,要對(duì)功率較高的變頻電源進(jìn)行裝設(shè),以此來(lái)滿足多種用電需求；再次,要對(duì)港口布局進(jìn)行合理規(guī)劃,對(duì)岸電電接點(diǎn)進(jìn)行科學(xué)的設(shè)置,保證高低變壓、變頻系統(tǒng)的位置能夠具有較高的合理性,盡可能的縮短電纜距離,達(dá)到降低成本投入,提升經(jīng)濟(jì)效益的目的 。

高壓船舶-高壓岸電/60Hz 直接供電方案,電網(wǎng)電壓經(jīng)變電站降至 6～20kV,由碼頭岸電接電箱接岸電上船,上船后可直接切換至船舶配電系統(tǒng)并向船舶供電。國(guó)內(nèi)尚未有港口岸電應(yīng)用類似方案,及港口發(fā)展岸電技術(shù)的效益研究。

2 港口發(fā)展岸電技術(shù)的效益研究

2.1 環(huán)境效益

港口在大力發(fā)展岸電技術(shù)以后,船舶靠港停泊以后可以對(duì)該項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行使用,進(jìn)而減少燃油污染,使大氣污染物排放得到有效的控制,這對(duì)于港口環(huán)境保護(hù)具有非常積極的作用。例如,連云港 59 號(hào)泊位,作為“中韓之星”號(hào)客滾船的主要?？课?在應(yīng)用岸電技術(shù)以前,該船靠港停泊期間主要通過(guò)輔機(jī)對(duì)船上的各項(xiàng)用電需求加以滿足,包括照明、通信、加熱、空調(diào)以及冷藏等。而該船的輔機(jī)共有三臺(tái),功率為880kW,需要根據(jù)船上用電需求,確定開(kāi)啟臺(tái)數(shù),每年該船在連云港當(dāng)中的停泊時(shí)間約為 2000h,年用電量為 100 萬(wàn) kWh,停泊期間的油料消耗約為 790t,其中包括輕油 164t、重油626t。而在應(yīng)用岸電技術(shù)以后,該船靠港以后的一切電力消耗,均由岸電系統(tǒng)提供,不再需要輔機(jī)運(yùn)行供電,各種污染物排放量大大減少,其中二氧化硫排放減少了 65t,一氧化碳排放減少了 2440t,而氮氧化物排放減少 70t,除此之外,利用岸電技術(shù),還能減少船舶的發(fā)電機(jī)噪聲,使港口的空氣環(huán)境和聲環(huán)境都能得到很大的改善,因此,港口對(duì)岸電技術(shù)進(jìn)行大力的發(fā)展具有良好的環(huán)境效益。

2.2 經(jīng)濟(jì)效益

對(duì)于港口來(lái)說(shuō),發(fā)展岸電技術(shù)以后,其可以將船舶用油和用電之間的差價(jià)作為主要經(jīng)濟(jì)收益,例如,連云港針對(duì) 59號(hào)泊位實(shí)施岸電技術(shù)改造,其投資主要分為兩部分,一部分是港口岸電設(shè)備投資,共計(jì)投入 500 萬(wàn)元,而另一部分是船上設(shè)備投資,投入資金為 200 萬(wàn)元,在項(xiàng)目完成建設(shè)以后,港口在電力企業(yè)購(gòu)電為 0.8 元/kWh,而船舶的岸電使用價(jià)格為1.8 元/kWh,每周“中韓之星”號(hào)會(huì)在港口停泊 2 次,每次岸電使用量約為 1 萬(wàn) KWh,每年對(duì)岸電的使用量大約在 100 萬(wàn)kWh,如果在改造之前,按照年停留時(shí)間 2000 計(jì)算,其年?？坑土舷臑?790t,包括 626 重油和 164 輕油,其中重油按4600 元/t 計(jì)算,輕油按 7000 元/t 計(jì)算,該船每年停港燃油消耗就需要大約 400 萬(wàn)元。而在使用岸電技術(shù)以后,該船使用的岸電約為 100 萬(wàn) kWh,但購(gòu)電成本僅有 180 萬(wàn)元,與原有的燃油輔機(jī)發(fā)電相比,每年可減少 220 萬(wàn)元的燃油消耗,通過(guò)計(jì)算可以發(fā)現(xiàn),在該船上的設(shè)備投資每年能夠達(dá)到 55%的收益率,其經(jīng)濟(jì)效益非常的可觀 。

3 應(yīng)用港口岸電技術(shù)的注意事項(xiàng)

首先,由于各國(guó)家和地區(qū)之間在供電的頻率和電壓方面都會(huì)具有一定的差異,且船舶的噸位和類型不同其在供電的頻率、電壓和容量等方面的需求也會(huì)存在很大的不同,因此,港口在發(fā)展岸電技術(shù)的過(guò)程中,應(yīng)該結(jié)合泊位的性質(zhì)以及船舶的噸位,對(duì)岸電系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行科學(xué)的設(shè)置,這樣才能確保岸電技術(shù)的有效應(yīng)用。如果在應(yīng)用岸電技術(shù)的過(guò)程中缺乏標(biāo)準(zhǔn),或者是標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置不一致,容易使港口岸電供應(yīng)出現(xiàn)很大的局限性,無(wú)法對(duì)所有船舶的靠港用電需求加以滿足,而國(guó)內(nèi)港口在岸電設(shè)備方面,目前只能為一些特定的船舶或公司提供服務(wù),還需要對(duì)其通用性進(jìn)行不斷的提升,只有如此,才能將岸電技術(shù)的綜合效益充分的發(fā)揮出來(lái) [4] 。

此外,隨著航運(yùn)事業(yè)的發(fā)展,船舶噸位也在不斷提升,運(yùn)行電力需求也越來(lái)越大,而為了使舶的用電需求得到有效的滿足,在應(yīng)用岸電技術(shù)的過(guò)程中,不僅要考慮船舶的噸位,還要對(duì)多船同時(shí)用電的情況進(jìn)行考慮,以此為基礎(chǔ),對(duì)岸電容量進(jìn)行科學(xué)的設(shè)置。而針對(duì)不同噸位及型號(hào)的船舶,需要在岸電系統(tǒng)當(dāng)中落實(shí)變壓和變頻技術(shù),同時(shí),還要從電氣連線方式、岸電并網(wǎng)方式以及繼電保護(hù)配置等方面入手,對(duì)岸電技術(shù)的適普性進(jìn)行不斷的提升,以此來(lái)提升岸電技術(shù)的應(yīng)用效果 。

其次,國(guó)家應(yīng)該通過(guò)行政法規(guī)的頒布,對(duì)港口岸電技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行強(qiáng)制執(zhí)行,因?yàn)閷?duì)靠港船舶使用岸電,與船東和港口的利益具有密切的關(guān)聯(lián),不僅需要對(duì)國(guó)內(nèi)船舶實(shí)施改裝,還需要對(duì)停靠在港口的船舶落實(shí)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),各項(xiàng)操作影響范圍較為廣泛,因此,只有通過(guò)立法的方式才能使該項(xiàng)技術(shù)得到**的落實(shí)。

再次,需要對(duì)岸電技術(shù)應(yīng)用為航運(yùn)企業(yè)以及港口帶來(lái)的成本投入問(wèn)題進(jìn)行**的考慮,將港口建設(shè)及運(yùn)營(yíng)管理期間的配套政策問(wèn)題有效解決,根據(jù)調(diào)查發(fā)現(xiàn),對(duì)單個(gè)碼頭泊位進(jìn)行岸電技術(shù)應(yīng)用,其投資一般需要 200-3000 萬(wàn)元左右,而在船舶設(shè)施方面的改造也需要投入 200-1600 萬(wàn)元,但這些投資主要收益體現(xiàn)在社會(huì)和環(huán)境等方面,在經(jīng)濟(jì)收益方面具有較長(zhǎng)回收期,因此,政府部門應(yīng)該從政策和資金方面給各方主體相應(yīng)的支持,由政府部門主導(dǎo),對(duì)稅務(wù)部門、供電部門、船公司以及港口之間的利益關(guān)系進(jìn)行有效的協(xié)調(diào),為岸電技術(shù)的廣泛應(yīng)用奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ) 。

*后,要對(duì)岸電設(shè)備的布局加強(qiáng)緊湊化研究,由于供電設(shè)備容量較大,在對(duì)港口岸電進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中,要保證供電設(shè)備的設(shè)置在不影響港口運(yùn)行的情況下,對(duì)船舶的用電需求進(jìn)行有效的滿足,具體需要考慮移動(dòng)式設(shè)備或者是隱蔽布置,使其空間占用能夠得到有效的控制。此外,要對(duì)船岸交互技術(shù)加強(qiáng)研究,在靠港船舶進(jìn)行岸電連接的過(guò)程中,應(yīng)該滿足**、穩(wěn)定和快速的技術(shù)需求,而該項(xiàng)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)需要對(duì)繼電保護(hù)方式、連接電纜以及接地方式進(jìn)行深入的研究,但目前我國(guó)柔性電纜技術(shù)的研究還處在初期階段,且在繼電保護(hù)和接地方式等方面的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)還不夠統(tǒng)一,還需要針對(duì)相關(guān)技術(shù)進(jìn)行深入的研究,以此來(lái)推動(dòng)岸電技術(shù)的廣泛應(yīng)用。

4 安科瑞船舶岸電收費(fèi)運(yùn)營(yíng)云平臺(tái)

安科瑞Acrelcloud-9000船舶岸電收費(fèi)運(yùn)營(yíng)云平臺(tái)通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)接入系統(tǒng)的計(jì)量?jī)x表ADW300，監(jiān)測(cè)充電設(shè)備站點(diǎn)和各個(gè)充電箱的運(yùn)行和充電過(guò)程，同時(shí)對(duì)各類故障如充電機(jī)過(guò)溫保護(hù)、充電輸入輸出過(guò)壓、欠壓、絕緣檢測(cè)故障等一系列故障進(jìn)行預(yù)警；用戶通過(guò)微信或支付寶小程序掃描二維碼，進(jìn)行支付后，系統(tǒng)發(fā)起充電請(qǐng)求，控制儀表對(duì)應(yīng)的操控機(jī)構(gòu)，對(duì)充電樁完成充電過(guò)程。

充電設(shè)備通過(guò)加裝物聯(lián)網(wǎng)儀表，配合加密技術(shù)和秘鑰分發(fā)技術(shù)，基于TCP/IP的數(shù)據(jù)交互協(xié)議，與云端進(jìn)行直連。云平臺(tái)包含了充電收費(fèi)和充電運(yùn)營(yíng)的所有功能，包括財(cái)務(wù)管理、變壓器監(jiān)控和運(yùn)營(yíng)分析等功能。

4.1平臺(tái)結(jié)構(gòu)

4.2平臺(tái)主要功能

1) 資源管理

充電站檔案管理，充電樁檔案管理，用戶檔案管理，充電樁運(yùn)行監(jiān)測(cè)，充電樁異常交易監(jiān)測(cè)

2) 用戶管理

用戶注冊(cè)，用戶登錄，用戶帳戶管理，消息管理

3) 實(shí)時(shí)監(jiān)控

對(duì)平臺(tái)連接的所有充電站和充電箱狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視，發(fā)生異常情況時(shí)可通過(guò)APP、短信及時(shí)向運(yùn)營(yíng)人員發(fā)出報(bào)警信號(hào)，及時(shí)消除火災(zāi)隱患。

4) 交易管理

平臺(tái)為運(yùn)營(yíng)方提供充電價(jià)格策略管理，訂單管理，賬戶交易記錄，營(yíng)收和財(cái)務(wù)相關(guān)報(bào)表。

5) 充電服務(wù)

可通過(guò)軟件搜索附近充電設(shè)施，查看充電樁設(shè)施，并導(dǎo)航至可用充電樁。可通過(guò)在線自助支付實(shí)現(xiàn)充電，充電結(jié)算等

6) 微信小程序

支持微信或者支付寶掃碼充電，充電賬單支付。運(yùn)營(yíng)商和物業(yè)管理人員均可通過(guò)小程序管理，監(jiān)測(cè)充電設(shè)施狀態(tài)和充電交易情況。

7) 運(yùn)營(yíng)分析

對(duì)訂單進(jìn)行數(shù)據(jù)化分析，直觀展示數(shù)據(jù)   

4.3推薦現(xiàn)場(chǎng)硬件配置

注：儀表型號(hào)數(shù)量按實(shí)際的單相、三相和電流規(guī)格來(lái)選擇。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述,對(duì)岸電技術(shù)進(jìn)行大力的發(fā)展,能夠使港口環(huán)境得到有效的改善,同時(shí)還能獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益,因此,在對(duì)岸電技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用的過(guò)程中,相關(guān)單位必須要對(duì)其進(jìn)行深入的研究,通過(guò)綜合的分析與研究,不斷提升該項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用的合理性,從而將其綜合效益充分的發(fā)揮出來(lái)。

參考文獻(xiàn)：

[1]左強(qiáng).港口船舶岸電系統(tǒng)技術(shù)方案研究[D].江蘇:東南大學(xué),2016,(04):53.

[2]時(shí)悅.港口發(fā)展岸電技術(shù)的效益研究及應(yīng)用[J]

[3]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊(cè).2019.11版

作者簡(jiǎn)介：張娟，女，安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向?yàn)橹悄茈娋W(wǎng)供配電，郵箱: 2885050128@qq.com，手機(jī)：18701997519（同微信），QQ:2885050128