希望森兰科技股份有限公司 李星石

1 项目背景

“呜——！”，一声悠长的汽笛声打破了嘉港石化码头的宁静，一艘装满油品的货轮缓缓驶入泊位。一名码头工作人员熟练地操作电缆卷盘车，将三根电缆轻松举升至货轮左舷，连接到船用接电箱上，合上开关。随即，货轮上轰鸣的辅机停止了运行，岸电为靠岸船舶的后续作业提供了绿色能源。

图1 防爆型电缆卷盘车

嘉兴市嘉港石化码头有限公司是一家危险化学用品运输物流公司，到港船舶必须采用船舶辅机发电，以满足船上的用电需求。辅机在工作中燃烧大量油料，会排出大量黑烟，产生环境污染和噪声污染。这不仅影响港口低碳生态的发展建设，而且增加了爆炸和火灾的风险，对码头的健康可持续发展带来不小的挑战。

2 项目实施介绍

2016年底，希望森兰科技股份有限公司与上海艾临科智能科技有限公司联合为嘉港石化码头提供了全新设计的专用于危险区域的SB70防爆型智能岸电电源系统解决方案。该系统将10kV/50Hz电源转变为440V/60Hz及400V/50Hz可变双频双压输出至码头防爆接电箱，需要连船时将接电箱与移动式防爆电缆卷盘车连接，再由卷盘车将电缆举升至改造后的船用接电箱处连接，进行岸电向船电的输送。嘉港石化码头岸电系统流程如图3所示。

图2 嘉港石化码头前沿

图3 嘉港石化码头岸电系统流程图

本套岸电系统在码头前沿的电缆接电箱和电缆卷盘车的设计上都运用了国内首创的防爆型设计，防爆等级为IIBT4，实际大部分设备防爆等级达到了IIBT6，符合GB3836.1-2000《爆炸性气体环境用电气设备 第1部分：通用标准》要求，较传统岸电系统更加安全可靠，符合危化码头接岸电需求。本系统核心部分变频电源为2套森兰SB70P系列变频电源，单台容量1MVA，采成直流共母排方案。SB70P系列低压岸电变频电源基于森兰22年成熟低压平台技术的基础上，针对岸电电源应用需求特点定制开发的新一代高性能变频电源，具有动态响应快、过载能力强、控制精度高等优点，无论是系统拓扑结构选择，控制性能，还是散热系统设计，都首屈一指。具有以下特点：

（1）拓扑结构：前端采用12脉冲整流，中间环节采用共直流母线，输出采用LCL滤波器，高载波频率，输出电能质量更好；

（2）采用模块化并联冗余设计，维护方便，可靠性高；

（3）针对岸电电源工作特点，在岸电电源高压侧有防励磁涌流限流功能，当没有连船时，系统损耗接近等于零。当需要连船时，合高压瞬间，没有涌流发生，合闸次数不受限制；

（4）内部通讯网络采用光纤网络，通讯传输速度快，抗干扰能力强；

（5）可后期扩容，多台岸电系统之间通过光纤通讯连接，通过岸电控制系统和输出同步追踪锁相技术实现功率均衡、负荷均衡、同步协调控制，完美解决系统后期扩容的需求。系统输出容量不足时可自动并网扩容，容量有余时自动切除，单台故障时自动切除降额，整个系统扩容后其性能参数不会降低；

（6）额定电压有400V和690V两种可供选择，额定容量从200kVA到3000kVA可以任意组合；

（7）过载能力强，针对连船并网瞬间有可能产生的逆功率和无功交互，通过硬件设计加软件设计，可以有效抑制并网过程中产生的各种冲击情况，使连船成功率达到100%；

（8）自动稳压功能，当电网电压波动时，通过内部PID闭环控制，实现输出电网不随电网波动而波动，不随负载波动而改变；

（9）连船方式有主动连船和被动连船两种方式进行选择，适合各种船舶接岸电需要；

（10）SB70P系列岸电电源控制系统针对岸电电源客户需求定制开发，满足岸电电源系统供电要求。

图4 森兰SB70P系列变频电源

3 项目总结

岸电系统建成后，船舶停泊靠岸期间将由电网向船用设备供电，代替传统燃料油发电，实现有害气体零排放，大幅度减少船舶排放在大气污染排放清单中的占比。同时，由于电量仅为燃油成本的一半，有效降低了船方的运输成本，提高了经济效益。船舶靠港期间关闭辅机，也将减少船舶振动和噪音，提升船员生活质量和港区环境品质。

图5 常态化连船

以嘉港石化码头平均每天船舶停靠16h，平均负荷200kW计算，采用岸电技术后单艘船舶全年可增售电量116.8万kW h。节约燃料成本方面，柴油发动机单位油耗约250g/kW h，全年可替代柴油292t（250g/kW h×116.8万kW h）；1kg柴油约合1.16L，油价按照5.50元/L测算，全年减少柴油燃料成本186.3万元（292t×1.16L/kg×5.50元/L)。全年用电成本为140.1万元（116.8万kW h×1.2元/kW h，注：1.2元/kW h为目录电价加收服务费后的单价水平）。全年单船舶燃料成本节约186.3万元-140.1万元=46.2万元。

希望森兰作为国内最早一批从事港口岸电电源系统研究和应用的企业，拥有强大的研发能力、丰富的岸电电源系统设计应用经验。未来,希望森兰将不断努力，为国家绿色港口战略持续贡献自己的力量！

作者简介：

李星石（1988-），男，四川成都人，工程师，2012年7月毕业于西南石油大学石油工程专业，现任希望森兰科技股份有限公司岸电事业部项目经理，研究方向为高低压变频器在港口岸电系统的应用。

摘自《自动化博览》2017年9月刊