岸电高压上船系统中的变频电源选型分析
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Key words: ship power; on-shore power supply; green environmental protection; variable frequency power supply
1 引言
当前,我国经济发展面临的资源环境压力日益 增大,特别是近年来,中东部地区频繁出现严重的雾 霾天气,范围之大、程度之重、持续时间之长,引起社 会各界的强烈关注。 在人口密集的沿海沿江港口城 市,船舶靠港期间使用辅机发电产生的污染物排放 是影响空气质量的重要因素之一,而使用船舶岸基 供电系统( 以下简称岸电系统) 是解决这一问题的 最佳途径。
2 船舶岸基供电系统简介
岸电系 统 是 指 在 船 舶 停 靠 港 口 时, 由 岸 上 市 电向船舶供电的电源系统。 具体可以表述为:让 停靠船舶关闭其自备辅助发电机,使用港口方提 供的清洁能源( 高压 / 低压市电) 向主要船载系统 供电的系统[1] 。
现在多数国家和地区供电频率为 50 Hz,而美 国、加拿大、日本、韩国、巴西、墨西哥、中国台湾等 地区供电频率为 60 Hz,沿海及远洋船舶自备电源 供电频率通常也为 60 Hz。 船舶靠岸使用岸上的
图 1 岸电系统结构图
岸电系统 按 照 模 块 来 划 分, 可 以 分 为 岸 电 变 频电源系统、码头前沿接电箱系统和船舶并网配 电系统( 见图 2)。 目前岸电上船的方式主要有: 岸电高压上船式、低压移动式、低压固定式。 每一 种方式最终的目的都是将市电引上船舶,代替原
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Port Operation 2019. No. 2( Serial No. 245)
“ 高—低—高” 结 构 岸 电 系 统 连 接 见 图 2。 10 kV / 50 Hz 电源由高压开关柜进入整流降压变压器, 将电源转为 690 V / 50 Hz。 该电源通过系统的低压 进线开关柜 LCM,连接到变频系统的纯净电源滤波 模块,通过四象限可控整流调节型电源模块( 电源 模块由 IGBT 构成, 高速开断的 IGBT 提 供 一 个 可 调、稳定的直流母线电压,即使进线电源波动,也能 保持直 流 母 线 电 压 的 稳 定) 实 现 AC / DC 转 换 与 DC / AC 转换后,系统生成 690 V / 60 Hz 的电源,随后
市电时,就需要一套变频系统,将岸上工频 50 Hz 电源转变为船用 60 Hz 电源,岸电系统结构如图 1 所示。
1. 岸电变频系统 2. 岸侧隔离变压器 3. 岸侧继电保护 4. 岸侧断路 器及接地开关 5. 岸侧控制系统 6. 岸船连接及接口设备 7. 船侧控 制系统 8. 船侧继电保护 9. 船侧连接开关柜 10. 船侧变压器( 如 有) 11. 船侧接收开关柜
港口装卸 2019 年第 2 期( 总第 245 期)
岸电高压上船系统中的变频电源选型分析
屈东升
天津港太平洋国际集装箱码头有限公司
摘 要: 随着码头作业的环保要求日益提高,需用船舶岸基供电系统取代原有船舶辅机发电。 阐述了船舶
岸基供电系统的组成结构,对比了 2 种变频电源方式,提出了实际项目建设中变频电源选型的指导原则。
关键词: 船电; 岸基供电; 绿色环保; 变频电源
Selectionand Analysis of Variable Frequency Power Supply in Shore Power High Voltage Boarding System
Qu Dongsheng Tianjin Port Pacific International Container Terminal Co., Ltd.
Abstract: With the increasing requirement of environmental protection for terminal ope
place the original marine auxiliary power generation system with the ship on-shore power supply system. The structure of the ship on-shore power supply system is introduced in this paper. By comparing the characteristics of the two variable frequency power supply modes,the guiding principles of selecting variable frequency power supply in actual project construction are put forward.
有的柴油机组发电。 本文以岸电高压上船方式 ( 高压 10 kV / 50 Hz 市电电源,高压 6. 6 kV / 60 Hz 上船电源) 为例[2] ,探讨岸电高压上船系统中的变 频电源选型问题。
3 现有变频电源方式比较
根据变频电源的电压等级分类,现有岸电变频 电源系统一般有 2 种结构方式:“ 高—低—高” 结构 方式和“ 高—高” 结构方式。 3. 1 “高—低—高”结构方式
经由输出变压器升压至 6. 6 kV / 60 Hz,即上船高压 电源,最后经输出高压开关柜连接到码头前沿插座 箱供船舶使用。 3. 2 “高—高”结构方式
“高—高”结构岸电系统连接见图 3。 变频电源 装置内部在进线侧集成多绕组移相式变压器,将进 线 10 kV / 50 Hz 电源降压为 750 V / 50 Hz,送至各功 率模块。 该系统采用每相多个“ 交—直—交” PWM 变频功率单元串联的方式,实现电源的变频后,在输 出侧通过低压叠加实现 6. 6 kV / 60 Hz 高压电源的 输出,同时由于输出电压为各模块电平的叠加,能有 效改善输出的波形,抑制输出谐波,保证输出电压波 形近似于正弦波,即上船高压电源,最后经输出高压 开关柜连接到码头前沿插座箱供船舶使用。
1 引言
当前,我国经济发展面临的资源环境压力日益 增大,特别是近年来,中东部地区频繁出现严重的雾 霾天气,范围之大、程度之重、持续时间之长,引起社 会各界的强烈关注。 在人口密集的沿海沿江港口城 市,船舶靠港期间使用辅机发电产生的污染物排放 是影响空气质量的重要因素之一,而使用船舶岸基 供电系统( 以下简称岸电系统) 是解决这一问题的 最佳途径。
2 船舶岸基供电系统简介
岸电系 统 是 指 在 船 舶 停 靠 港 口 时, 由 岸 上 市 电向船舶供电的电源系统。 具体可以表述为:让 停靠船舶关闭其自备辅助发电机,使用港口方提 供的清洁能源( 高压 / 低压市电) 向主要船载系统 供电的系统[1] 。
现在多数国家和地区供电频率为 50 Hz,而美 国、加拿大、日本、韩国、巴西、墨西哥、中国台湾等 地区供电频率为 60 Hz,沿海及远洋船舶自备电源 供电频率通常也为 60 Hz。 船舶靠岸使用岸上的
图 1 岸电系统结构图
岸电系统 按 照 模 块 来 划 分, 可 以 分 为 岸 电 变 频电源系统、码头前沿接电箱系统和船舶并网配 电系统( 见图 2)。 目前岸电上船的方式主要有: 岸电高压上船式、低压移动式、低压固定式。 每一 种方式最终的目的都是将市电引上船舶,代替原
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Port Operation 2019. No. 2( Serial No. 245)
“ 高—低—高” 结 构 岸 电 系 统 连 接 见 图 2。 10 kV / 50 Hz 电源由高压开关柜进入整流降压变压器, 将电源转为 690 V / 50 Hz。 该电源通过系统的低压 进线开关柜 LCM,连接到变频系统的纯净电源滤波 模块,通过四象限可控整流调节型电源模块( 电源 模块由 IGBT 构成, 高速开断的 IGBT 提 供 一 个 可 调、稳定的直流母线电压,即使进线电源波动,也能 保持直 流 母 线 电 压 的 稳 定) 实 现 AC / DC 转 换 与 DC / AC 转换后,系统生成 690 V / 60 Hz 的电源,随后
市电时,就需要一套变频系统,将岸上工频 50 Hz 电源转变为船用 60 Hz 电源,岸电系统结构如图 1 所示。
1. 岸电变频系统 2. 岸侧隔离变压器 3. 岸侧继电保护 4. 岸侧断路 器及接地开关 5. 岸侧控制系统 6. 岸船连接及接口设备 7. 船侧控 制系统 8. 船侧继电保护 9. 船侧连接开关柜 10. 船侧变压器( 如 有) 11. 船侧接收开关柜
港口装卸 2019 年第 2 期( 总第 245 期)
岸电高压上船系统中的变频电源选型分析
屈东升
天津港太平洋国际集装箱码头有限公司
摘 要: 随着码头作业的环保要求日益提高,需用船舶岸基供电系统取代原有船舶辅机发电。 阐述了船舶
岸基供电系统的组成结构,对比了 2 种变频电源方式,提出了实际项目建设中变频电源选型的指导原则。
关键词: 船电; 岸基供电; 绿色环保; 变频电源
Selectionand Analysis of Variable Frequency Power Supply in Shore Power High Voltage Boarding System
Qu Dongsheng Tianjin Port Pacific International Container Terminal Co., Ltd.
Abstract: With the increasing requirement of environmental protection for terminal ope
place the original marine auxiliary power generation system with the ship on-shore power supply system. The structure of the ship on-shore power supply system is introduced in this paper. By comparing the characteristics of the two variable frequency power supply modes,the guiding principles of selecting variable frequency power supply in actual project construction are put forward.
有的柴油机组发电。 本文以岸电高压上船方式 ( 高压 10 kV / 50 Hz 市电电源,高压 6. 6 kV / 60 Hz 上船电源) 为例[2] ,探讨岸电高压上船系统中的变 频电源选型问题。
3 现有变频电源方式比较
根据变频电源的电压等级分类,现有岸电变频 电源系统一般有 2 种结构方式:“ 高—低—高” 结构 方式和“ 高—高” 结构方式。 3. 1 “高—低—高”结构方式
经由输出变压器升压至 6. 6 kV / 60 Hz,即上船高压 电源,最后经输出高压开关柜连接到码头前沿插座 箱供船舶使用。 3. 2 “高—高”结构方式
“高—高”结构岸电系统连接见图 3。 变频电源 装置内部在进线侧集成多绕组移相式变压器,将进 线 10 kV / 50 Hz 电源降压为 750 V / 50 Hz,送至各功 率模块。 该系统采用每相多个“ 交—直—交” PWM 变频功率单元串联的方式,实现电源的变频后,在输 出侧通过低压叠加实现 6. 6 kV / 60 Hz 高压电源的 输出,同时由于输出电压为各模块电平的叠加,能有 效改善输出的波形,抑制输出谐波,保证输出电压波 形近似于正弦波,即上船高压电源,最后经输出高压 开关柜连接到码头前沿插座箱供船舶使用。