高压岸电在散货船上的应用研究与实现

高压岸电在散货船上的应用研究与实现

王正甲1 谢立新2 万芳2

(1.上海交通大学, 200030 2.上海船舶研究设计院, 上海, 200032)

[摘要]“神华501”是国内第一艘安装高压岸电连接系统的散货船，该船的成功交付及运营很好的响应了国家节能减排的号召。本文结合该船的设计思路，通过对国际上通用的各种岸电上船方式的比较分析，最终确定了本船高压岸电上船的方案。另外，还对国际及国内对船舶高压岸电系统需满足的相关设计标准进行了研究，介绍了高压岸电系统的设计原则，以及该船在高压岸电供电工况下的短路评估情况。该船的高压岸电系统设计可为其它同类型船舶高压岸电系统设计提供借鉴。

[关键词] 高压岸电；散货船；短路评估；AMPS

Application Research and Realization of High-voltage Shore Power on Bulk Carrier

Wang Zhengjia1 Xie Lixin2 Wan Fang2

(1. Shanghai Jiaotong University, China, 200030

2. Shanghai Merchant Ship Design and Research Institute, China, 200032) Abstract：“SHENHUA 501” is the first domestic bulk carrier equipped with AMPS. The smooth delivery and operation of this ship responded the call of energy-saving and reducing the discharge of our nation. Based on this ship’s design, and through comparison and analysis of different shore power connection solutions in international practices, this paper determined the best appropriate solution for this ship. According to the research of relevant criterions and design measures, this paper also introduced the AMPS’ design principles and short evaluation on shore power supply condition. It could be a reference case for other similar project which demands high-voltage shore power system.

Key words: high-voltage shore power; bulk carrier; short evaluation; AMPS

0 前言

船舶岸电可以使船舶在码头停泊时通过接入岸上电源来获得所需的电力，无需使用船上的动力设施。以往的船舶岸电装置仅考虑维修所需的电源或停泊时的日常用电，当船舶靠港作业时，仍需要开启船舶发电机进行供电。在目前全球能源日益紧张、燃油价格持续走高的形势下，满足船舶靠港作业的大功率船舶岸电供电系统受到了青睐。通过这种方式不仅可以大大降低船舶燃油成本，还能减少噪声及废气的排放，改善港口空气质量，实现绿色环保的目的，非常符合我国目前水运行业节能减排的总体要求。大功率岸电技术的推广应用作为水运行业节能减排的重要措施之一，已写入国家《交通运输“十二五”发展规划》[1]。

船舶岸电系统的推广需要由政府主管部门、船级社、港口、航运企业、船舶设计单位和船舶制造单位等各方的合力来完成，是一个庞大的工程，因其具有跨领域与跨行业的特殊性，所以实现与推广应用在国内目前尚处于起步阶段。国外某些大型集装箱船、客船、滚装船港口，已经强制要求靠泊船舶安装岸电系统，该系统在码头和该类船舶上已经成熟应用[2]，但由于散货码头较多远离市区，散货船靠港装卸货工况下，电力需求相对较小，国际上暂无相

关的强制要求，因此散货船岸电系统的应用较少。

但是，由于中国船级社有关船舶高压岸电检验指南的发布，以及船舶高压岸电相关国标的即将出台，国内大型船东在新造散货船项目上均准备考虑采用高压岸电，并且对自己的散货船码头进行高压岸电改造。而国内外各大高压岸电设备的生产厂家也分别开发了适合于散货船的高压岸电产品。从长远来看，无论是经济效益还是节能环保，散货船应用船舶岸电系统将成为新趋势。

本文以国内首艘带高压岸电系统的新建散货船“神华501”[3]轮为例，阐述高压岸电技术在散货船上的应用与实现。

1 相关规范标准

在国际上，IEC(国际电工委员会),ISO(国际标准化组织), IEEE(美国电气和电子工程师协会)曾联合颁布了标准号为IEC/ ISO/IEEE 60092-510的有关高压岸电连接系统的标准，经过多次讨论，逐渐演变为现在的IEC/ISO/IEEE 80005-1标准的第一版。该标准明确规定了高压岸电连接系统船载部分及岸基部分的技术要求，对包括电缆卷车、高压连接电缆等关键船载设备都提出了明确的要求。

国内目前还没有颁布过相关的国家标准，但是已经在根据国内的情况，参考IEC,ISO, IEEE联合颁布的标准，制定符合我国国内需求的散货船高压岸电连接系统标准。

中国船级社为了适应国内对高压岸电连接系统的需求，于2011年颁发了《关于执行船舶高压岸电系统检验要求的通知》的通函，该通函部分引用IEC/ ISO/IEEE 60092-510的规定，对于额定电压交流1kV以上、15kV及以下，在船舶靠港期间向船舶供电的高压岸电系统（High voltage Shore Connection (HVSC) System

‐‐）的船载部分提出了比较明确的要求。对于满足该通函要求而配备的高压岸电系统船载部分，中国船级社可授予AMPS(Alternative Maritime Power Supply)的船级附加标志[4]。

2 设计原则

根据相关的规范标准，“神华501”船载高压岸电系统的设计原则如下：

⏹在满足系统配置规模、功能要求及配套范围最低要求的前提下，提出性价比最优

的方案。提供的系统和设备为近几年发展和改进的新技术、新设备、新系统。

⏹能在各种性质的负载下包括电容性、电感性、混合型负载，输出稳定的电压和频

率。

⏹负载适应能力强，过载能力和抗冲击能力强。

⏹环境适应能力强，能适用于各种恶劣环境，有防止高低温、湿热、盐份、烟雾、

灰尘、震动及鼠咬等措施，而且报警功能齐全，能及时提供各种异常状况的报警。

⏹控制应用软件设计注重细节，容错性好，易于使用和维护。

⏹系统易于扩展，注重开放性与兼容性。

⏹通讯总线负荷率不大于20%。

3 方案选取

“神华501”的电站配置如表1：