靠港船舶使用的岸电系统的制作方法

本发明涉及船舶岸电技术领域，特别涉及一种靠港船舶使用的岸电系统。

背景技术：

目前我国靠港船舶通常利用辅机发电，以满足船上冷藏、空调、加热、通讯、照明等电力需求，而船舶辅机通常为柴油发电机，在消耗燃油的过程中会排放出氮氧化物、硫氧化物等空气污染物影响港口及其所在城市的环境质量。随着我国港口的生产规模快速增长，港口生产能源消耗和污染物排放规模也相应增大。考虑到采用传统供电方式使用柴油机为船舶供电对环境污染大、耗油量大、噪音大以及效率低，因此考虑采用陆地的电源对靠港船舶进行供电。使用岸电技为靠港船舶供电能有效降低船舶污染物的排放，降低整体环境污染排放指标减少船舶发动机组的震动和噪音，实现零排放、零油耗、零噪音以及高效供电，从而使港口的氮氧化物、二氧化硫和可吸入颗粒物pm10的排放量大大减少。

目前船舶岸电技术中存在的问题是供电电源不匹配、供电制式不统一，船舶电力传输以低压为主，需要对港口码头进行岸电改造，船舶接用岸电时要求岸电的电制与船电的电制尽量保持一致。船电为450v/60hz时可短暂借用380v/50hz的电源，若长时间不匹配运行则会大大缩短设备使用寿命，反之则会带来电动机发热、最大转矩增大和功率增大过负荷等隐患，因此，期望提出一种靠港船舶使用的岸电系统，能为船舶靠港后提供电力，尤其是为集装箱船舶、干散货船舶、邮轮和客滚轮在其码头靠港后提供电力，其能够实时将港口市网供电电制转换为船舶所需的用电电制，并输送至靠港船舶上。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明的靠港船舶使用的岸电系统简洁、构思新颖、结构独特、维护方便、成本低，满足了沿海港口和内河港口靠港船舶使用岸电的需求，解决了常规方式高成本、不能一对多的问题，为靠港船舶提供了一种简单实用、安全方便的岸电系统，该系统的应用可提高岸电系统的实用性、实时性。

本发明的技术方案如下：

一种靠港船舶使用的岸电系统，其包括岸上供电子系统、电缆连接子系统和船舶受电子系统，所述三个子系统外部均设置有防护层和避雷装置，其中所述岸上供电子系统包括位于所述岸电用配电集装箱内的电源装置、岸电电缆收放装置以及第一电缆，所述岸电用配电集装箱的箱体本体分为四个舱室，所述箱体本体和所述各个舱室间的隔板处均设置有带有密封装置的门；所述电源装置包括配电单元，所述配电单元包括高压配电单元、中压配电单元和低压配电单元，其配置用于对所述高压母线输入的电压进行变压、变频处理，所述各配电单元通过通讯总线与上位机相连，其配置用于对所述配电单元进行控制，控制所述各配电单元的开关状态和输出参数，所述配电单元的输入端与高压母线相连，所述各配电单元的输出端与所述第一电缆相连，且所述高压母线上设置有总开关；所述岸电电缆收放装置包括第一卷筒、第一限位装置和用于固定的第一框架和岸电电缆提升输送装置，其包括安置电缆卷筒的安装座，所述安装座下设置有旋转平台和升降移动塔，所述升降塔由构成垂向和水平移动副的多级升降塔架和升降塔顶架组成；所述岸电用配电集装箱内设置有空调室内机，所述空调装置安装在所述各个隔板上，所述空调室外机分别悬挂于所述岸电用配电集装箱的外壁上，所述岸电用配电集装箱箱体上设置有三处电缆出线门；所述岸电用配电集装箱设置有防水通风窗口，所述的通风窗口采用具有过滤网的防水窗。

所述电缆连接子系统包括岸电接电箱、插接装置、计费装置和可移动底座，所述岸电接电箱，其包括岸电箱本体、设置在岸电箱本体侧面的箱盖、第一接线口和第二接线口，所述岸电接电箱内部设置有分别用于连接船用设备的和配电单元输出电缆的插接装置，所述第一插接装置配置用于与所述配电单元输出端相连，所述第二插接装置配置用于与所述船用设备的第二电缆相连，所述插接装置分别设置有第一插销和第二插销，所述第一插销配置用于确定不同电制电压等级的线路，所述第二插销配置用于连通所述线路；所述计费装置配置包括变频电源、收费装置、接线箱、计量装置、通信模块、显示装置以及人机交换模块，其中所述计量装置通过变频电源与外部电网相连，所述计量装置通过接线箱与需要进行供电的外部船舶相连；收费装置与计量装置相连；通信模块与外部远程监控系统进行无线通信，显示装置对船舶岸电使用系统的用电指标进行显示。

所述船舶受电系统包括船电电缆，船电电缆收放装置，所述船电电缆从船体甲板表面伸出，贯穿船体上壁面的可供多根船电电缆穿过的筒体中穿过。

优选地，所述高压配电单元设置有第一开关，所述中压配电单元设置有第二开关，所述低压配电单元设置有第三开关，所述高压母线通过所述第一开关、第二开关和第三开关分别于所述高压配电单元、中压配电单元和低压配电单元的输入端相连；所述高压配电单元设置有第四开关，所述中压配电单元设置有第五开关，所述低压配电单元设置有第六开关，所述高压配电单元、中压配电单元和低压配电单元的输出端分别通过所述第四开关、第五开关和第六开关与所述岸电箱的输入端相连。

优选地，所述岸上供电子系统还包括能源转换装置、能源存储装置、第一显示装置、报警装置和手动控制模块，所述能源转换装置配置用于将风能、太阳能或潮汐能中的至少一种转换成电能；所述能源存储装置与所述能源转换装置相连接，用于存储所述能源转换装置所转换得到的电能；所述显示装置对能源转换装置和能源存储装置的电能进行显示；所述报警装置配置用于当所述能源存储装置达到最大值进行报警或者使用该能源存储装置对所述船舶进行供电时当所述能源存储装置电量不足时进行报警；以及所述手动控制模块配置用于当所述能源存储装置中的电能不足以满足对靠港船舶的电能供应时，采用人工控制方法切换工作状态。

优选地，所述能源转换装置为风能发电模块、太阳能发电模块、潮汐能发电模块的至少一组或组合。

优选地，所述电缆具有非金属加强纤维层和外护套且电缆内芯体内设有光纤带。

优选地，所述第一插接装置包括第一高压插座、第一中压插座和第一低压插座，所述第二插接装置包括第二高压插座、第二中压插座和第三低压插座，所述插座包括插座座和插座内芯，所述的插座内芯安装在插座座上，所述插座设有插座盖，插头未插入的状态下，处于向下关闭状态，在所述插座盖与所述插座接触处设置有密封圈。

优选地，所述防护层为防火材料制成的防火层和/或所述防护层为防爆模块。

优选地，所述船电电缆收放装置具有安装座，所述安装座上设有旋转装置，所述船电电缆收放装置包括第二卷筒、第二限位装置和用于固定的第二框架，所述第二卷筒内部焊接有第二加强筋，所述第二卷筒的外侧面还安装有第二导缆架。

优选地，所述靠港船舶使用的岸电系统还包括智能监控装置，所述岸电监控装置的控制单元进一步包括报警指示模块，所述报警指示模块在所述管控中心单元与所述控制单元之间发生电讯号异常或供电故障时进行警示；紧急人工处置模块，所述紧急人工处置模块在岸电通过读卡器和无线通讯模块进行连通或切断无效时采用人工方式处置，所述船载岸电控制系统与所述船载变压器连接，并具有自动和手动两种船电转岸电并车模式；所述船载岸电控制系统与所述船载高压岸电测量保护柜进行通讯。

本发明的有益效果如下：

本发明中提供一种靠港船舶使用的岸电系统，其电缆通过插座或其他快速连接接头连接，连接方便，收线时将电缆从插孔抽出简单方便，能够快速完成接岸电过程和断岸电收线过程，以便进行下一次操作；采用了箱室隔板墙将集装箱分隔，在集装箱侧壁设置了密封门，并且还采用了防水通风窗口，在不影响防水的同时对流通的空气过滤，防止污染气体对设备的腐蚀，提高了箱体的防水性以及散热效果；其次，通过电缆收放装置实现电缆的收放，设置空调装置保证了箱体内温度和湿度的相对平衡，不仅能够智能化操作设备，还能保持内部环境的稳定，以抵御恶劣的外部环境；另外，对各个子系统进行集中管理和监控，船上和岸上岸电数据共享，实现远程监控和结算。

附图说明

以下结合附图，对本发明的技术方案进行详细描述。

图1是根据本发明的靠港船舶使用的岸电系统的组成示意图。

图2是根据本发明的靠港船舶使用的岸电系统中岸上供电子系统的示意图。

图3是根据本发明的靠港船舶使用的岸电系统中电缆连接子系统的示意图。

图4是根据本发明的靠港船舶使用的岸电系统中船舶受电子系统的示意图。

具体实施方式

以下将参考附图详细说明本发明的示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

如图1至图4所示的靠港船舶使用的岸电系统100，其包括岸上供电子系统1、电缆连接子系统2和船舶受电子系统3，三个子系统外部均设置有防护层和避雷装置。

优选地，防护层为防火材料制成的防火层。

优选地，防护层为防爆模块。

岸上供电子系统1包括电源装置12、岸电电缆收放装置11以及第一电缆13。

电源装置12位于岸电用配电集装箱14内，岸电用配电集装箱14包括配电集装箱体本体141，箱体141分为四个舱室，四个舱室分为舱室一1411、舱室二1412、舱室三1413、舱室四1414，箱体本体141和各个舱室间的隔板处均设置有带有密封装置的门143；其中舱室一1411为开关室，内部装有一个进线开关柜和三个出线开关柜；舱室二1412为高压配电室；舱室三1413为中压配电室；舱室四1414为低压配电室，内置变压器；电源装置11配置用于从港口电网取电，经过变换后通过电缆连接设备输送给船舶受电系统供船舶再使用。

电源装置12包括配电单元，配电单元配置用于对高压母线输入的电压进行变压、变频处理，其包括高压配电单元121、中压配电单元122和低压配电单元123，各配电单元通过通讯总线与上位机相连，其配置用于对配电单元进行控制，控制各配电单元的开关状态和输出参数，例如，输出参数包括输出电压的频率、相位和幅值；配电单元的输入端与高压母线相连，各配电单元的输出端与所述第一电缆13相连。

优选地，高压配电单元121设置有第一开关1211，中压配电单元122设置有第二开关1221，所述低压配电单元123设置有第三开关1231，高压母线通过所述第一开关1211、第二开关1221和第三开关1231分别于高压配电单元121、中压配电单元122和低压配电单元123的输入端相连；高压配电单元121设置有第四开关1212，中压配电单元122设置有第五开关1222，低压配电单元123设置有第六开关1232，高压配电单元121、中压配电单元122和低压配电单元123的输出端分别通过第四开关1212、第五开关1222和第六开关1232与岸电箱的输入端相连。

优选地，在高压母线上设置有总开关。

优选地，岸上供电子系统还包括能源转换装置、能源存储装置、第一显示装置、报警装置和手动控制模块，其中能源转换装置配置用于将风能、太阳能或潮汐能中的至少一种转换成电能；能源存储装置与能源转换装置相连接，用于存储能源转换装置所转换得到的电能；显示装置对能源转换装置和能源存储装置的电能进行显示；报警装置配置用于当能源存储装置达到最大值进行报警或者使用该能源存储装置对船舶进行供电时当能源存储装置电量不足时进行报警；以及手动控制模块配置用于当能源存储装置中的电能不足以满足对靠港船舶的电能供应时，采用人工控制方法切换工作状态。

优选地，能源转换装置为风能发电模块、太阳能发电模块、潮汐能发电模块的至少一组或组合。

岸电电缆收放装置11包括第一卷筒、第一限位装置和用于固定的第一框架。

优选地，第一卷筒内部焊接有加强筋且所述第一卷筒的外侧面还安装有导缆架。

优选地，岸电电缆收放装置11还包括岸电电缆提升输送装置，其包括安置电缆卷筒的安装座，安装座下设置有旋转平台和升降移动塔，升降塔由构成垂向和水平移动副的多级升降塔架和升降塔顶架组成。

优选地，在岸电用配电集装箱14内设置有空调室内机144，空调装置安装在各个隔板142上，空调室外机145分别悬挂于岸电用配电集装箱14的外壁上，岸电用配电集装箱14箱体上设置有三处电缆出线门146，第一电缆出线门配置用于供高压电缆伸出，第二电缆出线门配置用于供中压电缆伸出，第三电缆出线门配置用于供低压电缆伸出。

优选地，岸电用配电集装箱设置有防水通风窗口147，通风窗口采用具有过滤网的防水窗。

岸电用配电集装箱内部的底面上涂覆有绝缘胶层，以达到绝缘和防水的效果。

电缆连接子系统2包括岸电接电箱21、插接装置22、计费装置23和可移动底座(未示出)。

岸电接电箱21，其包括岸电箱本体211、设置在岸电箱本体侧面的箱盖212、第一接线口213和第二接线口214，岸电箱本体211上设置有避雷装置，岸电接电箱211内部设置有分别用于连接船用设备的和配电单元输出电缆的插接装置215，第一插接装置2151配置用于与配电单元输出端第一电缆相连，第二插接装置2152配置用于与船用设备的第二电缆相连。

优选地，电缆具有非金属加强纤维层和外护套，并且电缆内芯体内设有光纤带。

第一插接装置2151包括第一高压插座201、第一中压插座202和第一低压插座203，第二插接装置2151包括第二高压插座204、第二中压插座205和第三低压插座206，插座包括插座座和插座内芯，插座内芯安装在插座座上，插座设有插座盖，插头未插入的状态下，处于向下关闭状态，在插座盖与插座接触处设置有密封圈，密封圈配置用于使插接装置达到很好的防水等级。

优选地，插接装置215分别设置有第一插销2153和第二插销2154，第一插销2153配置用于确定不同电制电压等级的线路，第二插销2154配置用于连通线路。

优选地，在第一插销放置之后，高压插座之间、中压插座之间和低压插座之间的第二插销分别具有不同的形状，避免第二插销放置错误发生错误。

优选地，岸电接线箱配置多个输出接口，能够同时向多艘船舶提供电源。

计费装置22配置用于对岸电供电进行有效计量和监测，其包括变频电源、收费装置、接线箱、计量装置、通信模块、显示装置以及人机交换模块，其中计量装置通过变频电源与外部电网相连，计量装置通过接线箱与需要进行供电的外部船舶相连；收费装置与计量装置相连；通信模块与外部远程监控系统进行无线通信，显示装置对船舶岸电使用系统的用电指标进行显示，计量装置克服了船舶方与供电方大致按照船舶用电量收费缺乏准确度，并且船舶不能及时了解自身用电情况的问题，方便船舶与供电方的使用和监控。

可移动底座配置用于带动所述岸电箱在岸上供电子系统和船舶受电子系统之间进行移动。

船舶受电子系统3包括船电电缆30，船电电缆收放装置31，船电电缆从船体甲板表面伸出，贯穿船体上壁面的可供多根船电电缆穿过的筒体32中穿过。

船电电缆收放装置31具有安装座，安装座上设有旋转装置。船电电缆收放装置包括第二卷筒、第二限位装置和用于固定的第二框架，第二卷筒内部焊接有第二加强筋，第二卷筒的外侧面还安装有第二导缆架。

优选地，靠港船舶使用的岸电系统还包括智能监控装置，岸电监控装置之控制单元进一步包括：报警指示模块，报警指示模块在管控中心单元与控制单元之间发生电讯号异常或供电故障时进行警示；紧急人工处置模块，紧急人工处置模块在岸电通过读卡器和无线通讯模块进行连通或切断无效时采用人工方式处置，船载岸电控制系统与船载变压器连接，并具有自动和手动两种船电转岸电并车模式；船载岸电控制系统与船载高压岸电测量保护柜进行通讯，并具备以太网、光纤、rs485、modbus通信接口。

最后应说明的是：以上所述的各实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。