靠港船舶使用的岸電系統的制作方法

本發明涉及船舶岸電技術領域，特別涉及一種靠港船舶使用的岸電系統。

背景技術：

目前我國靠港船舶通常利用輔機發電，以滿足船上冷藏、空調、加熱、通訊、照明等電力需求，而船舶輔機通常為柴油發電機，在消耗燃油的過程中會排放出氮氧化物、硫氧化物等空氣污染物影響港口及其所在城市的環境質量。隨著我國港口的生產規模快速增長，港口生產能源消耗和污染物排放規模也相應增大。考慮到采用傳統供電方式使用柴油機為船舶供電對環境污染大、耗油量大、噪音大以及效率低，因此考慮采用陸地的電源對靠港船舶進行供電。使用岸電技為靠港船舶供電能有效降低船舶污染物的排放，降低整體環境污染排放指標減少船舶發動機組的震動和噪音，實現零排放、零油耗、零噪音以及高效供電，從而使港口的氮氧化物、二氧化硫和可吸入顆粒物pm10的排放量大大減少。

目前船舶岸電技術中存在的問題是供電電源不匹配、供電制式不統一，船舶電力傳輸以低壓為主，需要對港口碼頭進行岸電改造，船舶接用岸電時要求岸電的電制與船電的電制盡量保持一致。船電為450v/60hz時可短暫借用380v/50hz的電源，若長時間不匹配運行則會大大縮短設備使用壽命，反之則會帶來電動機發熱、最大轉矩增大和功率增大過負荷等隱患，因此，期望提出一種靠港船舶使用的岸電系統，能為船舶靠港后提供電力，尤其是為集裝箱船舶、干散貨船舶、郵輪和客滾輪在其碼頭靠港后提供電力，其能夠實時將港口市網供電電制轉換為船舶所需的用電電制，并輸送至靠港船舶上。

技術實現要素：

針對上述問題，本發明的靠港船舶使用的岸電系統簡潔、構思新穎、結構獨特、維護方便、成本低，滿足了沿海港口和內河港口靠港船舶使用岸電的需求，解決了常規方式高成本、不能一對多的問題，為靠港船舶提供了一種簡單實用、安全方便的岸電系統，該系統的應用可提高岸電系統的實用性、實時性。

本發明的技術方案如下：

一種靠港船舶使用的岸電系統，其包括岸上供電子系統、電纜連接子系統和船舶受電子系統，所述三個子系統外部均設置有防護層和避雷裝置，其中所述岸上供電子系統包括位于所述岸電用配電集裝箱內的電源裝置、岸電電纜收放裝置以及第一電纜，所述岸電用配電集裝箱的箱體本體分為四個艙室，所述箱體本體和所述各個艙室間的隔板處均設置有帶有密封裝置的門；所述電源裝置包括配電單元，所述配電單元包括高壓配電單元、中壓配電單元和低壓配電單元，其配置用于對所述高壓母線輸入的電壓進行變壓、變頻處理，所述各配電單元通過通訊總線與上位機相連，其配置用于對所述配電單元進行控制，控制所述各配電單元的開關狀態和輸出參數，所述配電單元的輸入端與高壓母線相連，所述各配電單元的輸出端與所述第一電纜相連，且所述高壓母線上設置有總開關；所述岸電電纜收放裝置包括第一卷筒、第一限位裝置和用于固定的第一框架和岸電電纜提升輸送裝置，其包括安置電纜卷筒的安裝座，所述安裝座下設置有旋轉平臺和升降移動塔，所述升降塔由構成垂向和水平移動副的多級升降塔架和升降塔頂架組成；所述岸電用配電集裝箱內設置有空調室內機，所述空調裝置安裝在所述各個隔板上，所述空調室外機分別懸掛于所述岸電用配電集裝箱的外壁上，所述岸電用配電集裝箱箱體上設置有三處電纜出線門；所述岸電用配電集裝箱設置有防水通風窗口，所述的通風窗口采用具有過濾網的防水窗。

所述電纜連接子系統包括岸電接電箱、插接裝置、計費裝置和可移動底座，所述岸電接電箱，其包括岸電箱本體、設置在岸電箱本體側面的箱蓋、第一接線口和第二接線口，所述岸電接電箱內部設置有分別用于連接船用設備的和配電單元輸出電纜的插接裝置，所述第一插接裝置配置用于與所述配電單元輸出端相連，所述第二插接裝置配置用于與所述船用設備的第二電纜相連，所述插接裝置分別設置有第一插銷和第二插銷，所述第一插銷配置用于確定不同電制電壓等級的線路，所述第二插銷配置用于連通所述線路；所述計費裝置配置包括變頻電源、收費裝置、接線箱、計量裝置、通信模塊、顯示裝置以及人機交換模塊，其中所述計量裝置通過變頻電源與外部電網相連，所述計量裝置通過接線箱與需要進行供電的外部船舶相連；收費裝置與計量裝置相連；通信模塊與外部遠程監控系統進行無線通信，顯示裝置對船舶岸電使用系統的用電指標進行顯示。

所述船舶受電系統包括船電電纜，船電電纜收放裝置，所述船電電纜從船體甲板表面伸出，貫穿船體上壁面的可供多根船電電纜穿過的筒體中穿過。

優選地，所述高壓配電單元設置有第一開關，所述中壓配電單元設置有第二開關，所述低壓配電單元設置有第三開關，所述高壓母線通過所述第一開關、第二開關和第三開關分別于所述高壓配電單元、中壓配電單元和低壓配電單元的輸入端相連；所述高壓配電單元設置有第四開關，所述中壓配電單元設置有第五開關，所述低壓配電單元設置有第六開關，所述高壓配電單元、中壓配電單元和低壓配電單元的輸出端分別通過所述第四開關、第五開關和第六開關與所述岸電箱的輸入端相連。

優選地，所述岸上供電子系統還包括能源轉換裝置、能源存儲裝置、第一顯示裝置、報警裝置和手動控制模塊，所述能源轉換裝置配置用于將風能、太陽能或潮汐能中的至少一種轉換成電能；所述能源存儲裝置與所述能源轉換裝置相連接，用于存儲所述能源轉換裝置所轉換得到的電能；所述顯示裝置對能源轉換裝置和能源存儲裝置的電能進行顯示；所述報警裝置配置用于當所述能源存儲裝置達到最大值進行報警或者使用該能源存儲裝置對所述船舶進行供電時當所述能源存儲裝置電量不足時進行報警；以及所述手動控制模塊配置用于當所述能源存儲裝置中的電能不足以滿足對靠港船舶的電能供應時，采用人工控制方法切換工作狀態。

優選地，所述能源轉換裝置為風能發電模塊、太陽能發電模塊、潮汐能發電模塊的至少一組或組合。

優選地，所述電纜具有非金屬加強纖維層和外護套且電纜內芯體內設有光纖帶。

優選地，所述第一插接裝置包括第一高壓插座、第一中壓插座和第一低壓插座，所述第二插接裝置包括第二高壓插座、第二中壓插座和第三低壓插座，所述插座包括插座座和插座內芯，所述的插座內芯安裝在插座座上，所述插座設有插座蓋，插頭未插入的狀態下，處于向下關閉狀態，在所述插座蓋與所述插座接觸處設置有密封圈。

優選地，所述防護層為防火材料制成的防火層和/或所述防護層為防爆模塊。

優選地，所述船電電纜收放裝置具有安裝座，所述安裝座上設有旋轉裝置，所述船電電纜收放裝置包括第二卷筒、第二限位裝置和用于固定的第二框架，所述第二卷筒內部焊接有第二加強筋，所述第二卷筒的外側面還安裝有第二導纜架。

優選地，所述靠港船舶使用的岸電系統還包括智能監控裝置，所述岸電監控裝置的控制單元進一步包括報警指示模塊，所述報警指示模塊在所述管控中心單元與所述控制單元之間發生電訊號異常或供電故障時進行警示；緊急人工處置模塊，所述緊急人工處置模塊在岸電通過讀卡器和無線通訊模塊進行連通或切斷無效時采用人工方式處置，所述船載岸電控制系統與所述船載變壓器連接，并具有自動和手動兩種船電轉岸電并車模式；所述船載岸電控制系統與所述船載高壓岸電測量保護柜進行通訊。

本發明的有益效果如下：

本發明中提供一種靠港船舶使用的岸電系統，其電纜通過插座或其他快速連接接頭連接，連接方便，收線時將電纜從插孔抽出簡單方便，能夠快速完成接岸電過程和斷岸電收線過程，以便進行下一次操作；采用了箱室隔板墻將集裝箱分隔，在集裝箱側壁設置了密封門，并且還采用了防水通風窗口，在不影響防水的同時對流通的空氣過濾，防止污染氣體對設備的腐蝕，提高了箱體的防水性以及散熱效果；其次，通過電纜收放裝置實現電纜的收放，設置空調裝置保證了箱體內溫度和濕度的相對平衡，不僅能夠智能化操作設備，還能保持內部環境的穩定，以抵御惡劣的外部環境；另外，對各個子系統進行集中管理和監控，船上和岸上岸電數據共享，實現遠程監控和結算。

附圖說明

以下結合附圖，對本發明的技術方案進行詳細描述。

圖1是根據本發明的靠港船舶使用的岸電系統的組成示意圖。

圖2是根據本發明的靠港船舶使用的岸電系統中岸上供電子系統的示意圖。

圖3是根據本發明的靠港船舶使用的岸電系統中電纜連接子系統的示意圖。

圖4是根據本發明的靠港船舶使用的岸電系統中船舶受電子系統的示意圖。

具體實施方式

以下將參考附圖詳細說明本發明的示例性實施例、特征和方面。附圖中相同的附圖標記表示功能相同或相似的元件。盡管在附圖中示出了實施例的各種方面，但是除非特別指出，不必按比例繪制附圖。

如圖1至圖4所示的靠港船舶使用的岸電系統100，其包括岸上供電子系統1、電纜連接子系統2和船舶受電子系統3，三個子系統外部均設置有防護層和避雷裝置。

優選地，防護層為防火材料制成的防火層。

優選地，防護層為防爆模塊。

岸上供電子系統1包括電源裝置12、岸電電纜收放裝置11以及第一電纜13。

電源裝置12位于岸電用配電集裝箱14內，岸電用配電集裝箱14包括配電集裝箱體本體141，箱體141分為四個艙室，四個艙室分為艙室一1411、艙室二1412、艙室三1413、艙室四1414，箱體本體141和各個艙室間的隔板處均設置有帶有密封裝置的門143；其中艙室一1411為開關室，內部裝有一個進線開關柜和三個出線開關柜；艙室二1412為高壓配電室；艙室三1413為中壓配電室；艙室四1414為低壓配電室，內置變壓器；電源裝置11配置用于從港口電網取電，經過變換后通過電纜連接設備輸送給船舶受電系統供船舶再使用。

電源裝置12包括配電單元，配電單元配置用于對高壓母線輸入的電壓進行變壓、變頻處理，其包括高壓配電單元121、中壓配電單元122和低壓配電單元123，各配電單元通過通訊總線與上位機相連，其配置用于對配電單元進行控制，控制各配電單元的開關狀態和輸出參數，例如，輸出參數包括輸出電壓的頻率、相位和幅值；配電單元的輸入端與高壓母線相連，各配電單元的輸出端與所述第一電纜13相連。

優選地，高壓配電單元121設置有第一開關1211，中壓配電單元122設置有第二開關1221，所述低壓配電單元123設置有第三開關1231，高壓母線通過所述第一開關1211、第二開關1221和第三開關1231分別于高壓配電單元121、中壓配電單元122和低壓配電單元123的輸入端相連；高壓配電單元121設置有第四開關1212，中壓配電單元122設置有第五開關1222，低壓配電單元123設置有第六開關1232，高壓配電單元121、中壓配電單元122和低壓配電單元123的輸出端分別通過第四開關1212、第五開關1222和第六開關1232與岸電箱的輸入端相連。

優選地，在高壓母線上設置有總開關。

優選地，岸上供電子系統還包括能源轉換裝置、能源存儲裝置、第一顯示裝置、報警裝置和手動控制模塊，其中能源轉換裝置配置用于將風能、太陽能或潮汐能中的至少一種轉換成電能；能源存儲裝置與能源轉換裝置相連接，用于存儲能源轉換裝置所轉換得到的電能；顯示裝置對能源轉換裝置和能源存儲裝置的電能進行顯示；報警裝置配置用于當能源存儲裝置達到最大值進行報警或者使用該能源存儲裝置對船舶進行供電時當能源存儲裝置電量不足時進行報警；以及手動控制模塊配置用于當能源存儲裝置中的電能不足以滿足對靠港船舶的電能供應時，采用人工控制方法切換工作狀態。

優選地，能源轉換裝置為風能發電模塊、太陽能發電模塊、潮汐能發電模塊的至少一組或組合。

岸電電纜收放裝置11包括第一卷筒、第一限位裝置和用于固定的第一框架。

優選地，第一卷筒內部焊接有加強筋且所述第一卷筒的外側面還安裝有導纜架。

優選地，岸電電纜收放裝置11還包括岸電電纜提升輸送裝置，其包括安置電纜卷筒的安裝座，安裝座下設置有旋轉平臺和升降移動塔，升降塔由構成垂向和水平移動副的多級升降塔架和升降塔頂架組成。

優選地，在岸電用配電集裝箱14內設置有空調室內機144，空調裝置安裝在各個隔板142上，空調室外機145分別懸掛于岸電用配電集裝箱14的外壁上，岸電用配電集裝箱14箱體上設置有三處電纜出線門146，第一電纜出線門配置用于供高壓電纜伸出，第二電纜出線門配置用于供中壓電纜伸出，第三電纜出線門配置用于供低壓電纜伸出。

優選地，岸電用配電集裝箱設置有防水通風窗口147，通風窗口采用具有過濾網的防水窗。

岸電用配電集裝箱內部的底面上涂覆有絕緣膠層，以達到絕緣和防水的效果。

電纜連接子系統2包括岸電接電箱21、插接裝置22、計費裝置23和可移動底座(未示出)。

岸電接電箱21，其包括岸電箱本體211、設置在岸電箱本體側面的箱蓋212、第一接線口213和第二接線口214，岸電箱本體211上設置有避雷裝置，岸電接電箱211內部設置有分別用于連接船用設備的和配電單元輸出電纜的插接裝置215，第一插接裝置2151配置用于與配電單元輸出端第一電纜相連，第二插接裝置2152配置用于與船用設備的第二電纜相連。

優選地，電纜具有非金屬加強纖維層和外護套，并且電纜內芯體內設有光纖帶。

第一插接裝置2151包括第一高壓插座201、第一中壓插座202和第一低壓插座203，第二插接裝置2151包括第二高壓插座204、第二中壓插座205和第三低壓插座206，插座包括插座座和插座內芯，插座內芯安裝在插座座上，插座設有插座蓋，插頭未插入的狀態下，處于向下關閉狀態，在插座蓋與插座接觸處設置有密封圈，密封圈配置用于使插接裝置達到很好的防水等級。

優選地，插接裝置215分別設置有第一插銷2153和第二插銷2154，第一插銷2153配置用于確定不同電制電壓等級的線路，第二插銷2154配置用于連通線路。

優選地，在第一插銷放置之后，高壓插座之間、中壓插座之間和低壓插座之間的第二插銷分別具有不同的形狀，避免第二插銷放置錯誤發生錯誤。

優選地，岸電接線箱配置多個輸出接口，能夠同時向多艘船舶提供電源。

計費裝置22配置用于對岸電供電進行有效計量和監測，其包括變頻電源、收費裝置、接線箱、計量裝置、通信模塊、顯示裝置以及人機交換模塊，其中計量裝置通過變頻電源與外部電網相連，計量裝置通過接線箱與需要進行供電的外部船舶相連；收費裝置與計量裝置相連；通信模塊與外部遠程監控系統進行無線通信，顯示裝置對船舶岸電使用系統的用電指標進行顯示，計量裝置克服了船舶方與供電方大致按照船舶用電量收費缺乏準確度，并且船舶不能及時了解自身用電情況的問題，方便船舶與供電方的使用和監控。

可移動底座配置用于帶動所述岸電箱在岸上供電子系統和船舶受電子系統之間進行移動。

船舶受電子系統3包括船電電纜30，船電電纜收放裝置31，船電電纜從船體甲板表面伸出，貫穿船體上壁面的可供多根船電電纜穿過的筒體32中穿過。

船電電纜收放裝置31具有安裝座，安裝座上設有旋轉裝置。船電電纜收放裝置包括第二卷筒、第二限位裝置和用于固定的第二框架，第二卷筒內部焊接有第二加強筋，第二卷筒的外側面還安裝有第二導纜架。

優選地，靠港船舶使用的岸電系統還包括智能監控裝置，岸電監控裝置之控制單元進一步包括：報警指示模塊，報警指示模塊在管控中心單元與控制單元之間發生電訊號異常或供電故障時進行警示；緊急人工處置模塊，緊急人工處置模塊在岸電通過讀卡器和無線通訊模塊進行連通或切斷無效時采用人工方式處置，船載岸電控制系統與船載變壓器連接，并具有自動和手動兩種船電轉岸電并車模式；船載岸電控制系統與船載高壓岸電測量保護柜進行通訊，并具備以太網、光纖、rs485、modbus通信接口。

最后應說明的是：以上所述的各實施例僅用于說明本發明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或全部技術特征進行等同替換；而這些修改或替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的范圍。