摘 要

本文研究课题主要是以长江内河港口现有的码头条件和供电系统为出发点，借鉴了国外发达国家的船舶岸电技术应用现状，对港口船舶低压岸电系统做了详细分析并且设计改进了普通的充电桩，希望帮助内河港口推广低压船舶岸电系统的使用，减少环境污染。最后设计的智能岸电充电桩和建模仿真结果对于低压岸电上船具有重要指导意义。

论文主要研究了内河港口船舶岸电供电系统，对内河港口岸电供电系统的组成、分类、配置形式、技术关键以及岸电电路和充电桩等做了详细阐述。

研究结果表明在内河港口推广船舶岸电供电系统可以增加港口的竞争力，减少港口周围环境污染。

本文的特色针对岸电系统中常用的码头充电桩进行改进，添加了许多智能化功能，为岸电连接和岸电供电提供更多便捷，对岸电系统进行建模仿真，阐述内河港口采用380V岸电上船的可行性。

关键词：船舶；岸电供电；港口；码头；智能充电桩

Abstract

In this paper, the research project is based on the existing terminal conditions and power supply system of the Yangtze River inland port as the starting point, draws on the application status of ship shore electricity technology in developed countries, and makes a detailed analysis of the port ship low pressure shore system and designed to improve the general Charging pile, hoping to help the inland port to promote the use of low voltage ship shore electricity system to reduce environmental pollution. Finally, the design of the intelligent shore charge pile and modeling simulation results for low-voltage shore liters has important guiding significance.

This paper mainly studies the ship shore power supply system of inland river port, and makes a detailed elaboration on the composition, classification, configuration form, technical key and shore power circuit and charging pile of inland river port power supply system.

The results show that the promotion of ship shore power supply system in the inland port can increase the competitiveness of the port and reduce the environmental pollution around the port.

The characteristics of this paper are aimed at improving the terminal charging piles commonly used in the shore system, adding many intelligent functions, providing more convenient for shore power connection and shore power supply, modeling and simulating the shore power system, and explaining the 380V shore The feasibility of boarding on board.

Key Words：ship；Shore power supply；port；Intelligent charging pile

目录

第一章 绪论 1

1.1船舶岸电供电系统研究背景和意义 1

1.2国内外发展现状 1

1.2.1国外发展及应用现状 1

1.2.2国内发展及应用现状 3

1.3本文内容结构 3

第二章 船舶岸电供电系统介绍和优势分析 5

2.1船舶岸电供电系统的组成和分类 5

2.2船舶岸电供电系统应用优势 6

2.2.1 政策优势 6

2.2.2技术成熟 6

2.2.4市场前景广阔 6

2.3岸电上船的意义 6

第三章 船舶岸电供电系统配置 8

3.1船舶岸电供电电源配置形式 8

3.1.1分布式配置形式 8

3.1.2集中式配置形式 8

3.1.3直流电传输形式 9

3.2 船舶码头岸电系统的配置 10

3.2.1 码头岸电系统现状 10

3.2.2码头岸电供电系统设备改进 10

第四章 船舶岸电供电系统设计及关键技术 13

4.1船舶低压岸电供电技术简介 13

4.2船舶低压岸电供电系统设计 13

4.2.1低压岸电系统主接线图设计 13

4.2.2岸电系统硬件设计 15

4.3船舶岸电供电技术关键 15

4.3.1变频技术 15

4.3.2快速连接技术 16

4.3.3无缝切换并网技术 17

第五章 智能化船舶岸电供电桩研究与设计 18

5.1普通码头充电桩存在的问题 18

5.2智能船舶岸电供电充电桩设计的预期功能 18

5.2.1状态显示功能 19

5.2.2故障智能检测及报警功能 19

5.2.3紧急停止功能 19

5.2.4计量功能 19

5.2.5刷卡供电功能 20

5.2.6设置功能 20

5.2.7保护功能 20

5.3适用范围及技术标准 21

5.3.1环境条件 21

5.3.2 技术指标 22

5.4智能充电桩设计 22

5.4.1 岸电充电桩总系统 22

第六章 船舶岸电供电系统建模与仿真 31

6.1 电力仿真及相关软件的简介 31

6.2 建模与仿真 31

6.2.1船舶岸电供电系统电路模型的搭建 31

6.2.2船舶岸电供电系统仿真 37

第七章 环境影响及经济性分析 39

7.1环境影响 39

7.2经济性分析 40

第八章 总结 42

参考文献 43

致 谢 44

第一章 绪论

1.1船舶岸电供电系统研究背景和意义

在经济全球化发展的大趋势下，我国进出口贸易也在不断发展壮大。据统计，2002年，我国进出口贸易量达到6000亿美元，而到了2012年我国进出口贸易量增长到了38668亿美元^[1]。进出口贸易量的飞速增长与我们国家的运输业紧密相关，在全球的运输业务中，水运与陆上运输相比有着成本低、输送距离远、运输批量大等优点，因此水运的发展也是突飞猛进。

港口作为水路运输的中转站，承当着重要的经济纽带的作用。港口建设因此得到了快速发展。目前，我国已经成为航运贸易大国和世界港口大国，全国港口货物吞吐量和集装箱吞吐量连续九年位居世界第一位。港口日渐增长的贸易往来在推动经济发展的同时，也给周边的港口环境带来巨大的压力，船舶在停靠港口期间所带来的污染排放、噪声以及能源消耗等问题亟待解决。根据国际海事组织（IMO）公布的数据表明：在全球，使用柴油作为动力能源的船舶每年约向大气排放1000万吨氮氧化物（NO_X）以及850万吨硫氧化物（SOx）,在气候作用下，这些污染物甚至可以传播到1000公里以外的地区^[2]。美国的洛杉矶港口和长滩港也做了类似调查统计，在2002年1月1日到2003年5月31日期间，对到访的1148艘船舶的2913次访问中所排放的氮氧化物（NOx）做出了统计，其结果表明在排放的污染物NOx中约有1/3的都是船舶靠港期间产生的。而国内的调查中发现，在2012年，仅天津港的靠港船舶就高达23800艘次，不难推测其中的污染排放有多么严峻。

越来越多的国家开始关注和重视港口靠港船舶带来的污染问题。在经济发展与随之而来的环境问题日益突出的时候，我国政府提出了“资源节约型、环境友好型”社会的建设目标。因此，对与港口的节能减排问题必须采取有效的措施和解决方案。