1. 研究目的与意义（文献综述）

随着社会的发展和科技的进步，游轮逐渐成为一部分人出行旅游的重要选择之一。在国内和国际的一些沿海旅游城市和沿江河重要城市中，都修建了供游轮停靠的邮轮港口或者客运码头。在游轮停靠在港口内部时，一般需要8-20mw的电功率来维持包括导航系统、动力系统、空调系统、酒店服务等在内船舶内部设施的日常运作。船舶航行的过程中，日常的电能往往是由船上的汽轮机带动发电机供电而实现的，燃烧化石燃料会造成硫化物、氮氧化物、二氧化碳、固体废弃颗粒物等多种污染物质的排放。由于邮轮港口肩负着交通枢纽和客运运输的功能，所以往往修建在靠近市中心、交通发达，基础设施健全的城区中，而不是像货运码头一样修建在远离城市的外海区域或郊区，这导致一定时期内，在一些重要的沿江沿海城市中，港口中停泊的游轮发电机排放的污染物一度成为城市空气污染的主要来源。在此背景下，研究一种由陆地港口而不是船舶自身发电设备通向港内船舶提供电能的方法就显得很有必要。

港口岸电设备的主要作用是将船舶电力系统并入陆地电网中，由岸上供电设施经输电线缆为船舶提供在港期间所需的电能，达到使船舶可以关闭自身发电机，减少污染和燃料浪费的目的。然而在实际应用中仍存在一些困难，例如各个国家和船只设计建造厂之间的频率标准标准并不统一，同一家造船厂做制造的不同排水量等级的船舶之间的电压水平也不尽相同。这些都对港口岸电设施的制造提出了很高的要求，尤其对大功率、高电压工作条件下的整流、逆变、升压、降压、滤波、斩波等电力电子设备提出的挑战更高。

目前，国内外对该课题的研究重点，主要集中在船舶和港口金属支柱的等电位阴极保护、大功率整流逆变设备的设计和制造、港口接地网和变压器中性点接地之间的配合等问题上。例如，船舶的金属外壳和港口的金属承重柱长期浸泡在海水中，极易锈蚀，所以需要采用外加原电池的阴极保护法对其进行保护。在船舶进入港口并接入岸电设备获电力时，港口支柱和船舶外壳之间不能存在电势差，否则两者之间将会通过海水等媒介形成导电回路，产生跨步电压触电的风险；不同船只制造厂所生产的船舶额定频率不同，典雅的等级也不尽相同，所以导致在港口岸电设备中要配套有大容量大功率高电压等级的的变压和变频设备，港口的金属接地网会和港口配电线路的中性线和港口配电变电站变压器二次侧中性点之间相互影响，尤其在输电线路中发生接地故障时情况会变得更加复杂。这都对岸电系统及其配套供电设施的设计和制造提出了很高的要求。

2. 研究的基本内容与方案

本课程设计拟为一座20万吨级邮轮码头设计一套港口岸电系统，旨在通过电缆，将停靠在港口内的大型游轮自身的电力系统并入陆地电网之中，通过陆地电网为其进行供电，使其可以关闭自身发电机，达到减少排放，节约能源的目的。具体项目和技术路线包括：

参照工程惯例和国家标准，以及主流邮轮和大型船舶制造厂的标准，确定游轮所需的供电功率、额定频率和岸电电压，对港口岸电系统最核心的变频变压电源装置进行选型和设计，以达到港口向船舶额定频率与港口所在地电网频率不同的游轮供电的目标。变频器拟采用“交流-直流-交流”的变频方式，先将电网电压经整流、滤波和稳压之后变为稳定的直流电压，再用逆变器将其转变为符合游轮电气设备额定频率的正弦交流电，具体设计细节包括整流、滤波、稳压、逆变等模块的选型及其连接方案的设计，用cad等工程制图软件画出具体电路图。考虑到20万吨级游轮用电需求巨大，往往要求15mw以上的供电功率，单个逆变设备很难满足供电需求，所以可能需要运用逆变设备多重化的技术，将多套变频设备串联或并连起来为游轮供电，具体情况需要在日后设计过程中结合实际情况做出选择；

对岸电系统可能会使用到的配套设施和辅助设备，如馈电柜、报警和保护装置等进行设计，并提出选型清单或者cad电路图、连接图作为设计成果。在设计过程中具体参照的设计标准和选型规范，可以以国家电网公司沿海城市大型海港或大型工厂的配电设施为参考，并着重考虑到沿海地区高盐度、高锈蚀、大风、台风、夏日高温等地理特点和气象特点，拟定足够的技术指标和设备强度。依据港口计划的泊位数量和港深、吨位、吞吐量等数据，估算出港口岸电设备所需要的电功率大小，并在留有足够裕度的情况下制定出输电容量、电压等电气指标。参考沿海高腐蚀地区输电线缆选型的依据，对岸电设施配电电缆进行选型，以使其发热、电能损耗、抗腐蚀性、输送功率等指标达到预期要求，选型中的具体参考标准可以参照国标或者国家电网公司的实地指标进行选择；

3. 研究计划与安排

第1周查阅设计题目的相关资料；

第2周撰写开题报告；

第3周翻译英文资料；

4. 参考文献（12篇以上）

[1]马涛,王金全,金伟一,李建科. 低压船舶岸电供电系统方案研究[j]. 船电技术,2011,31(07):42-46.

[2]王金旺. 船舶岸电技术应用研究[d].华北电力大学,2015.

[3]季学彬. 船舶岸电供电自动监控系统研究与设计[d].江苏科技大学,2015.