如何设计多泊位岸电系统

从泊位运营矩阵开始

泊位布局告诉您船只可以停靠的位置。但它并不能说明电力系统应该如何运行。.

在选择设备之前，先定义操作组合。.

对于每个泊位，请确认：

• 船舶类型和预计的航行时间；;
• 所需电压和频率；;
• 最大电力需求；;
• 大型电机和启动方法；;
• 低压或中压连接；;
• 连接点的位置；;
• 电缆路线和距离；;
• 另外的泊位是否需要同时提供岸上电源。.

然后定义哪些泊位组合必须提供。.

一个三泊位航站楼可能在任何时候只允许一艘活跃的船舶使用。另外一个可能需要同时供电的两座泊位。如果安装的设备比所有可能的泊位负载的总和还要小，那么这些操作限制就必须融入系统理念中，而不是由操作员记忆中决定。.

本阶段所需的信息包括船舶、电网和负载信息，这些信息已包含在我们的文件中。 岸电选择与兼容性指南 .

根据运营需求选择架构

不存在一种单一的正确的多泊位建筑模式。.

电气布置应该遵循终端所期望的功能。.

共享的转化路径

当运营计划不需要这些泊位同时通电时，一个共享系统就可以通过一个共同的转换路径连接多个物理泊位。.

在其中一个配置中，配备了 630 kVA 的三路供电系统。 一个带有相位转换变压器的630 kVA频率转换系统， 一台630 kVA干式隔离变压器、计量设备两台 高压开关设备单元、三台低压开关设备单元和三台 泊位连接箱。.

船坞前部配备了三个低压输出端子，但它们并未被使用。 安排在三个停泊位置之间每隔一段时间供应一艘船。 该系统架构包括进出电机的开关设备， 变频器、相位转换器和隔离变压器，泊位 连接设备、本地和远程监控、通信以及 输入/输出能源计量。.

新增的连接点增加了船只可以连接的位置。 他们没有增加安装的转换能力。.

独立转换路径

当两艘船需要在同一时间获得岸上电力供应时，要求就会发生变化。.

因此可能需要单独的转换路径，以便每个活跃的容器拥有足够的转换能力、转换能力、分配能力和控制能力。.

这一决定不仅影响到变电站，而且还涉及上游电网、变压器、开关柜、配电装置、保护系统、计量系统以及辅助系统，它们都需要支持同时运行的条件。.

我们的 岸电系统架构与组件 该页面解释了这些元件如何构成完整的从岸到舰艇的电气路径。.

多于一个位的移动式供应系统

多泊位码头并不总是需要一个大型中央供电装置或每个泊位都有一台固定式变频器。.

一个配置为两个卧铺的500 kVA移动式配置用于连接主环路。 设备、低压出口开关柜、500 kVA隔离变压器 配备了电动底架、靠岸连接设备和通风设备。 该装置可以放置在选定的泊位附近，并转换成 可供6/6.6 kV 的低压50 Hz或60 Hz船用电源使用。.

这种安排在船只航次安排、泊位间隔和运行模式不要求重复使用固定设备的条件下，可能是有用的。.

多式联运电力走廊实际上包含哪些内容

岸电系统不仅仅是：

完整的 630 kVA 配置包括：

• 高压进出电柜；;
• 相位转换变压器；;
• 变频系统；;
• 隔离变压器；;
• 低压配电；;
• 泊位连接箱；;
• 本地和远程监控；;
• 保护和沟通；;
• 能源计量；;
• 电源电缆。.

对于多泊位设计，每个共同组件都会产生两个问题：

多少个泊位连接点取决于它？

如果该组件因维护或故障而被隔离，泊位可用性会发生什么情况？

即使终端安装了足够的K VA，也仍然可以正常运行。 由于这些泊位都依赖于一个因素，因此会失去几个泊位的使用权。 一般变压器、转换器或开关设备部分。.

因此，仅凭转换器的性能评级并不能充分说明系统的实际可用性。.

尺寸容量：按同步工作量计算，而非按输出数量计算

不要根据泊位插座的数量乘以假定船只的载重量来计算所需的岸电容量。.

平均能耗也不够。.

该设备应根据其最大可信的同步运行条件进行检查。.

该审查可以包括：

• 持续的船只需求；;
• 来自多个船只的同步需求；;
• 大功率电机启动；;
• 载荷的急剧变化；;
• 变压器损耗；;
• 转换器损耗；;
• 辅助载荷；;
• 工程利润率。.

一个有三个连接点的港口可能只需要一个 630 kVA 的电源。 如果其操作规则允许一次只允许一艘船通过，则应采用转换路径。.

另外一个三层候机楼可能需要两套完整的5 MVA 系统，因为 两艘大型船只必须同时支撑。.

检查每个站台作为完整的电气回路

共享的电源源仍需要一条清晰的电气路径，才能连接到每个可能停靠的泊位。.

对于每个泊位路径，请进行复查：

• 切换；;
• 隔离；;
• 导体尺寸；;
• 进料长度；;
• 电压下降；;
• 保护；;
• 故障职责；;
• 接地和中性配置；;
• 状态指示；;
• 连接设备。.

靠近转换器的那座桩和最长的进料管道末端的桩不应该自动被视为电气上完全相同。.

电缆距离、电流、导体布置和安装方式都会影响电压降和故障情况。.

转换器改变了短路研究结果

基于变流器的岸上供电系统并不总是可以像传统的变压器和电缆供电系统那样进行处理。.

在630 kVA系统短路计算中，故障研究进行了 分为两个部分：

1. 在变频器之前的网络；以及
2. 转换器输出端/船体侧。.

原因在于，频率转换阶段位于上游网络和船舶负载之间，因此故障路径与单纯采用变压器的系统不同。.

对于多停靠的航站楼，如果出现以下情况，可能需要再次检查故障原因：

• 几个进料源共享一个转换源；;
• 泊位路线的阻抗不同；;
• 输出电压水平发生变化；;
• 新增一台变压器或开关柜部分；;
• 活动泊位路径已更改。.

不同的电压和频率要求可能会改变架构 V。

不同的船舶可能需要不同的电气条件。.

一个船只可能需要50赫兹的低压供电，而另一艘则需要 60 Hz。较大的船舶可能需要中压岸电，而非低压岸电。.

共享转换系统可以在用户选择不同的操作模式时支持这些模式，并且设备是为此而设计的。.

这套配备三个充电桩的630千V瓦充电桩配置既支持50赫兹模式，也支持60赫兹模式。 低压供电模式。.

更重要的问题是是否需要提供不同的输出。 同时.

如果两个处于运行状态的船舶同时需要不同的电压或频率条件，那么端子就需要能够独立产生这些输出的电气路径。.

具体取决于项目情况，这可能意味着：

• 独立的转换路径；;
• 独立的水下游变压器；;
• 独立的分发部分；;
• 或者采用另有设计好的安排。.

控制、计量和SCADA系统需要遵循主动式泊位模式

如果操作人员无法识别出哪个泊位和电路处于活动状态，那么多泊位岸电系统就无法完整运行。.

运营信息可能包括：

• 断路器状态；;
• 电压；;
• 当前；;
• 权力；;
• 能源；;
• 报警器；;
• 变压器的状况；;
• 设备运行状态。.

一种岸上供电监控配置用于测量输出电压和电流进行能源计算，通过光纤以太网将能源传输和计费数据发送至监控中心，并提供SCADA功能用于故障查询、运行数据记录、参数设置、断路器状态和变压器运行状况。.

对于多泊位操作，控制系统必须将有效泊位与正确的电气路径关联起来。.

如果共享转换路径上只允许有一艘船只运行，那么第二艘不兼容的船只的命令不应该导致意外的并行需求。.

如果同时有两艘船的供应，则每个活动路径都需要清晰的状态可见性。.

计量需要明确的界限

630 kVA 配置包括了输入和输出端的能量计量功能。 输出侧。.

对于多航站楼的航站楼，则会出现另一个问题：

如果电力由泊位或船舶分别结算，则测量范围应与该结算方式一致。.

一套普通的上游仪表可能用于计算整个系统的能源总量，但它并不会自动提供每艘船的具体数据。.

配备一台 630 kVA 的转换系统的三座船

配备两套5V马赫岸电系统的三座船坞

两种不同的架构，一个设计原则

这两个系统适用于不同的船舶和功率等级。.

可靠性始于你必须生存的失败

“多余”并不是一项完整的工程要求。.

该项目应该明确规定哪些情况下的失败是可以容忍的。.

• 即使有一台电源模块发生故障，也能继续运行；;
• 在完成一个转换器后，仍保持着充足的泊位可用性；;
• 如果一个进料装置发生故障，仍能继续运行；;
• 变压器维护期间的操作；;
• 在普通开关设备停机期间，备用插座的可用性。.

630 kVA 的转换器采用模块化 IGBT 电源单元， 包含检测和绕过/移除逻辑，用于在电源单元出现故障时进行操作 所述的控制策略。.

这在功率模块层面体现出了冗余。.

它不会创建第二个完整的转换器、变压器、供电路径或泊位供应路径。.

这样写出的要求可以转化为实际的变流器、变压器、开关设备和配电网架构。.

关于采购方面，, 商业岸上电力系统 应该根据完整的运行体系结构进行评估，而不只是根据转换器 kVA 的性能进行评估。.

常见的多泊位岸电设计错误

• 将连接箱计入装机容量。. 三个物理连接点并不意味着三个设备可以同时接收全部转换器的输出功率。.
• 根据平均负载进行调整。. 平均耗电量并未显示出最大一致性需求、发动机启动或突发负载峰值的情况。.
• 在定义操作矩阵之前选择转换器。. 设备容量在纸面上可能准确无误，但仍无法与实际的泊位安排相匹配。.
• 忽略最长的馈线。. 最远的连接处可能需要更换不同的导线尺寸或调整电压降。.
• 将短路分析视为仅限于变压器的问题。. 变频器改变了电网和船舶之间的电力传输路径。.
• 将泊位选择留给操作员记忆。. 应通过运营和控制理念强制执行限制泊位组合。.
• 将模块冗余视为整个系统的冗余。. 一个可以绕开的电力模块不会创建另一个完整的岸上电力路径。.
• 在电气架构之后定义计量。. V以塞尔级结算要求测量边界得到一致同意。 同时正在设计泊位分配方案。.

在配置多泊位系统之前需要的信息

工程评审应该从项目数据开始，而不是从预先选定的转换器性能评级开始。.

通过这些输入数据，可将变送器数量、变压器容量、泊位分配、故障处理、保护、计量和控制等功能整合为一个系统。.

常见问题解答