一. 背景

據(jù)統(tǒng)計(jì)，船舶燃料年消費(fèi)量的5%是在港口停泊時(shí)消耗的。船舶排放的污染物占港口總污染物的60%以上，每年船舶排放的二氧化碳和硫氧化物分別是汽車排放量的2倍和200倍。船舶輔機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)電時(shí)產(chǎn)生的噪聲和振動(dòng)，也給船員和鄰近社區(qū)居民的工作和生活帶來極大困擾。隨著IMO溫室氣體減排戰(zhàn)略和2020硫排放限制的實(shí)施，港口環(huán)境污染問題亟待解決，船舶岸電的技術(shù)發(fā)展和推廣使用越來越受到業(yè)界重視。

• 2019年聯(lián)合印發(fā)了《關(guān)于進(jìn)一步共同推進(jìn)船舶靠港使用岸電工作的通知》：

      《通知》提出要統(tǒng)一岸電標(biāo)準(zhǔn)，促進(jìn)岸電規(guī)范化建設(shè)；加快設(shè)施建設(shè)，推動(dòng)岸電規(guī)?；l(fā)展；完善供售電機(jī)制，推動(dòng)岸電可持續(xù)發(fā)展；加大支持力度，推動(dòng)岸電常態(tài)化使用；提升服務(wù)水平，推動(dòng)岸電便利化使用。

• 2020年第十三屆全國人民代表大會通過的《中華人民共和國長江保護(hù)法》正式實(shí)施：

       要求，長江流域縣級以上地方人民政府對長江流域港口岸電設(shè)施、船舶受電設(shè)施的改造和使用按照規(guī)定給予資金補(bǔ)貼、電價(jià)優(yōu)惠等政策扶持。長江流域具備岸電使用條件的船舶靠港應(yīng)當(dāng)按照國家有關(guān)規(guī)定使用岸電。具備岸電使用條件的船舶未按照國家有關(guān)規(guī)定使用岸電的，責(zé)令停止違法行為，給予警告，并罰款；

• 2021年聯(lián)合印發(fā)了《關(guān)于進(jìn)一步推進(jìn)長江經(jīng)濟(jì)帶船舶靠港使用岸電的通知》

      提出要協(xié)同推進(jìn)船舶和港口岸電設(shè)施建設(shè)；進(jìn)一步降低岸電建設(shè)和使用成本；強(qiáng)化岸電建設(shè)和使用監(jiān)管；優(yōu)化提升岸電服務(wù)水平；并切實(shí)落實(shí)各方責(zé)任。

• 為了進(jìn)一步貫徹落實(shí)相關(guān)的國家法律和政策，各地方運(yùn)輸局也分別出臺港口船舶岸電管理辦法和實(shí)施細(xì)則。

二. 行業(yè)需求

2.1用戶的“痛點(diǎn)”有哪些呢 ？

• 國家、政府關(guān)于綠色港口、零碳港口和綠色河道的政策要求

• 電氣設(shè)備、船舶信息檔案缺乏有效的狀態(tài)監(jiān)測及運(yùn)維管理系統(tǒng)。異常發(fā)現(xiàn)不及時(shí)維護(hù)效率低

• 港口路燈、港口照明系統(tǒng)統(tǒng)一管控的需求

• 用能種類多樣，人工統(tǒng)計(jì)分析困難，工作量大

• 港口風(fēng)、光、儲一體化管理的需求

• 岸電供電、電動(dòng)船舶、電動(dòng)汽車的充電收費(fèi)管理需求

• 岸電改造，用電量大，運(yùn)維困難，巡檢效率低，運(yùn)營成本高

• 供電范圍大，距離長，電氣火災(zāi)和電氣安全預(yù)防困難

2.2 用戶的實(shí)際需求是怎樣的 ？

A. 全面的能源管理：

對港口作業(yè)區(qū)內(nèi)，以電能為主，輔以油、氣、冷、熱等多種能源的分配、轉(zhuǎn)化、存儲、消費(fèi)等環(huán)節(jié)協(xié)調(diào)與優(yōu)化；

構(gòu)建港口光伏、風(fēng)機(jī)、儲能、電動(dòng)汽車、岸電、生活輔助供電和港口設(shè)備用電的統(tǒng)一集成的能源管理平臺，實(shí)現(xiàn)能源使用的全領(lǐng)域和全過程的可視化、透明化；

B. 供電穩(wěn)定、質(zhì)量可靠:

港口內(nèi)重要的設(shè)備，靠岸船舶供電的岸電系統(tǒng)，需要保障供電時(shí)的不間斷供電和連續(xù)性；

產(chǎn)生諧波干擾的設(shè)備較多，消除諧波影響，提升港口及船舶岸電的電源質(zhì)量；

C. 運(yùn)維效率提升:

港口岸電配電設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測、管理和維護(hù)，對船舶信息進(jìn)行登記和管理；

岸電設(shè)備分布相對較分散，相對孤立，設(shè)備巡檢繁瑣；

D. 新型電力系統(tǒng)綜合管控:

對港口內(nèi)由分布式電源、儲能、能量轉(zhuǎn)化、相關(guān)負(fù)荷及監(jiān)控保護(hù)設(shè)備組成的系統(tǒng)進(jìn)行自我控制、保護(hù)和管理；

新能源系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控、診斷告警、全景分析、有序管理和高級控制，實(shí)現(xiàn)不同目標(biāo)下風(fēng)光儲充資源間的靈活互動(dòng)與經(jīng)濟(jì)優(yōu)化運(yùn)行。

E. 用能安全和環(huán)境安全:

港口及船舶貨物眾多，特別關(guān)注供配電系統(tǒng)的安全，嚴(yán)防電氣火災(zāi)事故的發(fā)生；

關(guān)注用能環(huán)境安全，實(shí)時(shí)監(jiān)測溫度、濕度、壓差、噪聲、水浸、煙感、門禁、攝像頭等參數(shù)

三. 解決方案介紹

3.1 標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于岸電的基本要求

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GB/T 51305-2018《碼頭船舶岸電設(shè)施工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》

• 碼頭船舶岸電系統(tǒng)的基本組成 （碼頭岸電系統(tǒng)一般包括岸上變電站、岸基供電系統(tǒng)、船岸連接系統(tǒng)，然后連接到船舶的船載受電系統(tǒng)。）

• 碼頭船舶岸電系統(tǒng)輸出電壓和頻率

• 變壓變頻電源 （ 改變電壓和（或）頻率的供電裝置，又分為高壓變壓變頻電源和低壓變壓變頻電源。）

3.2 系統(tǒng)解決方案—概述

AcrelEMS-PSP港口船舶岸電能效管理聚焦港口的能量和信息的流向搭建平臺解決方案。該系統(tǒng)解決方案集變電站綜合自動(dòng)化、電力監(jiān)控、電能質(zhì)量分析及治理、電氣安全、能耗分析、照明控制、設(shè)備運(yùn)維于一體。

• 打破子系統(tǒng)孤立，配置方便，運(yùn)維便捷；

• 多套子系統(tǒng)融合為一，布設(shè)成本降低；

3.3 系統(tǒng)方案—框架圖

3.4 系統(tǒng)方案—35KV

3.5 系統(tǒng)方案—10KV

3.6 系統(tǒng)方案—0.4KV 低壓IT系統(tǒng)

根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 51305-2018，1377-443-0992《碼頭船舶岸電設(shè)施工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》第4.3.8的要求，低壓配電接地家采用IT方式，也可選用經(jīng)過隔離變壓器的TN-S方式。

IT系統(tǒng)通常需要通過絕緣監(jiān)測儀來監(jiān)測系統(tǒng)的接地故障，并在故障時(shí)發(fā)出報(bào)警信息，提醒工作人員及時(shí)排除故障。為了方便故障排查，也可以裝設(shè)絕緣故障定位產(chǎn)品，以實(shí)現(xiàn)絕緣故障的支路定位。

絕緣監(jiān)測儀主要安裝于低壓IT系統(tǒng)的變壓器出線側(cè)，用于監(jiān)測整個(gè)IT系統(tǒng)（包括各支路）對的絕緣電阻。測試信號發(fā)生器和絕緣故障定位儀用于系統(tǒng)出現(xiàn)絕緣故障時(shí)，進(jìn)行故障支路定位，定位儀通過穿過每個(gè)支路的互感器來監(jiān)測定位信號，實(shí)現(xiàn)接地故障支路的定位功能。

3.6 系統(tǒng)方案—港口低壓配電

電氣火災(zāi)監(jiān)控:  對于港口內(nèi)其它陸域設(shè)施，如堆場、鐵路站場、輔助生產(chǎn)及港內(nèi)生活建筑物等場所的供電，通常采用TN系統(tǒng)或TT系統(tǒng)。

針對低壓用電環(huán)節(jié)各回路中的剩余電流、溫度、故障電弧，以及短路等容易引發(fā)電氣火災(zāi)的參量進(jìn)行實(shí)施監(jiān)測和保護(hù)。當(dāng)這些參量越限報(bào)警時(shí)，及時(shí)提醒維護(hù)人員進(jìn)行安全檢查，防止引發(fā)電氣火災(zāi)事故。

AFPM消防設(shè)備電源監(jiān)控針對港口內(nèi)生產(chǎn)生活建筑內(nèi)的消防設(shè)備的電源進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控，通過檢測電壓、電流、開關(guān)狀態(tài)等有關(guān)參數(shù)，判斷消防設(shè)備的電源是否處于正常工作狀態(tài)的監(jiān)控系統(tǒng)；一旦火災(zāi)發(fā)生時(shí)，確保消防設(shè)備的正常運(yùn)行。

3.7 系統(tǒng)方案—末端配電（照明）

ASL智能照明控制:

在港口的生產(chǎn)建筑物（如集裝箱拆裝箱庫、一般雜貨倉庫、大件及散貨倉庫、維修車間等）和生活建筑的公共場所的照明，可采用智能照明控制系統(tǒng)

智能照明控制可實(shí)現(xiàn)照明燈具的單控、區(qū)域控制、自動(dòng)控制、感應(yīng)控制、定時(shí)控制、場景控制、調(diào)光控制等多種控制方式。具有如下功能特點(diǎn)：

*節(jié)約能源

*智能化控制

*減少維護(hù)費(fèi)用

*營造舒適的工作環(huán)境

*延長燈具壽命

路燈安全用電 :

港口的室外大面積照明（如堆場、碼頭）及道路照明大多采用高桿高明，可采用安科瑞路燈安全用電管理系統(tǒng)，監(jiān)測漏電，管控路燈。

在路燈配電箱內(nèi)，采用ARCM300智慧監(jiān)控裝置監(jiān)測各回路電參量、漏電及線纜溫度，檢測到漏電、線纜超溫等異常時(shí)可通過DO輸出控制斷開供電，切除隱患。

在路燈燈桿內(nèi)，可采用ARCM310-NK內(nèi)控型產(chǎn)品，可實(shí)現(xiàn)如下功能：

1）用電、漏電、溫度監(jiān)測及保護(hù)；

2）路燈時(shí)控及遠(yuǎn)程控制；

3）4G無線通訊，云平臺遠(yuǎn)程監(jiān)控。

3.8 .系統(tǒng)方案—分布式光伏系統(tǒng)

為了響應(yīng)“雙碳”目標(biāo)及建設(shè)綠色港口的要求，在港口的生產(chǎn)及生活建筑、維修車間的屋頂，設(shè)置分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)，通過綠電的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)減碳目的，提高新能源的占比，不斷邁向“零碳港口”。

*氣象信息采集（溫濕度，風(fēng)速，輻照度等）

*用電參數(shù)監(jiān)測

*并網(wǎng)電量采集

*光伏組件及線纜溫度監(jiān)測

*逆變器交/直流電參量監(jiān)測

*防逆流裝置監(jiān)測

3.9 系統(tǒng)方案—分布式儲能系統(tǒng)

儲能作為電能存儲介質(zhì)，可彌補(bǔ)新能源發(fā)電穩(wěn)定性、供電可靠性及用電成本過高的問題。分布式儲能在接入配電系統(tǒng)時(shí)需配置二次保護(hù)設(shè)備，還要配置滿足調(diào)度自動(dòng)化、滿足并網(wǎng)電能質(zhì)量要求的保護(hù)設(shè)備和裝置。同時(shí)為了構(gòu)建儲能系統(tǒng)的能量管理與運(yùn)維系統(tǒng)，配置通訊設(shè)備和能量管理系統(tǒng)，幫助用戶獲取削峰填谷、需量電費(fèi)管理收益，并在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)電能質(zhì)量改善、應(yīng)急備電、無功補(bǔ)償等附加服務(wù)。

3.10 系統(tǒng)方案—充電樁

電動(dòng)汽車現(xiàn)已成為泛使用的綠色能源交通工具，使用電能可轉(zhuǎn)化為驅(qū)動(dòng)動(dòng)力，節(jié)能環(huán)保。

根據(jù)國家發(fā)布《加快單位內(nèi)部電動(dòng)汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)》要求，新建停車場要有至少10%的充電設(shè)施。

港口的停車場和車庫也需要配置適量的電動(dòng)汽車充電設(shè)施，以滿足電動(dòng)汽車的充電需求。

安科瑞充電樁收費(fèi)云平臺系統(tǒng)通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對接入系統(tǒng)的充電樁站點(diǎn)和各個(gè)充電樁，可實(shí)現(xiàn)以下功能：

1）充電樁數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測

2）充電樁異常報(bào)警

3）充電收費(fèi)管理

安科瑞充電樁硬件：

智能監(jiān)測：具備對充電樁具備測量、控制與保護(hù)的功能，如運(yùn)行狀態(tài)、故障狀態(tài)監(jiān)測、充電計(jì)量計(jì)費(fèi)以及充電過程聯(lián)控等。

智能計(jì)量：輸出配置智能電能表，進(jìn)行充電計(jì)量，具備完善的通信功能，可將計(jì)量信息經(jīng)RS485上傳智能控制器和網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營平臺。

云平臺：具備連接云平臺的功能，可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控，財(cái)務(wù)報(bào)表分析等等。

保護(hù)功能：具備防雷保護(hù)、過載保護(hù)、短路保護(hù)和漏電保護(hù)等功能。

遠(yuǎn)程升級：具備完善的通訊功能，可遠(yuǎn)程對設(shè)備軟件進(jìn)行升級。

適配車型：所有符合GB/T 20234.2-2015國標(biāo)的電動(dòng)汽車，適應(yīng)不同車型的不同功率。

四. 系統(tǒng)平臺功能特色

4.1 平臺架構(gòu)：

平臺采用 B/S 架構(gòu)，用戶可以在內(nèi)網(wǎng)的任何一臺 PC 端通過用戶名、密碼的方式訪問平臺。

設(shè)備層—不同子系統(tǒng)數(shù)據(jù)打通

傳輸層—第三方設(shè)備接入，配置布線簡便

數(shù)據(jù)服務(wù)層—服務(wù)器部署WEB發(fā)布網(wǎng)站，提供網(wǎng)頁、手機(jī)APP的訪問，并為第三方系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)服務(wù)。（BMS、FMCS等）

4.2 平臺功能—可靠供電

• 35/10/0.4kV系統(tǒng)監(jiān)測：

35/10kV進(jìn)線、饋線、母聯(lián)、 PT回路；

0.4kV進(jìn)線、出線、電容補(bǔ)償、柴發(fā)、EPS、UPS

• 變壓器監(jiān)測：

監(jiān)測變壓器電流、電壓、有功/無功功率、功率因數(shù)、負(fù)荷率、三相繞組溫度、三相不平衡等數(shù)據(jù)

• 電能質(zhì)量監(jiān)測：

穩(wěn)態(tài)監(jiān)測 ■穩(wěn)態(tài)曲線 ■諧波頻譜 ■諧波曲線■負(fù)荷曲線 ■暫態(tài)分析 ■SOE事件 ■極值統(tǒng)計(jì)

• 事件報(bào)警處理：

4.3 平臺功能—安全用電

• 電氣火災(zāi)監(jiān)控：

監(jiān)測配電系統(tǒng)各回路的漏電電流、線纜節(jié)點(diǎn)溫度和故障電弧，實(shí)現(xiàn)對港口配電系統(tǒng)的電氣安全預(yù)警

• 消防設(shè)備電源監(jiān)控

監(jiān)測消防設(shè)備的工作電源是否正常，保障在發(fā)生火災(zāi)時(shí)消防設(shè)備可以正常投入使用。

• 環(huán)境監(jiān)控：

氣體、煙感、水浸、紅外雙鑒、視頻、氣候、視頻監(jiān)測風(fēng)機(jī)/空調(diào)/水泵控制、聲光報(bào)警。

• 低壓岸電IT系統(tǒng)監(jiān)控

實(shí)時(shí)監(jiān)測低壓岸電的IT系統(tǒng)對地的絕緣狀況及絕緣故障時(shí)，絕緣故障所有支路情況。

4.4 平臺功能—節(jié)約用電

• 能源計(jì)量：

實(shí)現(xiàn)對港口作業(yè)區(qū)內(nèi)，以電能為主，輔以油、氣、冷、熱等多種能源的計(jì)量。

實(shí)現(xiàn)用能收費(fèi)管理，防止浪費(fèi)。

• 能耗分析：

分類分項(xiàng)能耗統(tǒng)計(jì)●能耗折標(biāo)統(tǒng)計(jì)●能耗同環(huán)比分析●能耗趨勢分析●能源流向圖●能源費(fèi)用統(tǒng)計(jì)●用能參數(shù)查詢

• 智能照明：

港口內(nèi)生活、生產(chǎn)及辦公用建筑內(nèi)部的公共照明；

雜貨、散貨倉庫；

時(shí)控、就近、場景、調(diào)光等多種控制方式，實(shí)現(xiàn)節(jié)能；

• 路燈監(jiān)測控制：

對港口內(nèi)的碼頭、堆場、道路等室外的路燈進(jìn)行集中監(jiān)控；

多種控制策略以實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗；

4.5 平臺功能—綠色用電

• 分布式光伏系統(tǒng)：

監(jiān)測港口內(nèi)生活、生產(chǎn)及辦公用建筑的屋頂光伏運(yùn)行；

逆變器運(yùn)行監(jiān)測及發(fā)電統(tǒng)計(jì)；

光伏電站綜合看板；

• 風(fēng)力發(fā)電

對港口內(nèi)風(fēng)力發(fā)電進(jìn)行方位監(jiān)測；

風(fēng)力發(fā)電電能統(tǒng)計(jì)；

氣象信息監(jiān)測；

• 儲能系統(tǒng)

儲能柜內(nèi)PCS、EMS、消防、溫度等信息監(jiān)測；

設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和運(yùn)行參數(shù)監(jiān)測；

收益報(bào)表統(tǒng)計(jì)；

• 充電樁系統(tǒng)

多運(yùn)營商管理、多種充電方式、告警信息推送、充電設(shè)施監(jiān)控、運(yùn)營分析統(tǒng)計(jì)、收益分?jǐn)?/p>

4.6 平臺功能—高效運(yùn)維

設(shè)備管理：

電子檔案資料、設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測、靈活分組分類、巡檢條目自定義、二維碼綁定維護(hù)、設(shè)備老化分析報(bào)告；

設(shè)備維護(hù)：

在用戶維護(hù)設(shè)備的質(zhì)保期與安裝時(shí)間后對設(shè)備是否超長時(shí)間運(yùn)行與過期運(yùn)行進(jìn)行檢測，提醒用戶及時(shí)查看或更換相應(yīng)設(shè)備，并提示維修或更換建議。

• 運(yùn)維派單：

流程化運(yùn)維巡檢、自動(dòng)發(fā)布任務(wù)、巡檢節(jié)點(diǎn)跟蹤、缺陷處理跟進(jìn)、報(bào)警聯(lián)動(dòng)消警、平臺、APP通知

• 專家報(bào)告：

月度報(bào)告、內(nèi)容可在線編輯、定期郵箱發(fā)送、變電所環(huán)境監(jiān)控、數(shù)據(jù)分析與評估、整改建議參考。

五.典型案例分享

案例—深圳蛇口港聯(lián)用通碼頭泊位改造工程

項(xiàng)目概況：本工程為深圳南山港區(qū)蛇口服務(wù)業(yè)區(qū)聯(lián)用通碼頭10#~ 15#泊位改造工程岸電系統(tǒng)，位于深圳蛇口集裝箱碼頭內(nèi)4#變壓站及碼頭前沿。工程改造完后，可滿足更多泊位船舶靠岸后，由岸電供電的需求。

項(xiàng)目方案：本工程由一臺容量為400kVA的10kV變0.4kV的變壓器輸出低壓IT系統(tǒng)，由IT系統(tǒng)給岸電箱供電。根據(jù)IT系統(tǒng)絕緣監(jiān)測及故障定位的要求，配置了1套AIM-T500L型絕緣監(jiān)測儀、1臺ASG200測試信號發(fā)生器和1臺AIL200-12絕緣故障定位儀，及4只回路定位互感器。

案例—某21020-JG新建碼頭工程