一. 政策和背景

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全球汽車排放量的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全球硫排放限制的實(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年交通運(yùn)輸部、財(cái)政部、國家發(fā)展改革委、 國家能源局、國家電網(wǎng)公司、南方電網(wǎng)公司聯(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(huì)常務(wù)委員會(huì)第二十四次會(huì)議通過的《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(jí)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年交通運(yùn)輸部、國家發(fā)展改革委、國家能源局、國家電網(wǎng)有限公司聯(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、海事局也分別出臺(tái)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，工作量巨大

• 港口風(fēng)、光、儲(chǔ)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. 專業(yè)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(chǔ)、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(chǔ)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(tái)，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(chǔ)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(jí)控制，實(shí)現(xiàn)不同目標(biāo)下風(fēng)光儲(chǔ)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(tái)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《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(hào)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(hào)，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(tái)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(chǔ)能系統(tǒng)

儲(chǔ)能作為電能存儲(chǔ)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(chǔ)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(chǔ)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(tái)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(tái)。

云平臺(tái)：具備連接云平臺(tái)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(jí)：具備完善的通訊功能，可遠(yuǎn)程對設(shè)備軟件進(jìn)行升級(jí)。

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(tái)功能特色

4.1 平臺(tái)架構(gòu)：

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

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(tái)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(tái)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(tái)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(tái)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)行監(jiān)測；

風(fēng)力發(fā)電電能統(tǒng)計(jì)；

氣象信息監(jiān)測；

• 儲(chǔ)能系統(tǒng)

儲(chǔ)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(tái)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(tái)、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(tái)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(tái)ASG200測試信號(hào)發(fā)生器和1臺(tái)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