一种一拖多式岸电分接系统及其供电方法技术方案

本发明专利技术提供了一种一拖多式岸电分接系统，包括高压母线、变频电源、变压器、至少一个岸电桩，变频电源的输入端与高压母线相连，输出端与变压器相连，变压器接入岸电桩，单个岸电桩连接有低压分接箱，低压分接箱包括：取电口、控制器、控制开关、电流传感器、供电口和收费端。本发明专利技术还提供了一拖多式岸电分接系统的供电方法，能够扩大了岸电桩的船舶连接数，提升了岸电利用率，并且实现了“同一岸电桩用电，不同船舶分段计费”。

A multi split shore electricity connection system and power supply method

The invention provides a multi split electricity system including shore, high-voltage bus, power inverter, transformer, at least one shore pile, the input of inverter power supply is connected with the high voltage bus, the output end is connected with a transformer, the transformer connected to shore power pile, single pile is connected with the shore power low pressure branch box, low voltage box includes: from the port, a controller, a control switch, current sensor, power supply port and charging terminal. The invention also provides a method of power supply system with multi split shore electricity, to expand the pile of ship shore power connections, enhance the shore power utilization, and the implementation of the \same shore pile electricity, different ship billing\.

【技术实现步骤摘要】
一种一拖多式岸电分接系统及其供电方法
本专利技术涉及电力设备
，具体涉及一种一拖多式岸电分接系统及其供电方法，适用于内河锚泊区。
技术介绍
船舶在港区航行及靠港期间，主要利用柴油发电机组(发电)来满足船舶用电需求，船舶使用自带的柴油发电机组需要燃烧大量的船舶燃料油(重油或柴油)，在消耗柴油获得电力的同时，船舶产生污染物排放。浙江省拥有全国第一位的海岸线，约6600余公里，处于连接国际航道和国内支线的良好位置，且境内河流众多，水网密布，使得沿海和内河船运贸易日益繁盛。2015年，浙江省港口货物吞吐量13.81亿吨，其中沿海港口货物吞吐量10.99亿吨，内河港口货物吞吐量2.82亿吨，由此带来的船舶排放物对大气环境造成日趋严重的影响。而且，内河船舶除了集装箱船、特种船，还有众多小型船、老龄船，这些船舶的共性特点是平均吨位小、能耗高、污染大。近年来，内河港口船舶停靠码头所产生的能源消耗和环境污染日益严重，已成为港口、锚泊区节能减排的重点对象。交通运输部也明确提出：“积极推进靠港船舶使用岸电，力争新建码头和船舶配套建设靠港船舶使用岸电的设备设施，在国际邮轮码头、主要客运码头、内河主要港口以及30％大型集装箱码头和散货码头实现靠港船舶使用岸电”。船舶岸电，是指船舶靠港期间，停止使用船舶上的发电机，而改用陆上电源供电。内河锚泊服务区，是为行驶在内河航道上的船舶提供锚泊和后勤综合服务的公共区域，其特点是岸电容量较小，规定可停靠的船舶数量较少。通常，服务区内安装有低压一体化岸电桩设备，供停靠的船舶使用小容量的岸电，用于给船舶上的空调、照明等电气设施提供生活用电。而服务区的岸电系统，都是按照船舶最大容电量设计，即一个岸电桩提供的岸电额定功率＝船舶上单台发电机的额定功率，以满足船上各类电气设备的用电需求；因此不同规模大小的船舶，需要适合的岸电系统供电。现有的岸电系统，主要包括岸基电源设备、岸船接口装置、船上受电设备三部分，对于停靠在内河锚泊区的船舶，通常采用“点对点”的供电方式，即通过安装在岸边的岸电桩(相当于“岸基电源设备”)输出电力，电力经电缆输入到安装在船上的发电机(相当于“船上受电设备”)，再由发电机给船上的各类电气设施供电，该方案的不足之处在于：1、“点对点”的供电方式决定了每一个岸电桩仅供一个泊位的船舶用电，现实中用电往往是“船多泊位少”，导致船舶只能无奈选择就近的岸电桩用电，通常这样的岸电桩额定功率会大于船舶发电机的额定功率，因此形成了用电不足、岸电闲置的现象，岸电桩的用电率大大降低。2、内河锚泊区中，因汛期或封航等因素，经常会有大量船舶滞留，由于服务区泊位有限，船舶只能重叠停靠，最多时会停靠3～4排，通常需要等待较长时间才能轮到取电，停船难、耗时长。3、由于岸电桩供电必须接入电缆，对于停靠较远的船舶和特殊岸电箱，难以灵活收放电缆，操作极为不便。4、现有的岸电接入电缆未设置过流保护，在发生事故时，不能够及时断开电源，易对船上受电设备形成大电流冲击，危害人身安全，存在安全隐患。5、现有的岸电桩计费功能单一，不适用于同时并接多艘船舶供电的计费。公开号为CN104485663A的中国专利技术专利公开了一种一拖多的岸电系统，包括控制模块、变频电源、多个真空接触器和多个信息采集模块；其中，真空接触器数量与信息采集模块数量相同且逐一对应，变频电源、多组真空接触器和多组信息采集模块均与控制模块连接，每个信息采集模块通过采样线与每艘船舶电网电缆依序连接，并实时获取与之相对应的船舶电网信息，控制模块依次控制与信息采集模块相对应的船舶并网。公开号为CN106410805A的中国专利技术专利公开了一种一拖多运行的船舶岸电系统及控制方法，其中，该船舶岸电系统包括：高压母线、变频电源和多个隔离控制单元；隔离控制单元包括隔离变压器和控制开关，隔离变压器与控制开关相连；变频电源的输入端与高压母线相连，变频电源的输出端依次与多个隔离控制单元的输入端相连；变频电源用于采集船舶的电压信号，并根据电压信号确定变频电源的输出电压；隔离控制单元的输出端用于为船舶供电。该专利涉及的“一拖多”供电系统的分系统，目的是为了保证无缝并离网，配备了全套变配电设备，缺点是：造价过高，设备体积大，不能灵活布置，不满足现有锚泊区船舶停靠时间不统一及内河船舶低压用电特性。上述专利的技术方案虽然从一定程度上实现了多艘船舶与岸电电网并网，安全切换岸电，但分析其供电原理：仅在供电端(即变频电源)采用分线路并网供电，电力输入到岸电桩后，仍然是一对一的与船舶对接供电；故船舶在岸电桩上仍然是一对一取电收费；未能实现从岸电桩输出多线路的分段取电、分时收费。可见，如何提供一种适应的岸电分接系统，在“船多桩少”的情况下灵活布置低压分接箱，既能够扩展现有岸电桩的辐射范围及连接数，提高船舶岸电的接电效率，降低岸电桩的用电损耗，又能让用户根据实际使用，分时分线路合理收费，提供必要的继电保护手段，提高船舶岸电的接电效率及岸电设备使用率，减少污染气体排放，是本领域技术人员急需解决的技术难题。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供了一种一拖多式岸电分接系统及其供电方法，集一对多供电与分段收费于一体，解决了现有技术存在的上述缺陷。本专利技术所采用的技术方案具体如下：一种一拖多式岸电分接系统，包括高压母线、变频电源、变压器、至少一个岸电桩，变频电源的输入端与高压母线相连，输出端与变压器相连，变压器接入岸电桩，单个所述的岸电桩连接有低压分接箱，低压分接箱包括：取电口，与岸电桩的输出端相连，用于选择取电的支路，并将用电信号发送至控制器；控制器，用于接收、处理用电信号，转换成用电指令并发送至支路上的控制开关以控制该段支路的输电；控制开关，用于接收控制器发出的控制指令，并控制支路的通电与断电；电流传感器，与控制开关相连，用于监测所在支路的流经电量；供电口，一端与电流传感器相连，另一端与船舶受电设备的输入端相连，用于输出电力；收费端，与控制器相连，用于将支路流经的电量换算成电费和扣费；控制开关、电流传感器和供电口的数量相同，均为至少两个。优选的，控制器包括信号接收端、信号处理端和信号发射端，其中信号接收端用于接收取电口发送的用电信号，信号处理端用于解析信号接收端收到的用电信号，并转换成驱动控制开关通电的控制指令；信号发射端用于将经信号处理端转换后的控制指令反馈至控制开关。优选的，控制开关中设有接收端、启闭端，其中接收端用于接收信号发射端反馈的控制指令，启闭端用于控制所在支路的通电与断电。优选的，取电口、收费端中均设有显示屏。优选的，收费端通过远程通信协议与手机无线连接。优选的，高压母线与变频电源之间设有第一开关，变频电源与变压器之间设有第二开关，变压器与岸电桩之间设有第三开关。优选的，电流传感器上设有继电保护单元。本专利技术中，显示屏用于显示用电量、对应扣取的电费、卡内余额等信息；继电保护单元用于电路的过流保护和零序保护；用电完毕后，用户可以与收费端无线连接的手机扣费，也可以在收费端直接刷卡扣费。本专利技术还提供了一种一拖多式岸电分接系统的供电方法，包括如下步骤：至少一艘船舶电网接入供电口；获取船舶受电设备的电压信号，根据电压信号调整变频电源的输出，经变压器输送至岸电桩供电；用户在取电口选择接入供电口所在的支路，发送用电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种一拖多式岸电分接系统，包括高压母线(1)、变频电源(2)、变压器(3)、至少一个岸电桩(4)，变频电源(2)的输入端与高压母线(1)相连，输出端与变压器(3)相连，变压器(3)接入岸电桩(4)，其特征在于：单个所述的岸电桩(4)连接有低压分接箱，低压分接箱包括：取电口(6)，与岸电桩(4)的输出端相连，用于选择取电的支路，并将用电信号发送至控制器(7)；控制器(7)，用于接收、处理用电信号，转换成用电指令并发送至支路上的控制开关(8)以控制该段支路的输电；控制开关(8)，用于接收控制器(7)发出的控制指令，并控制支路的通电与断电；电流传感器(9)，与控制开关(8)相连，用于监测所在支路的流经电量；供电口(10)，一端与电流传感器(9)相连，另一端与船舶受电设备的输入端相连，用于输出电力；收费端(5)，与控制器(7)相连，用于将支路流经的电量换算成电费和扣费；所述的控制开关(8)、电流传感器(9)和供电口(10)的数量相同，均为至少两个。

【技术特征摘要】
1.一种一拖多式岸电分接系统，包括高压母线(1)、变频电源(2)、变压器(3)、至少一个岸电桩(4)，变频电源(2)的输入端与高压母线(1)相连，输出端与变压器(3)相连，变压器(3)接入岸电桩(4)，其特征在于：单个所述的岸电桩(4)连接有低压分接箱，低压分接箱包括：取电口(6)，与岸电桩(4)的输出端相连，用于选择取电的支路，并将用电信号发送至控制器(7)；控制器(7)，用于接收、处理用电信号，转换成用电指令并发送至支路上的控制开关(8)以控制该段支路的输电；控制开关(8)，用于接收控制器(7)发出的控制指令，并控制支路的通电与断电；电流传感器(9)，与控制开关(8)相连，用于监测所在支路的流经电量；供电口(10)，一端与电流传感器(9)相连，另一端与船舶受电设备的输入端相连，用于输出电力；收费端(5)，与控制器(7)相连，用于将支路流经的电量换算成电费和扣费；所述的控制开关(8)、电流传感器(9)和供电口(10)的数量相同，均为至少两个。2.根据权利要求1所述的一拖多式岸电分接系统，其特征在于，所述的控制器(7)，包括信号接收端(701)、信号处理端(702)和信号发射端(703)，其中信号接收端(701)用于接收所述的取电口(6)发送的用电信号，信号处理端(702)用于解析信号接收端(701)收到的用电信号，并转换成驱动所述的控制开关(8)通电的控制指令；信号发射端(703)用于将经信号处理端(702)转换后的控制指令反馈至所述的控制开关(8)。3.根据权利要求2所述的一拖多式岸电分接系统，其特征在于，所述的控制开关(8)中设有接收端(8a)、启闭端(8b)，其中接收端(8a)用于接收所述信号发射端(703)反馈的控制指令，启闭端(8b)用于控制所在支路...

【专利技术属性】
技术研发人员：张若思，王鹤，王泰棚，李潇，汤江晖，柴保双，张阳玉，闫志伟，姜帅，洪瑞新，
申请(专利权)人：国网北京节能设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11