码头岸电系统数字化管控系统浅析

吴毅弘

摘 要码头岸电系统是国家社会环保事业的重点项目，随着《长江保护法》的发布，岸电系统将是未来发展的必然趋势。随着码头岸电系统的不断新建，我们也有必要不断完善岸电系统，确保岸电安全、环保、高效的运行。本文详细论述了海轮岸电管控系统的研究和设计，为岸电系统的数字化管控提供参考。

关键字岸电 数字管控 设计 可视化

0 引言

岸电的使用对环保有着重要的意义，船舶停靠港口作业期间，为了维持生产生活需要，就需要开动船上的辅助发电机发电以提供必要的动力，由此会产生大量的有害物质如CO2、SOx、NOx、颗粒物等。尽管燃煤发电的煤耗和CO2排放强度都略高于燃油，但是电力系统有着丰富的风电、光伏、水电等，随着煤电比例的降低和储能技术的发展，岸电系统的使用还是十分有必要的。

现在岸电系统的使用仍然在发展阶段，因此也需要对岸电的操作及使用进行管控，实现设备操作安全标准化、流程化，设备运行状态全过程监控，进一步提升码头岸电管理。

1 基本设计

某厂岸电基本情况：码头岸电室位于码头廊桥的正下方，室内放置1000kVA干式变压器（6.3/0.4kV）一套，低压变压变频装置两套。新万吨码头泊位岸电接线箱由一套低压变压变频装置满足400V/50Hz和453V/60Hz供电需求，老万吨码头泊位岸电接线箱由另一套低压变压变频装置满足400V/50Hz和453V/60Hz供电需求，两套变频装置通过线路切换，实现互为备用。电缆再经由各泊位岸电接线箱送至靠港船舶岸电系统进行对接，完成船岸电对接。

本文以某厂码头岸电系统为对象，设计以下功能：

（1）岸电电气监控模块：对岸电电气系统运行进行监控，包括对总配电柜、变频电源柜、岸电箱输出柜、母联柜、变低压岸电箱的电气开关状态、电气参数及状态、环境温度等进行监控。配置画面为岸电系统模拟运行图，直观显示系统各设备的运行状态，采用不同的颜色表示线路和各开关的运行、停运状态，显示其工作位置及分闸、合闸状态，重要参数（如频率、电流、电压、功率、电源装置内部温度、环境温度、湿度及网络通信状态等）。当设备发生异常时，系统会有画面报警显示和声光报警提示。

（2）岸电停送电流程模块：通过手持机和上位机操作，对岸电停送电流程逐级审核。送电流程：①申请：手持机拍照船舶岸电申请用电单后上传码头管控上位机；②审批：调度员在调度室管控上位机审批同意；③执行送电流程（调度员通知值电操作组送电）；④送电工作结束（调度员在管控上位机执行结束）。停电操作类似。

（3）设备操作模块：结合燃料管控系统，程控系统，在程控原有的靠泊系统中，在海轮靠泊时同时自动设置相应海轮的电压和频率，无需工作人员现场设置，现场停送电人员只需要现场核对数值即可。并且具备远程操作电气设备，修改变频器参数的功能。

（4）岸电数据查询模块：电数据的自动收集，处理，结算，自动生成岸电报表，并且具有岸电历史数据查询、台账报表生成功能。

（5）岸电室监控：对码头岸电室电源装置内关键部位如变压器、变频器、低压柜等进行视频监视。

其中岸电电气监控模块、设备操作模块、岸电数据查询模块均可并入原燃料管控系统，岸电室监控可并入原燃料监控系统。

2 系统架构

码头岸电管控系统总体架构可以分为3层：设备层、控制层、管控层。

（1）设备层：设备层主要由高压进线柜、变压器柜、变频器柜、低压断路器柜、岸电接线箱和数据采集控制设备组成。数据采集控制设备主要包括智能仪表、PLC、数字 I/O设备、摄像头、温湿度传感器、互感器等，实现对电压、电流、温度、湿度、开关状态、断路器的监视和控制。

（2）控制层：现场设备与PLC进行通讯，PLC通过现场工业通信总线（工业以太网），与岸电系统交换机进行信息交互，再与核心交换机进行交互。

（3）管控层：以原有的燃料管控系统和程控系统为基础，新增岸电电气监控模块、设备操作模块、岸电数据查询模块。

图1：岸电系统架构

3 主要功能

靠港船舶岸电码头岸电管控系统基于燃料管控系统，采用模块化设计，整体结构更加清晰、功能更加明确，方便工作人员的使用，系统维护简单，具有良好的跨平台性、互操作性和可扩展性，保证模块之间信息数据的高效互通。

3.1运行监视

（1）码头岸电管控系统监视画面展示，同时具备报警界面。

（2）视频监控实现对岸电室的现场监控。

3.2运行控制与操作

（1）流程控制：实现岸电停送电逐级审核制度，实时记录工作许可人，操作人，记录停送电全程操作。

（2）操作控制：通过程控系统中的岸电电气操作模块，根据不同的用户权限，可以远程控制低压断路器分合闸，可以修改变频器参数，并且通过运行指示灯了解设备的当前工作状态。

3.3数据查询

（1）系统运行数据保存在历史数据库，可以实现单船用电量统计、月度用电量统计、年度用电量统计，用电时间统计，以及岸电停送电操作票查询记录，并且能

通过历史数据、报表功能模块，可以查询符合设定条件的运行数据，以图形、表格形式显示查询结果，并能导出打印报表。

3.4系统优势

（1）岸电接电双重确认，第一级由调度员远程确认，第二级由现场人员确认，保障岸电送电的安全性，并且减少人员操作，降低人为操作失误，杜绝电压、频率设置错误导致设备故障。实现码头岸电系统的运行全过程管控，信息易管控、操作流程规范化，让工作开展在不出现人为偏差的同时，更高效。

（2）实现工作表单化，减少请示报告，推动实现工作流程化、精细化。作业人员严格执行表单，照表单既定的步骤和内容执行即可，使复杂问题简单化。实现岸电操作的流程化、节点化、标准化管理，做到有迹可循，实时监督。为今后的岸电系统扩展提供标准化模式。

（3）全工作流程均可在燃料管控系统中实时展示，建立闭环反馈机制，便于管理人员及时掌握工作全息情况，及时发现出现问题的环节，迅速提出解决方案。

（4）岸电可视化管理，报表自动化生成，形成数字化管控[1]。

4 结束语

随着码头岸电技术的不断发展和普及，大型干散货船码头基本已经普及岸电系统，本文基于实际海轮靠泊使用岸电的的特点分析了岸电管控系统的需求，提出了设计方案。为岸电运行人员提供可视化的运行、管理与监控措施，确保岸电停送电过程中的安全化和标准化，确保岸电的安全发展。

参考文献：

[1]王昭力.大数据时代下发电集团数字化管控[J].中国电力企业管理，2017,1(1)：58-59.