[实用新型]一种具有新型滤波功能的船舶岸电装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及电力技术用电领域，特别涉及一种属于船舶岸基供电电源的具有新型滤波功能的船舶岸电装置。

背景技术

大型船舶特别是油船和集装箱船靠港时通常采用燃油制品(多为重油和柴油)发电，来满足船舶用电需求。重油和柴油等燃油制品在燃烧过程中产生大量硫化物和氮氧化物，对周围环境造成严重污染，污染后通过气流作用可以传播到数百公里以外的地区。而且国内外很多港区都集中在市区，到港船舶停靠港口产生污染与中心城区环境保护的矛盾已经越来越突出。如果采用陆地电网对靠港船舶供电，对于保护港区环境、建设清洁宜人的绿色港口，无疑具有十分重要的意义。

由于我国港口码头供电系统电网频率为50Hz，而国内外很多大型轮船均采用60Hz的船舶电器，如果采用陆地电网供电，港口和船舶供电电制的不同势必对船舶电气设备造成严重影响。

全球石油资源日渐枯竭，石油价格一路飙升，船舶发电成本也在一直增长，采用岸电技术不但可以减少环境污染，同时可以为船舶发电降低成本，为港口增加效益。岸电技术的运用可以达到节能、减排、降噪的效果，可以创造很高的经济效益，因此在今后一个时期船舶岸电技术将得到快速的发展，众多的港口将配置船舶岸电设施。

目前，世界上利用岸电为船舶供电的港口，都是港口电网向船舶电网同频率直接供电，主要包括低压供电和高压供电两种方式，其中低压供电占岸电的90％以上。由于我国港口码头供电系统电网频率为50Hz，而国内外很多大型轮船均采用60Hz的船舶电器，不能直接使用50Hz的交流电，为此需要调频，将电网频率调整为60hz，再向船舶供电。且我国船舶岸电系统电网接入项目较少，技术经验还较为欠缺，没有太多可以参考的案例。

随着电力电子技术的不断发展，变频装置越来越多地应用在船舶岸电系统中，由此引发的船舶岸电谐波污染问题日显突出，促使工程技术人员高度关注船舶岸电滤波技术及其应用的研究。

对于大型船舶而言，船上各种电气设备对负荷需求较大，以3000KV为例，为满足陆地电网对靠港船舶的供电需求，有人提出了一种低压大功率岸电电源方案，其原理是把电网三相50Hz的高压电先采用变压器降压为380v/50Hz,然后输入低压岸电电源，经低压逆变系统整流逆变为60Hz输出，然后再经电力变压器升压至高压60Hz后，给靠港船舶供电。这种低压岸电技术存在着下述缺点：

1.在低压岸电技术中，大功率逆变电源都采用小功率逆变电源模块并联的方式实现，对于容量高达数兆瓦的岸电电源而言，要求并联的逆变模块众多，任何一个模块的故障，都使得岸电电源必须降额使用，甚至停机。而且因为船舶负载的复杂性，经常需要带大功率电机直接启动，对电源冲击性强，因此，低压逆变方案可靠性大大降低；

2.低压岸电电源技术中，电源输入侧需要降压变压器降压，逆变后需要正弦波滤波，最后还要经过升压变压器升压后才能得到高电压，而升、降压变压器一般采用电力变压器，其效率最高为95％，正弦波滤波器效率90％，使得电源整机效率最高为85％，大大降低了系统效率；

3.低压逆变技术一般采用6脉冲整流，输入功率因数低，对电网将形成较大污染；

4.低压岸电技术中，对于容量高达数兆瓦的岸电电源来说，其额定输入电流为数千安培，给输入输出侧配电设计带来了很多困难。

船舶岸电传统的滤波方法是采用基于谐振原理的无源滤波器(LC power filter)，它只能滤除设定次数的谐波，且易与电网产生串、并联谐振。有源滤波器(Active power filter,APF)能动态治理各次谐波，具有无源滤波装置所不具备的巨大技术优势，但是单一的并联有源滤波器其成本较高，功率损耗较大。

实用新型内容

本实用新型的目的是公开一种具有新型滤波功能的船舶岸电装置，用于克服传统船舶岸电易与电网产生谐振、功率损耗大的缺陷。

本实用新型实施例公开的一种具有新型滤波功能的船舶岸电装置，包括：移相变压器、功率单元、混合型滤波装置和接线箱，混合型滤波装置包括有源滤波器和无源滤波器，且有源滤波器通过电抗器与无源滤波器相连；移相变压器的一次侧与外部的母线相连，移相变压器的二次侧依次通过功率单元、混合型滤波装置与接线箱相连。

在上述技术方案中，无源滤波器包括：多组不同调谐频率的单调谐滤波器和高通滤波器。

在上述技术方案中，有源滤波器为并联型有源滤波器。