CN105743083B - 对靠岸船舶进行送电的方法及ecs控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种对靠岸船舶进行送电的方法及ECS控制系统，系统包括：一软五防检测单元，用于在岸电箱与船舶进行电缆连接之后，在接收到一请求信号时，自动启动软五防检测操作，系统还包括一送电启动单元及一断电启动单元，所述送电启动单元用于在所述请求信号为送电请求信号且软五防检测均成功时启动送电操作，所述断电启动单元用于在所述请求信号为断电请求信号且软五防检测均成功时启动断电操作。本发明应用于火力发电厂厂用电向船舶供电的过程，具备一键启动、软五防、电量自动计量以及船岸实时数据交互等功能，实现了基于微机五防技术的调度自动化，实现了高压电分合闸远程控制模式，实现了急停技术双重化配置。

Description

对靠岸船舶进行送电的方法及ECS控制系统

技术领域

本发明涉及一种对靠岸船舶进行送电的ECS控制系统(电气控制系统)以及一种利用所述ECS控制系统实现的对靠岸船舶进行送电的方法。

背景技术

岸电供电技术是船舶靠岸或靠港期间，停用船舶上的发电机电源供电，由港区码头的岸电通过电缆对船舶上的电气设备供电。研究港口的岸电供电技术对节能减排、建设绿色港口有着非常积极的意义，是解决靠岸船舶由于船舶上的发电对港口水域带来的污染问题的重要举措。

作为一项可以减少港口污染物排放的技术，船用岸电项目越来越受到重视。国内港口的岸电技术还处于研究起步阶段，由于电网频率等诸多因素的不同，国际上其他成功的岸电项目案例不能照搬到我国港口，如何提供一种适用于我国港口对靠岸船舶进行供电的控制系统成为现在亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中没有非常好的适用于我国港口对靠岸船舶进行供电的控制系统的缺陷，提供一种对靠岸船舶进行送电的ECS控制系统(电气控制系统)以及一种利用所述ECS控制系统实现的对靠岸船舶进行送电的方法。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：

本发明提供了一种用于对靠岸船舶进行送电的ECS控制系统，其特点在于，包括：

一软五防检测单元，用于在岸电箱与船舶进行电缆连接之后，在接收到一请求信号时，自动启动软五防检测操作，所述软五防检测操作包括：

检测所述请求信号为一送电请求信号还是一断电请求信号，若为送电请求信号，则检测是否接收到控制接地开关断开的指令，若接收到，则确定接地开关控分校验成功，若未接收到，则检测是否接收到控制小车摇至工作位的指令；

若接收到，则检测关联接地开关是否闭合，若闭合，则确定小车摇至工作位校验失败，若未闭合，则确定小车摇至工作位校验成功；

若未接收到，则检测是否接收到控制断路器闭合的指令；若未接收到，则确定软五防检测失败，若接收到，则检测关联小车是否不在工作位，若是，则确定断路器控合校验失败，若否，则检测关联接地开关是否闭合，若闭合，则确定断路器控合校验失败，若未闭合，则确定断路器控合校验成功；

若所述请求信号为断电请求信号，则检测是否接收到控制断路器断开的指令，若是，则确定断路器控分校验成功，若否，则检测是否接收到控制小车摇至预备位的指令；

若接收到，则检测关联断路器是否闭合，若是，则确定小车摇至预备位校验失败，若否，则确定小车摇至预备位校验成功；

若未接收到，则检测是否接收到控制接地开关闭合的指令，若否，则确定软五防检测失败，若是，则检测关联小车是否位于工作位，若位于，则确定接地开关控合校验失败，若不位于，则确定接地开关控合校验成功；

所述ECS控制系统还包括一送电启动单元及一断电启动单元，所述送电启动单元用于在所述请求信号为送电请求信号且软五防检测均成功时启动送电操作，所述断电启动单元用于在所述请求信号为断电请求信号且软五防检测均成功时启动断电操作。

较佳地，所述ECS控制系统用于与所述船舶通过岸电箱光纤接口进行有线连接或通过无线路由器进行无线连接。

较佳地，所述ECS控制系统还设置船岸交互信息，所述船岸交互信息包括船基给岸基信息及岸基给船基信息，所述船基给岸基信息报连接请求、高压请求、进线开关位置、地刀状态、急停命令、分合闸命令、母线电压及进线开关电流，所述岸基给船基信息包括连接请求、连接结果、断路器位置、高压准备状态、急停命令、线电压及相电流。

较佳地，所述ECS控制系统还用于计量送电电量，在所述船舶靠岸和离岸时所述ECS控制系统分别读取电表的表码值，并计算两次表码值的差值，以作为送电电量。

本发明的目的在于还提供了一种对靠岸船舶进行送电的方法，其特点在于，其利用上述的ECS控制系统实现，所述方法包括以下步骤：

S₁、在船舶靠岸时，检查船舶的高压开关处于检修状态，向岸方发送受电申请；

S₂、岸方检查岸电箱处于检修状态，以无线通信方式向船舶发送放下高压电缆及光纤电缆的指令；

S₃、在船舶放下高压电缆及光纤电缆之后，岸方将高压电缆及光纤电缆插接至岸电箱的接线装置上；

S₄、所述ECS控制系统在接收到船舶发送的通讯连接请求后，核对船岸交互信息，在核对全部船岸交互信息均正确后，发送允许连接的信号至船舶；

S₅、船舶在接收到允许连接的信号后，控分船舶上的高压开关地刀；

S₆、所述ECS控制系统控分岸电箱地刀；

S₇、岸方对高压电缆进行绝缘测试，在测试合格后，通过ECS控制系统向船舶发送冷备就绪信号；

S₈、船舶在接收到冷备就绪信号后控合船舶上的高压开关，并发送高压请求信号至ECS控制系统；

S₉、在接收到高压请求信号后，岸方遥控小车至工作位，并发出表征高压准备就绪的信号；

S₁₀、船舶在接收到表征高压准备就绪的信号后，发出表征岸基高压开关合闸的信号，并向ECS控制系统发送送电请求信号；

S₁₁、在接收到送电请求信号后，所述软五防检测单元自动启动软五防检测操作；

S₁₂、在软五防检测均成功时，所述送电启动单元遥控合上岸电箱开关以启动送电操作。

较佳地，步骤S₁₂之后还包括：

S₁₃、船舶向岸方发送断电请求信号，并断开船舶上的高压开关，发送表征岸基高压开关分闸的指令；

S₁₄、所述软五防检测单元在接收到断电请求信号后，自动启动软五防检测操作；

S₁₅、在软五防检测均成功时，所述断电启动单元遥控分岸电箱开关以启动断电操作。

较佳地，在所述方法中，所述ECS控制系统与所述船舶通过岸电箱光纤接口进行有线连接或通过无线路由器进行无线连接。

较佳地，步骤S₄中船岸交互信息包括船基给岸基信息及岸基给船基信息，所述船基给岸基信息报连接请求、高压请求、进线开关位置、地刀状态、急停命令、分合闸命令、母线电压及进线开关电流，所述岸基给船基信息包括连接请求、连接结果、断路器位置、高压准备状态、急停命令、线电压及相电流。

较佳地，步骤S₁₂中还计量送电电量，步骤S₁₅中还停止计量送电电量，并根据电表的表码值计算送电电量。

本发明的积极进步效果在于：本发明应用于火力发电厂厂用电向船舶供电的过程，具备一键启动、软五防、电量自动计量以及船岸实时数据交互等功能，实现了基于微机五防技术的调度自动化，实现了高压电分合闸远程控制模式，实现了急停技术双重化配置。

附图说明

图1为本发明的一实施例的用于对靠岸船舶进行送电的ECS控制系统的模块示意图。

图2为本发明的一实施例的软五防检测操作的流程图。

图3为本发明的一实施例的对靠岸船舶进行送电的方法的流程图。

具体实施方式

下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

如图1所示，本发明的对靠岸船舶进行送电的ECS控制系统包括一软五防检测单元1、一送电启动单元2及一断电启动单元3。

其中，所述软五防检测单元1用于在岸电箱与船舶进行电缆连接之后，在接收到一请求信号时，自动启动软五防检测操作，参见图2，所述软五防检测操作包括：

检测所述请求信号为一送电请求信号还是一断电请求信号，若为送电请求信号，则检测是否接收到控制接地开关断开的指令，若接收到，则确定接地开关控分校验成功，若未接收到，则检测是否接收到控制小车摇至工作位的指令；

若接收到，则检测关联接地开关是否闭合，若闭合，则确定小车摇至工作位校验失败，若未闭合，则确定小车摇至工作位校验成功；

若未接收到，则检测是否接收到控制断路器闭合的指令；若未接收到，则确定软五防检测失败，若接收到，则检测关联小车是否不在工作位，若是，则确定断路器控合校验失败，若否，则检测关联接地开关是否闭合，若闭合，则确定断路器控合校验失败，若未闭合，则确定断路器控合校验成功；

若所述请求信号为断电请求信号，则检测是否接收到控制断路器断开的指令，若是，则确定断路器控分校验成功，若否，则检测是否接收到控制小车摇至预备位的指令；

若接收到，则检测关联断路器是否闭合，若是，则确定小车摇至预备位校验失败，若否，则确定小车摇至预备位校验成功；

若未接收到，则检测是否接收到控制接地开关闭合的指令，若否，则确定软五防检测失败，若是，则检测关联小车是否位于工作位，若位于，则确定接地开关控合校验失败，若不位于，则确定接地开关控合校验成功。

所述送电启动单元2则用于在所述请求信号为送电请求信号且软五防检测均成功时启动送电操作，所述断电启动单元3则用于在所述请求信号为断电请求信号且软五防检测均成功时启动断电操作。

本发明的ECS控制系统具有软五防技术，由于岸电供电的重要性，对船舶供电的可靠性要求非常高，软五防功能的作用显得更为重要。为了提高运行人员操作的可靠性，防止不应出现的事故发生，保证电网安全运行，船岸电气ECS控制系统具备软五防功能，任何正常倒闸操作都必须经过逻辑判断，系统根据预先储存的防误闭锁逻辑库及当前设备的未知状态，对操作进行闭锁逻辑判断，运行人员根据系统判断的操作内容，依次对设备进行操作。

同时，本发明的ECS控制系统还具有一键启动技术，原先船岸对接的送电操作流程繁琐，为避免出现由于操作员的疏忽引起的安全问题，船岸电气ECS系统引入了智能先进的“一键启动”技术。“一键启动”技术封装了原先复杂繁琐的操作流程，把送电上船必须具备的电网实时状态检测、微机五防闭锁条件检查、与船舶岸电系统交互流程等过程实现自动化。船岸电气ECS控制系统“一键启动”技术具有以下特点：控制和监视功能完整，具备完善的连锁保护逻辑及异常处理功能，实现了真正意义上的自动停送电要求，整个系统采用模块化设计，结构合理，层次分明，接口完善；系统界面友好，具备丰富的系统运行状态信息及完善的报警功能，充分满足系统运行及操作指导的需求。

当船舶靠岸，在完成了电缆物理连接，通信正常时，在船岸电气ECS控制系统的人机交互界面上点击“一键启动”功能按钮，即可自动启动送电上船的检测与逻辑交互，整个过程岸方不需运行人员现场参与，只需在电脑操作界面上，监控现场设备的运行工况，即可自动智能完成送电与停电流程。不仅提高了船用岸电送电的安全性、规范性、可靠性，而且也降低了运行人员的操作失误和工作强度，缩短船舶靠岸后送电的操作时间，从整体上提高船用岸电的自动化水平。

船用岸电过程中，所述ECS控制系统用于与所述船舶通过岸电箱光纤接口进行有线连接或通过无线路由器进行无线连接，船舶从进入泊位到离开均需与船岸电气ECS控制系统进行数据交互，以保证供电过程的安全性和稳定性。船岸通讯采用有线、无线两种方式。有线方式：岸电系统通过岸电箱光纤接口与船舶进行连接；无线方式：岸电箱内安装远距离无线路由器，船岸之间通过无线连接。两种方式互为热备，充分保证船舶与船岸电气ECS控制系统间通讯的稳定和顺畅。船岸电气ECS控制系统还建立了统一的数据平台，根据需求，灵活定义了船基与岸基通讯的信息内容。船岸交互信息包括船基给岸基信息和岸基给船基信息。船基给岸基信息包括连接请求、高压请求、进线开关位置、地刀状态、急停命令、分合闸命令、母线电压、进线开关电流。岸基给船基信息包括连接请求、连接结果、断路器位置、高压准备状态、急停命令、线电压、相电流。

所述ECS控制系统还用于计量送电电量，在所述船舶靠岸和离岸时所述ECS控制系统分别读取电表的表码值，并计算两次表码值的差值，以作为送电电量。船岸电气ECS控制系统电量计费子系统对每个泊位的电表采集数据进行综合分析计费，在对船舶进行岸电供电整个过程中，船岸电气ECS控制系统对于船舶用电电量实现自动统计计算。在船舶靠岸到离岸过程中只读取两次表码值，差值作为船舶的用电量存入商用数据库，作为计费电量。在船舶靠岸接通光纤通信之后，接通电缆合闸之前读取原始表码值，并发送给船方。在船岸数据交互过程中也需要实时传输表码值给船方。船基请求分闸，且分闸成功后，读取到的表码值和原始表码值的差值就是这艘船所使用的电量。

船岸电气ECS控制系统自动识别船舶泊位，船舶在停靠过程中，更换泊位并不影响电量数据的统计。

船岸电气ECS控制系统中关于船用电量可以进行灵活统计，系统通过报表形式统计展示相应的数据，包括船舶的日用电量报表、月用电量报表、年用电量报表。

如图3所示，本发明利用本实施例的ECS控制系统实现的对靠岸船舶进行送电的方法包括以下步骤：

步骤101、在船舶靠岸时，船侧船员检查船上高压开关在检修状态，具备送电条件，以送电联系单的形式向岸方运行人员申请受电。

步骤102、岸方运行人员收到送电联系单后，检查岸电箱开关在检修状态，具备送电条件，岸方运行人员以无线通讯的方式联系船方放下高压、光纤通讯的电缆。

步骤103、船方操作人员接到岸方运行人员通知后，放下高压和光纤电缆，岸方运行人员将高压和光纤电缆插接在岸电箱的接线装置上，岸方运行人员确认光纤通讯正常，船岸电气ECS控制系统画面高压电缆插头显示已插入，并在送电联系单上签字，船方操作人员在检查确认插接情况，在送电联系单上签字，收回送电联系单。

步骤104、船方操作人员向船岸电气ECS控制系统发生通讯连接请求，船岸电气ECS控制系统收到连接请求后，核对船岸交互信息，船方提供给岸方信息：船名、连接请求、高压开关中小车位置、接地开关位置等的信息。岸方提供给船方信息：高压开关小车位置、接地开关位置、冷备就绪、同意连接、高压准备就绪、综合故障信号、电量等的信息。信息验证正确无误后，发送允许连接的信号给船方。

步骤105、船方操作人员收到允许连接的信号后，控分船上高压开关地刀。

步骤106、船岸电气ECS控制系统画面弹出“冷备就绪”对话框，在对话框上遥控分岸电箱地刀。

步骤107、岸方运行人员对高压电缆进行绝缘测试，绝缘测试合格后，岸方运行人员通过船岸电气ECS控制系统向船方发出“冷备就绪”信号。

步骤108、船方操作人员收到“冷备就绪”信号后合船上高压开关，高压开关合上后，船方操作人员发出“高压请求”信号。

步骤109、船岸电气ECS控制系统画面弹出“高压请求”对话框，岸方运行人员遥控小车至工作位，并发出“高压准备就绪”信号。

步骤110、船方操作人员收到“高压准备就绪”信号，发出“岸基高压开关合闸”信号，并向ECS控制系统发送送电请求信号。

步骤111、在接收到送电请求信号后，所述软五防检测单元自动启动软五防检测操作。

步骤112、在软五防检测均成功时，所述送电启动单元遥控合上岸电箱开关以启动送电操作，并开始计量送电电量。

步骤113、船方操作人员向岸方发送断电请求信号，通知岸方将停止用电，岸方运行人员收到通知后准备停电操作，船方操作人员转移负载至船电，断开船上高压开关，在高压开关断开后，船方操作人员发出“岸基高压开关分闸”指令。

步骤114、所述软五防检测单元在接收到断电请求信号后，自动启动软五防检测操作。

步骤115、在软五防检测均成功时，所述断电启动单元遥控分岸电箱开关以启动断电操作，并停止计量电量。

在步骤115停止送电后，还将岸电箱开关自动转冷备用状态，向船方发出“冷备就绪”信号，船方操作人员收到“冷备就绪”信号将船上高压开关转至“冷备”船岸电气ECS控制系统收到“冷备”信号后，岸方运行人员遥控将岸电箱地刀合上。岸电箱地刀合上后，岸方运行人员通知船方操作人员合上船上高压开关地刀。船上高压开关地刀合上后船方操作人员通知岸方运行人员拔出高压和通讯电缆插头。高压和通讯电缆插头拔出后岸方运行人员通知船方操作人员收回高压和通讯电缆。岸侧ECS控制系统发成功响应至船侧，操作完成后，船侧收起一次电缆及光纤电缆(之前由岸侧运行人员在岸电箱拔出一次电缆及光纤电缆)。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种对靠岸船舶进行送电的ECS控制系统，其特征在于，包括：

一软五防检测单元，用于在岸电箱与船舶进行电缆连接之后，在接收到一请求信号时，自动启动软五防检测操作，所述软五防检测操作包括：

检测所述请求信号为一送电请求信号还是一断电请求信号，若为送电请求信号，则检测是否接收到控制接地开关断开的指令，若接收到，则确定接地开关控分校验成功，若未接收到，则检测是否接收到控制小车摇至工作位的指令；

若接收到，则检测关联接地开关是否闭合，若闭合，则确定小车摇至工作位校验失败，若未闭合，则确定小车摇至工作位校验成功；

若未接收到，则检测是否接收到控制断路器闭合的指令；若未接收到，则确定软五防检测失败，若接收到，则检测关联小车是否不在工作位，若是，则确定断路器控合校验失败，若否，则检测关联接地开关是否闭合，若闭合，则确定断路器控合校验失败，若未闭合，则确定断路器控合校验成功；

若所述请求信号为断电请求信号，则检测是否接收到控制断路器断开的指令，若是，则确定断路器控分校验成功，若否，则检测是否接收到控制小车摇至预备位的指令；

若接收到，则检测关联断路器是否闭合，若是，则确定小车摇至预备位校验失败，若否，则确定小车摇至预备位校验成功；

若未接收到，则检测是否接收到控制接地开关闭合的指令，若否，则确定软五防检测失败，若是，则检测关联小车是否位于工作位，若位于，则确定接地开关控合校验失败，若不位于，则确定接地开关控合校验成功；

所述ECS控制系统还包括一送电启动单元及一断电启动单元，所述送电启动单元用于在所述请求信号为送电请求信号且软五防检测均成功时启动送电操作，所述断电启动单元用于在所述请求信号为断电请求信号且软五防检测均成功时启动断电操作。

2.如权利要求1所述的ECS控制系统，其特征在于，所述ECS控制系统用于与所述船舶通过岸电箱光纤接口进行有线连接或通过无线路由器进行无线连接。

3.如权利要求2所述的ECS控制系统，其特征在于，所述ECS控制系统还设置船岸交互信息，所述船岸交互信息包括船基给岸基信息及岸基给船基信息，所述船基给岸基信息报连接请求、高压请求、进线开关位置、地刀状态、急停命令、分合闸命令、母线电压及进线开关电流，所述岸基给船基信息包括连接请求、连接结果、断路器位置、高压准备状态、急停命令、线电压及相电流。

4.如权利要求1所述的ECS控制系统，其特征在于，所述ECS控制系统还用于计量送电电量，在所述船舶靠岸和离岸时所述ECS控制系统分别读取电表的表码值，并计算两次表码值的差值，以作为送电电量。

5.一种对靠岸船舶进行送电的方法，其特征在于，其利用如权利要求1所述的ECS控制系统实现，所述方法包括以下步骤：

S₁、在船舶靠岸时，检查船舶的高压开关处于检修状态，向岸方发送受电申请；

S₂、岸方检查岸电箱处于检修状态，以无线通信方式向船舶发送放下高压电缆及光纤电缆的指令；

S₃、在船舶放下高压电缆及光纤电缆之后，岸方将高压电缆及光纤电缆插接至岸电箱的接线装置上；

S₄、所述ECS控制系统在接收到船舶发送的通讯连接请求后，核对船岸交互信息，在核对全部船岸交互信息均正确后，发送允许连接的信号至船舶；

S₅、船舶在接收到允许连接的信号后，控分船舶上的高压开关地刀；

S₆、所述ECS控制系统控分岸电箱地刀；

S₇、岸方对高压电缆进行绝缘测试，在测试合格后，通过ECS控制系统向船舶发送冷备就绪信号；

S₈、船舶在接收到冷备就绪信号后控合船舶上的高压开关，并发送高压请求信号至ECS控制系统；

S₉、在接收到高压请求信号后，岸方遥控小车至工作位，并发出表征高压准备就绪的信号；

S₁₀、船舶在接收到表征高压准备就绪的信号后，发出表征岸基高压开关合闸的信号，并向ECS控制系统发送送电请求信号；

S₁₁、在接收到送电请求信号后，所述软五防检测单元自动启动软五防检测操作；

S₁₂、在软五防检测均成功时，所述送电启动单元遥控合上岸电箱开关以启动送电操作。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤S₁₂之后还包括：

S₁₃、船舶向岸方发送断电请求信号，并断开船舶上的高压开关，发送表征岸基高压开关分闸的指令；

S₁₄、所述软五防检测单元在接收到断电请求信号后，自动启动软五防检测操作；

S₁₅、在软五防检测均成功时，所述断电启动单元遥控分岸电箱开关以启动断电操作。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，在所述方法中，所述ECS控制系统与所述船舶通过岸电箱光纤接口进行有线连接或通过无线路由器进行无线连接。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤S₄中船岸交互信息包括船基给岸基信息及岸基给船基信息，所述船基给岸基信息报连接请求、高压请求、进线开关位置、地刀状态、急停命令、分合闸命令、母线电压及进线开关电流，所述岸基给船基信息包括连接请求、连接结果、断路器位置、高压准备状态、急停命令、线电压及相电流。

9.如权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤S₁₂中还计量送电电量，步骤S₁₅中还停止计量送电电量，并根据电表的表码值计算送电电量。