一种低压岸电供电系统及方法

本发明涉及属于配用电技术领域，尤其涉及一种低压岸电供电系统及方法。

为解决船舶靠泊期间的生活用电问题，减少对大气环境的污染，推进生态文明建设，在码头配置岸电设备，船舶停靠期间可以由电网向船用设备供电，代替传统柴油发电机发电，减少噪声污染，改善船员的工作生活环境，降低船舶靠港成本和维护费用，实现有害气体的零排放。

目前采用在码头边配置低压智能岸电桩的方式，采用抵坡丁靠方式的船舶才能通过线缆接到岸电桩上，而采用趸船靠泊方式的船舶无法使用码头边的低压智能岸电桩，这将影响着岸电使用的推广。

针对以上问题，本发明提出一种低压岸电供电系统及方法，能够稳定可靠的给采用趸船靠泊方式的船舶提供岸上清洁能源，有效推进岸电的使用。

技术方案：为实现本发明的目的，本发明所采用的技术方案是：一种低压岸电供电系统，包括岸电云网平台、低压智能岸电桩、N台移动式T型接电箱；

岸电云网平台，接受船舶用户用电申请，根据用电申请单通过无线通信方式控制低压智能岸电桩，同时获取低压智能岸电桩和移动式T型接电箱的状态信息和电量，完成电费结算；

低压智能岸电桩，通过无线通信方式接收岸电云网平台的控制指令，同时上传低压智能岸电桩和移动式T型接电箱的状态信息和电量给岸电云网平台；同时，低压智能岸电桩通过有线通信方式控制移动式T型接电箱，同时获取移动式T型接电箱的状态信息和电量；

移动式T型接电箱，放置在受电船舶上，通过有线通信方式接收低压智能岸电桩的控制指令，同时上传移动式T型接电箱的状态信息和电量给低压智能岸电桩；移动式T型接电箱有两个供电接口，一个供电接口给本船使用，另一个供电接口给后级并靠的船舶提供母线电压。

进一步地，低压智能岸电桩安装在岸边或趸船上。

进一步地，无线通信方式为4G通信；有线通信方式为CAN通信。

进一步地，低压智能岸电桩的状态信息包括设备运行状态、故障信息；设备运行状态是指设备空闲、正常供电、停止供电，故障信息是指过压、过流、倾倒、浸水；

移动式T型接电箱的状态信息包括设备运行状态、故障信息；设备运行状态是指设备空闲、正常供电、停止供电，故障信息是指过压、过流、浸水。

一种低压岸电供电方法，包括步骤：

(1)第N艘船舶船主通过APP向岸电云网平台申请用电；

(2)岸电云网平台接收用电申请后，通过低压智能岸电桩给移动式T型接电箱下发船舶供电命令并获取起始电量值；

(3)第N艘船舶船主通过APP向岸电云网平台申请停电；

(4)岸电云网平台接收停电申请后，通过低压智能岸电桩给移动式T型接电箱下发船舶停止供电命令并获取终止电量值；岸电云网平台根据起始电量值和终止电量值，计算船舶用电量收取相应费用。

进一步地，所述步骤1包括：

(1.1)将移动式T型接电箱放置在第N艘船舶的岸电受电柜附近，并用线缆连接岸电受电柜、本船移动式T型接电箱和第N-1艘船舶的移动式T型接电箱或低压智能岸电桩；

(1.2)第N艘船舶船主通过手机APP向岸电云网平台申请用电，用电申请包括第N艘船舶移动式T型接电箱的编码和第N-1艘船舶移动式T型接电箱或低压智能岸电桩的编码。

进一步地，所述步骤2包括：

(2.1)岸电云网平台实时接收第N艘船主用电申请，调取数据库信息，确认用电申请中的设备编码是否合法；若合法，岸电云网平台获取第N-1艘船舶移动式T型接电箱状态信息；若不合法，岸电云网平台向船主手机APP发送“当前设备不存在”的提示信息；

(2.2)岸电云网平台获取第N-1艘船舶移动式T型接电箱状态信息后，若第N-1艘船舶移动式T型接电箱状态信息为待机，岸电云网平台给第N-1艘船舶移动式T型接电箱下发母线供电命令；

(2.3)第N-1艘船舶移动式T型接电箱开始给第N艘船舶移动式T型接电箱母线供电；

(2.4)第N艘船舶移动式T型接电箱母线得电后，通过CAN通信与低压智能岸电桩建立通信链接，并上传当前移动式T型接电箱的状态信息；

(2.5)低压智能岸电桩将收到的移动式T型接电箱的状态信息和电量起始值上传给岸电云网平台，岸电云网平台向船主手机APP发送“设备已经开始供电”提示信息，并记录船舶供电链接关系。

进一步地，所述步骤2.3中，若N＝1，低压智能岸电桩实时接收岸电云网平台供电命令，低压智能岸电桩判断桩体是否存在故障；若无故障，低压智能岸电桩开始给第1艘船舶的移动式T型接电箱母线供电；若有故障，低压智能岸电桩不会供电，并向岸电云网平台上送故障信息；岸电云网平台接收到低压智能岸电桩的故障信息后，岸电云网平台向船主手机APP发送“前级设备故障”提示信息。

进一步地，所述步骤2.4中，低压智能岸电桩将接收的第N艘船舶移动式T型接电箱状态信息上传给岸电云网平台，若第N艘船舶移动式T型接电箱有故障，第N-1艘船舶移动式T型接电箱停止给第N艘船舶移动式T型接电箱母线供电；岸电云网平台向第N艘船舶船主手机APP发送“设备故障”提示信息；若第N艘船舶移动式T型接电箱无故障，第N艘船舶移动式T型接电箱给第N艘船舶的受电柜供电，并将第N艘船舶移动式T型接电箱的状态信息和电量起始值通过CAN通信上传给低压智能岸电桩。

进一步地，所述步骤4包括：

(4.1)岸电云网平台实时接收停电申请，然后岸电云网平台通过低压智能岸电桩获取第N艘船舶移动式T型接电箱的状态信息和电量终止值；同时通过低压智能岸电桩给第N艘船舶移动式T型接电箱下发本船供电停止命令；

(4.2)第N艘船舶移动式T型接电箱本船供电停止完成后，将当前状态信息通过低压智能岸电桩发送给岸电云网平台；

(4.3)岸电云网平台收到第N艘船舶移动式T型接电箱的状态信息后向船主手机APP发送“停止供电成功”提示信息和电费结算信息；同时修改船舶供电链接关系；

(4.4)岸电云网平台根据船舶供电链接关系判断是否需要停止第N艘船舶移动式T型接电箱母线供电，若后级有船舶用电，则不停止母线供电，若后级无船舶用电，则停止母线供电。

有益效果：本发明采用低压岸电供电系统，可以能够稳定可靠的给采用趸船靠泊方式的船舶提供岸上清洁能源，有效推进岸电的使用，实现港口绿发展。

图1是实施例一所述的低压岸电供电系统示意图；

图2是实施例二所述的低压岸电供电系统示意图。

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步的说明。

实施例一

如图1所示，本发明所述的低压岸电供电系统，包括岸电云网平台、低压智能岸电桩、N台移动式T型接电箱(与趸船靠泊停靠的船舶数量一致)。

岸电云网平台，远程接受船舶用户用电申请，根据用电申请单通过无线通信方式远程控制低压智能岸电桩，同时获取低压智能岸电桩和移动式T型接电箱的状态信息和电量，完成电费结算。

低压智能岸电桩，安装在岸边或趸船上，通过无线通信方式接收岸电云网平台的控制指令，同时上传低压智能岸电桩和移动式T型接电箱的状态信息和电量给岸电云网平台。同时，低压智能岸电桩通过有线通信方式控制移动式T型接电箱，同时获取移动式T型接电箱的状态信息和电量。

移动式T型接电箱，放置在受电船舶上(每艘船舶上配置一台)，通过有线通信方式接收低压智能岸电桩的控制指令，同时上传移动式T型接电箱的状态信息和电量给低压智能岸电桩。移动式T型接电箱有两个供电接口，一个供电接口给本船使用，另一个接口给后级并靠的船舶提供母线电压。

其中，无线通信方式为4G通信；有线通信方式为CAN通信。

低压智能岸电桩的状态信息包括设备运行状态、故障信息；移动式T型接电箱的状态信息包括设备运行状态、故障信息。低压智能岸电桩的状态信息中设备运行状态是指设备空闲、正常供电、停止供电。低压智能岸电桩的状态信息中故障信息是指过压、过流、倾倒、浸水。移动式T型接电箱的状态信息中设备运行状态是指设备空闲、正常供电、停止供电。移动式T型接电箱的状态信息中故障信息是指过压、过流、浸水。

一种低压岸电供电方法，其采用上述的供电系统来实现，基本工作原理为：船主通过APP向岸电云网平台申请用电；岸电云网平台接收用电申请后，通过低压智能岸电桩给移动式T型接电箱下发船舶供电命令并获取起始电量值；船主通过APP向岸电云网平台申请停电；岸电云网平台接收停电申请，通过低压智能岸电桩给移动式T型接电箱下发船舶停止供电命令并获取终止电量值；岸电云网平台根据起始电量值和终止电量值，计算船舶用电量收取相应费用。用电申请由船主通过手机APP发出，包括当前使用的低压智能岸电桩和移动式T型接电箱的唯一设备编码和船主支付账号。

详细工作流程包括如下步骤：

步骤1、采用趸船靠泊方式靠泊的第N艘船舶，将移动式T型接电箱放置在第N艘船舶的岸电受电柜附近，并用线缆连接岸电受电柜、本船移动式T型接电箱和前级船舶(第N-1艘船舶)的移动式T型接电箱(或趸船上的低压智能岸电桩)；

第N艘船舶船主通过手机APP向岸电云网平台申请用电，用电申请包括本船(第N艘船舶)移动式T型接电箱的编码和前级(第N-1艘船舶)移动式T型接电箱的编码(如果N＝1，则为低压智能岸电桩的编码)；

步骤2、岸电云网平台实时接收第N艘船主用电申请，然后岸电云网平台调取数据库信息，确认用电申请中的设备编码是否合法；

若合法，岸电云网平台获取前级(第N-1艘船舶)移动式T型接电箱(如果N＝1，则为低压智能岸电桩)的状态信息；若不合法，岸电云网平台向船主手机APP发送“当前设备不存在”的提示信息；

步骤3、岸电云网平台获取前级(第N-1艘船舶)移动式T型接电箱的状态信息后，若前级(第N-1艘船舶)移动式T型接电箱(如果N＝1，则为低压智能岸电桩)状态信息为待机，岸电云网平台给前级(第N-1艘船舶)移动式T型接电箱(如果N＝1，则为低压智能岸电桩)下发母线供电命令；

步骤4、若N＝1，低压智能岸电桩实时接收岸电云网平台供电命令，进一步包括：低压智能岸电桩判断桩体是否存在故障；若无故障，低压智能岸电桩开始给第1艘船舶的移动式T型接电箱母线供电；若有故障，低压智能岸电桩不会供电，并向岸电云网平台上送故障信息；进一步包括：岸电云网平台接收到低压智能岸电桩的故障信息后，岸电云网平台向船主手机APP发送“前级设备故障”提示信息；

若N≥1，前级(第N-1艘船舶)移动式T型接电箱开始给本船(第N艘船舶)移动式T型接电箱母线供电；

步骤5、第N艘船舶移动式T型接电箱母线得电后，通过CAN通信与低压智能岸电桩建立通信链接，并上传当前移动式T型接电箱的状态信息；

进一步包括：低压智能岸电桩将接收到第N艘船舶移动式T型接电箱的状态信息上传给岸电云网平台，若第N艘船舶移动式T型接电箱有故障，前级(第N-1艘船舶)移动式T型接电箱(如果N＝1，则为低压智能岸电桩)停止给第N艘船舶移动式T型接电箱母线供电；岸电云网平台向第N艘船舶船主手机APP发送“设备故障”提示信息；

若第N艘船舶移动式T型接电箱无故障，第N艘船舶移动式T型接电箱给本船(第N艘船舶)的受电柜供电，并将第N艘船舶移动式T型接电箱的状态信息和电量起始值通过CAN通信上传给低压智能岸电桩；

步骤6、低压智能岸电桩将收到的移动式T型接电箱的状态信息和电量起始值上传给岸电云网平台，岸电云网平台向船主手机APP发送“设备已经开始供电”提示信息，并记录船舶供电链接关系；

步骤7、第N艘船舶船主通过手机APP向岸电云网平台申请停止供电；

步骤8、岸电云网平台实时接收停电申请，然后岸电云网平台通过低压智能岸电桩获取第N艘船舶移动式T型接电箱的状态信息和电量终止值；同时通过低压智能岸电桩给第N艘船舶移动式T型接电箱下发本船供电停止命令；

步骤9、第N艘船舶移动式T型接电箱本船供电停止完成后，将当前状态信息通过低压智能岸电桩发送给岸电云网平台；

步骤10、岸电云网平台收到第N艘船舶移动式T型接电箱的状态信息后向船主手机APP发送“停止供电成功”提示信息和电费结算信息；同时修改船舶供电链接关系；

步骤11、岸电云网平台根据船舶供电链接关系判断是否需要停止第N艘船舶移动式T型接电箱母线供电，若后级有船舶用电，则不停止母线供电，若后级无船舶用电，则停止母线供电；同时给第N艘船舶的船主手机APP发送提示信息。

实施例二

如图2所示，本发明所述的低压岸电供电系统，包括岸电云网平台Y，低压智能岸电桩Z，移动式T型接电箱T；岸电云网平台Y部署在远端，低压智能岸电桩Z安装在码头岸边，移动式T型接电箱T部署在靠岸的船舶上。低压岸电供电系统采用4G和CAN通信传输。

本发明所述的低压岸电供电方法，包括以下步骤：

(1)岸电云网平台Y收到船舶的用电申请；

(2)岸电云网平台Y通过低压智能岸电桩Z给移动式T型接电箱T下发供电命令；移动式T型接电箱完成供电后，并将移动式T型接电箱内电表的起始电量值送给岸电云网平台Y；

(3)岸电云网平台Y收到船舶的停电申请；

(4)岸电云网平台Y通过低压智能岸电桩Z给移动式T型接电箱T下发停止供电命令；移动式T型接电箱完成停电后，将移动式T型接电箱内电表的终止电量值送给岸电云网平台Y；

(5)岸电云网平台Y根据起始电量值和终止电量值，计算船舶用电量和收取相应费用。