本期为正泰“船岸电气一体化” 连载专栏最后一期，基于建设绿色航运背景下的电动船舶和船岸电气一体化应用需求，提出江海直达电池动力船舶系统、新能源电力系统应用解决方案，响应国家绿色环保号召，践行绿色发展理念。

需求背景

我国内河航运资源丰富，主要有长江流域、珠江流域、京杭大运河和黑龙江流域等航运通道。

以长江流域为例，其优势：

世界第三大内河

我国黄金水道，长江经济带运输主动脉

聚集了我国46%以上的经济总量

沿海地区以及长江、珠江流经区域的工商业及经济发展繁荣，许多货物需要由海上和内河协作配合运输。

目前，沿海与内河运输仍以海船进江方式为主，其弊端有：

受吃水、净空高度等限制，在港口换船航行

运输效率低

运营成本高

货物转运时会产生货损和环境污染

现阶段内河航行船舶的动力来源主要通过柴油发电获得，其存在废气排放和噪音污染问题，使用电动船舶动力技术是江海直达船舶实现绿色航运的主要途径。

江海直达船舶

江海直达船舶，顾名思义是指既能在内河，又能在近海航行的船舶。它是在江船和船海的基础上集成创新的一种新型船舶，即满足中国船级社双规（“海规”即《国内航行海船入级规范》和“内规”即《钢质内河船舶建造规范》）要求。兼有江船的操纵性能和海船的稳定性、耐波性、结构强度和总纵强度[1]。该类船舶航行区域可跨越江段和海段，将货物由始发港直接运至终点港，具有运输效率高、货物损耗小，运输经济性好等优点[2]。

2020年5月交通运输部发布的《内河航运发展纲要》要求：

加快江海直达特定船型，以及大型休闲度假豪华游轮和中短途休闲游、观光游特色游轮船型研发；完善江海直达运输发展相关政策和技术标准,形成江海直达、江海联运有机衔接的江海运输物流体系，提高江海运输服务水平；加大新能源清洁能源推广应用力度，推广LNG节能环保船舶，探索发展纯电力、燃料电池等动力船舶，研究推进太阳能、风能、氢能等在行业的应用，推进船舶靠港使用岸电。

江海直达电池动力船舶动力系统解决方案

船舶动力电池可实现江海直达船舶全船电动化，针对内河江海直达主要船舶类型需求，正泰提出一种集装箱电动船舶高效、实用的船舶动力系统解决方案。该方案通过配套相应规模的充换电站来满足船舶停靠后的电力供应和快速换电需求。

该方案中船舶动力系统主要由电池系统、直流配电屏、推进逆变器、推进电机、调速控制系统等组成。系统配置一套全船EMS与推进控制系统，负责蓄电池充放电控制，推进控制和负载电源控制，以及全船能量的整体优化和调度协调。

电池组和电池管理系统（BMS）组成的电源系统为全船供电，两组蓄电池可通过并联或独立运行为推进系统和生活设施供电， BMS监控蓄电池组的运行和使用状态，确保蓄电池组和系统的安全使用。

船舶电源系统集成于标准集装箱内，换电是在充换电站对装有电源系统的集装箱进行整体更换，箱体上配置标准接口，满足快速换电需求。

为满足靠港船舶生活设施用电需求，船上的交流日用负载使用岸基电源供电，确保在船舶靠泊期间船上必要的用电设施能够正常工作。

相比传统的船舶交流配电网，电池动力船舶直流配电网的接口更简单，有利于多种新能源储能设备接入，避免了并网时的频率、相位、同步等问题，方便新能源的利用。

该方案具有节能、环保、无噪音以及零排放的优点，经济性好，维护简单，安全性高，可作为江海直达电动船舶应用技术大量推广使用。

电网+光储一体化充换电站系统解决方案

为践行绿色发展理念，提高港口码头竞争力，结合传统能源与新能源的互补性，正泰提出电网+光储一体化应用方案来建设船舶动力电池充换电站，并结合通信技术，以信息化手段解决船舶充换电管理问题，提高船舶充换电效率，优化能源供应成本，促进江海航运的转型升级。

采用电网+光储一体化应用方案，还可以：

应用

新能源

充分利用现有新能源技术，实现电力的绿色供应和可持续发展

提高能源

利用率

实现光伏、储能、港区负荷的协调和稳定运行，提高能源利用效率

优化

运营成本

选择错峰给船舶动力电池充电，利用峰谷电价差，降低港方和船东运营成本

充换电是电池动力船舶运营的关键环节，按照充电站的位置、更换电池模式，推荐以下两种方式：

岸侧充电

充电站和换电站建设在一起，通过正面吊、叉车完成低电电池箱和满电电池箱的运输作业以及电池的装卸更换；岸边充换电站还可为配套有船岸电气受电设施的船舶提供岸基电源，满足靠港船舶必要的负载供电需求

集中充电

充电站建设在港口或内陆地区，将多个换电站的电池集中在一起进行充电，充电完成后统一配送。通过集装箱车进行低电电池箱和满电电池箱的运送，在码头采用正面吊、叉车等设备进行集装箱电池的装卸及更换

电池动力船舶的电网+光储一体化充换电站的建设需综合电网接入便捷性、新能源建设条件、港口码头情况、换电便利性等因素，选择最合适的建设模式。

顺应发展 迎接江海直达船舶动力新时代

正泰多年来积极布局新能源产业，在光伏发电、储能系统均有完整的解决方案可提供，并在国内多个大型集中式光伏电站、分布式光伏电站中以及多个大容量储能电站中有成熟、稳定的运行经验。依托产业链优势，正泰可为电池动力船舶电力系统、岸侧充换电站提供系统解决方案。让港口方和船舶方享受到电动船舶、新能源带来的社会效益和经济效益，使江海直达船舶真正实现绿色、经济、高效运行，迎接江海直达船舶动力新时代的到来。

参考文献内容如下：

[1] 谢燮,袁厚安.对江海直达运输的认识与思考［J］.中国远洋海运，2017，6:46-48

[2] 刘超.低碳背景下江海直达船型方案及船队配置综合优化研究［D］.武汉:武汉理工大学，2017