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毕大强，郜克存，戴瑜兴 著

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• 船舶电气
• 岸电技术
• 电力系统
• 船舶工程
• 电气工程
• 港口工程
• 绿色能源
• 节能减排
• 电气设备
• 船舶安全

出版社： 科学出版社有限责任公司

ISBN：9787030452245

版次：1

商品编码：11793957

包装：平装

开本：16开

出版时间：2015-08-01

用纸：胶版纸

页数：209

字数：263000

正文语种：中文

内容简介

　　《船舶岸电技术》是作者毕大强、郜克存、戴瑜兴长期从事大容量电力电子变流技术研究与岸电装备制造的总结。全书共11章，主要内容包括：岸电系统特征与技术基础；低压岸电变流系统建模、检测与控制、参数优化、大功率多模块并联、散热与冷却的设计理论与方法；高压岸电大功率模块串联拓扑、系统控制机理；岸电与船电切换、岸电系统保护；岸电系列装备研制与工程应用。
　　《船舶岸电技术》可为船舶岸电技术研究、产品研制与工程应用提供重要的依据和参考，也可作为高等院校与科研院所的研究生教学参考书。

目录

前言
第1章 绪论
1．1 岸电技术的提出
1．2 国内外岸电技术现状与分析
1．2．1 国内岸电技术现状
1．2．2 国外岸电技术现状
1．2 3岸电技术方案对比与分析
1．3 岸电系统的相关标准及规范
1．3．1 国内相关标准发展
1．3．2 国外相关标准发展
1．3．3 国内外岸电技术发展趋势
参考文献

第2章 船舶岸电技术基础
2．1 逆变器控制原理
2．1．1 IGBT器件及驱动保护
2．1．2 IGBT逆变技术原理
2．2 岸电变流系统电路拓扑结构
2．2．1 低压型岸电的拓扑结构
2．2．2 高压型岸电的拓扑结构
2．3 岸电兆瓦级变流系统控制技术
2．4 岸电兆瓦级变流系统并联技术
2．5 岸电兆瓦级变流系统散热方法
参考文献

第3章 低压岸电兆瓦级变流系统建模
3．1 低压岸电变流器拓扑结构
3．2 三相PWM整流器的数学模型
3．2．1 三相PWM整流器的基本数学模型
3．2．2 两相旋转坐标系下三相PWM整流器的数学模型
3．2．3 三相PWM整流器的解耦模型
3．3 三相PWM逆变器的数学模型
3．3．1 三相PWM逆变器的基本数学模型
3．3．2 三相PWM逆变器的解耦模型
3．3．3 两相旋转坐标系下三相PWM逆变器的数学模型
参考文献

第4章 低压岸电变流系统检测与控制
4．1 基于小波神经网络的网侧电流检测算法
4．1．1 小波神经网络的结构
4．1．2 小波神经网络的学习算法
4．1．3 小波神经网络采样算法的实验结果及分析
4．2 基于神经网络内模的PWM整流器网侧电流控制策略
4．2．1 神经网络内模控制算法设计
4．2．2 神经网络内部模型的建立
4．2．3 神经网络内模控制器的建立
4．2．4 神经网络内模控制器设计
4．2．5 PWM整流器网侧电流控制算法仿真及分析
4．3 PWM逆变器输出电压控制策略及仿真
4．3．1 PWM逆变器输出电压控制策略
4．3．2 PWM逆变器控制算法仿真结果
4．4 PWM变流系统实验结果及分析
4．4．1 PWM变流器实验平台构建
4．4．2 PWM整流器实验结果及分析
4．4．3 PWM逆变器实验结果及分析
参考文献

第5章 低压岸电变流系统参数优化
5．1 低压岸电变流器控制模型
5．1．1 基于旋转坐标系双闭环控制的三相电压型逆变器控制模型
5．1．2 基于静止坐标系双闭环控制的j相电压型逆变器控制模型
5．1．3 基于旋转坐标系双闭环控制的三相电压型整流器控制模型
5．2 粒子群优化算法
5．2．1 标准粒子群算法
5．2．2 粒子群算法的改进
5．3 变流器控制的目标函数研究
5．3．1 多种目标函数的选取
5．3．2 目标函数的建立
5．4 对比仿真及系统分析
5．4．1 模型参数及其优化参数的选取
5．4．2 仿真实验结果对比
5．5 实验验证
参考文献

第6章 低压岸电兆瓦级变流系统并联技术
6．1 变流器器件级并联设计
6．1．1 ICBT功率器件基本特性分析
6．1．2 IGBT器件并联影响因素
6．1．3 IGBT器件并联原则
6．2 基于无功功率和锁相同步的变流器模块并联控制
6．2 1变流器模块并联环流数学模型分析
6．2．2 变流器模块并联的无功功率调节幅值差算法
6．2．3 变流器模块并联的两级异步型锁相算法
6．3 基于串电感技术的变流器模块级并联设计
6．3．1 串电感并联方案环流来源分析及抑制
6．3．2 串电感并联仿真及实验验证
参考文献

第7章 低压岸电兆瓦级变流系统散热与冷却
7．1 功率模块IGBT损耗计算模型及分析
7．2 优化的SVPWM调制方法
7．2．1 SVPWM基本原理
7．2．2 优化的SVPWM算法
7．2 3优化的SVPWM算法实现方法及其谐波分析
7．3 变流器散热系统设计
7．3．1 热阻计算和散热器选型方法
7．3 2温升时间计算方法
7．3．3 风机选择和散热风道设计
7．3．4 计算结果与实验结果比较
参考文献

第8章 H桥级联式多电平高压岸电构成与控制
8．1 级联式多电平高压岸电的实现方式
8．2 H桥级联式高压岸电系统构成
8．2．1 输入侧结构
8．2．2 功率单元电路
8．2．3 输出侧结构
8．2．4 控制器
8．3 H桥级联式高压岸电系统控制
8．3．1 功率单元双极性调制方法
8．3．2 载波移相PWM方法
8．3．3 载波移相SPWM方法的优越性
8．4 H桥级联式高压岸电系统优点与主要技术指标
8．4．1 H桥级联式高压岸电电源技术优点
8．4．2 高压岸电电源输出电压波形
参考文献

第9章 岸电与船舶电站切换技术
9．1 岸电与船电的间断式切换供电
9．2 采用固态开关的岸电与船电微间断式切换供电
9．2．1 固态开关技术原理
9．2．2 固态开关切换控制策略
9．3 岸电与船舶电站无间断式切换供电
9．3．1 基于双PWM变换器的岸电电源系统
9．3．2 虚拟同步发电机建模
9．3．3 虚拟同步发电机功频控制器设计
9．3．4 虚拟同步发电机励磁控制器设计
9．3．5 虚拟同步发电机仿真
9．3．6 虚拟同步发电机实验
参考文献

第10章 船舶岸电系统构成及保护
10．1 供电和岸电电源变电系统
10．1．1 高压岸电供电方案和系统组成
10．1．2 低压岸电供电方案和系统组成
10．2 岸电电源空调通风系统
10．3 岸电电源控制系统及信息管理系统
10．3．1 岸电电源控制系统
10．3．2 岸电信息管理系统
10．4 岸电接电箱
10．5 岸电配电系统接地和继电保护
10．5．1 配电系统接地形式
10．5．2 岸电配电系统接地形式与接地原则
10．5．3 岸电系统继电保护原则
参考文献

第11章 岸电系统装备研制与工程应用
11．1 移动式2MV岸电系统装备设计
11．1．1 主电路设计
11．1．2 控制系统设计
11．1．3 网侧滤波器设计
11．1．4 负载侧滤波器设计
11．2 系统抗干扰设计
11．2．1 分布式光纤通信系统设计
11．2．2 层叠母线排设计
11．3 岸电电站运行与效果分析
11．4 岸电电站节能效果分析
参考文献

精彩书摘

　　《船舶岸电技术》：
　　连云港岸电的优点如下：
　　（1）不间断供电，在操作过程中自动将船和岸上的负荷转移，不需要在并人与解列时断电。
　　（2）安装便捷，操作简单，首先由船港双方签订使用岸电协议，然后是船舶靠港之后，由地面操作人员按照规程将电缆接入码头前沿的高压接电箱，接好之后，船上岸电操作屏可以自动得到一个“岸电可用”的信号。按下“接入岸电”开关，则岸电自动调压、自动变频、自动调整后并网、自动转移船岸负载后脱开辅机，之后仅需将辅机关闭即可。
　　（3）全自动数字控制，船岸无线以太网通信，实现船岸实时监测、实时控制，自动电压跟踪、自动调整、自动稳压等功能。
　　（4）可以一个变频电源为多船供电。
　　（5）采用一根高压电缆上船，由于是采用6.6kV电压传输，所以一根电缆就可满足3～4MW的电力需求。
　　（6）可靠性高，除了安全保护设置，还通过了CCS要求的短路电流计算，使得全船的岸电系统有了安全保障。
　　该岸电方案的缺点：船舶需要改造，必须通过船舶所属国家的船级社认可。
　　2.上海港方案
　　上海港于2010年3月22日在外高桥二期集装箱码头进行了为集装箱班轮提供岸电的尝试（输人为10kV／50Hz，输出为440V／60Hz）。
　　……

前言/序言

《智慧港口：绿色航运的数字脉搏》 本书深入剖析了现代港口运作的核心驱动力——数字化转型，并重点探讨了其如何赋能绿色航运的未来。我们将一同探索，当先进的物联网技术、大数据分析、人工智能以及云计算等前沿科技深度融合到港口管理与航运物流的各个环节时，会激发出怎样的变革能量。 第一部分：港口的数字化基石——智慧基础设施的构建 智能感知网络： 详细阐述如何利用各类传感器（如RFID、GPS、高清摄像头、环境监测器等）构建覆盖港区全域的智能感知网络。这包括对集装箱、船舶、车辆、人员以及港口环境（如空气质量、噪音、潮汐等）进行实时、精准的监测与数据采集，为后续的智能化决策奠定基础。 高速通信与数据平台： 探讨5G、Wi-Fi 6等先进通信技术在港口的部署与应用，确保海量数据的可靠、低延迟传输。重点介绍统一的数据中台建设，如何整合来自不同系统、不同源头的数据，进行清洗、标准化、存储和管理，形成港口运行的“数字孪生”基础。 边缘计算与云计算协同： 分析边缘计算在港口场景下的优势，如实时处理指令、降低网络压力等，并与云计算的强大算力、海量存储能力相结合，实现数据处理与应用部署的弹性与高效。 第二部分：智能运营与协同——港口运作的效率飞跃 自动化码头系统： 深入介绍自动化轨道吊、无人集卡、自动化堆场管理系统等核心设备的技术原理、部署流程与运行模式。重点分析其如何通过精确的调度算法，实现装卸作业的无人化、智能化，显著提升作业效率，降低人力成本与安全风险。 智能调度与路径优化： 详细解析基于大数据与AI的智能调度系统，如何根据船舶到港预测、货物堆存信息、设备状态等多元数据，动态优化码头作业流程、集卡路径规划、堆场空间分配，最大限度地减少等待时间，提高吞吐能力。 协同作业平台： 探讨如何构建集港口管理方、船公司、货主、海关、检验检疫等各方参与者于一体的协同作业平台。通过信息共享、流程电子化、在线审批等功能，打破信息孤岛，实现港口服务的“一站式”办理，提升整体运作的流畅度与响应速度。 数字化安全管理： 关注物联网与AI在港口安全生产中的应用，如通过视频分析进行危险行为预警、设备故障预测、人员定位与应急响应等，构建全方位的立体化安全防护体系。 第三部分：绿色航运的新引擎——数字化驱动的环保实践 能源效率管理与优化： 详细阐述如何利用智能监测系统，对港口内的各类能源消耗（电力、燃油等）进行精细化管理。通过数据分析，识别能源浪费环节，并提出智能化的节能优化方案，如智能照明、设备能耗预测与调度、优化充电桩布局与使用等。 排放监测与控制： 介绍先进的排放监测技术，包括对船舶、车辆、港口设施产生的气体污染物（SOx, NOx, PM2.5等）和噪音的实时监测。重点分析如何通过大数据分析，识别污染源，并联动相关管理部门，制定并执行有效的减排策略。 电动化与清洁能源应用： 探讨数字化技术如何支持港口电动化设备（如电动集卡、电动装卸机械）的推广与高效利用。包括智能充电管理、动力电池健康管理，以及港口清洁能源（如太阳能、风能）的接入与优化调度，实现港口的低碳化运营。 绿色航运信息互联： 展望数字化技术在连接船舶与港口、优化航线、减少航行能耗等方面的作用。例如，通过实时天气、海况数据优化航行计划，减少燃油消耗；通过信息互联，实现港口泊位、装卸资源的有效对接，缩短船舶在港停靠时间，降低其整体碳排放。 数字化与可持续发展政策的融合： 分析数字化转型如何为港口制定和执行更科学、更精准的环保政策提供数据支撑，并助力港口实现国际公认的可持续发展目标。 第四部分：展望未来——智慧港口与绿色航运的融合蓝图 区块链在供应链中的应用： 探讨区块链技术如何为港口供应链提供安全、透明、可追溯的解决方案，提升贸易便利化水平，并间接促进绿色物流的发展。 AI在预测性维护与风险管理中的深化： 展望AI在设备预测性维护、港口运营风险预警、突发事件应急响应等方面更深层次的应用，实现港口运营的智能化升级。 人机协同的未来： 思考在自动化程度不断提高的港口中，如何实现人与机器的最佳协同，提升工作效率与人员的综合价值。 智慧港口生态圈的构建： 展望未来，智慧港口将成为集物流、信息流、资金流于一体的综合服务平台，并与其他智慧城市、智慧交通系统实现联动，构建一个更加高效、绿色、可持续的港口生态圈。 本书旨在为读者勾勒出一幅智慧港口与绿色航运深度融合的壮丽图景，揭示数字化技术在驱动港口转型、推动航运业迈向可持续发展道路上的关键作用。

评分☆☆☆☆☆

我是一名资深的船舶电气工程师，从业多年，见证了船舶动力系统从传统的燃油动力到如今更加环保、智能化的转型。《船舶岸电技术》这本书，就像一股清流，为我多年来在实践中积累的知识体系提供了一个系统性的梳理和升华。书中对于岸电接口的标准、高低压供电模式的差异、以及不同国家港口岸电设施的建设情况，都做了详尽的阐述，这对于我们这些需要与国际接轨的工程师来说，信息量巨大且非常实用。我特别关注了书中关于动态接入和静态接入的比较，以及对电缆、连接器等关键部件的选型和安全要求。这些细节之处，恰恰是我们日常工作中容易忽视但又至关重要的环节。书中还提到了岸电系统与船舶自身的能源管理系统的集成问题，这让我看到了未来船舶智能化发展的方向。虽然书中部分内容涉及较深的电气理论，但作者的处理方式非常巧妙，能够循序渐进地引导读者理解。这本书不仅丰富了我的理论知识，更启发了我对未来船舶电气系统设计的新思路。

评分☆☆☆☆☆

我是一名大学的海事管理专业的学生，正在学习船舶相关的知识。《船舶岸电技术》这本书，对于我理解船舶行业未来的发展方向非常有帮助。书中从技术、经济、环境等多个维度，深入浅出地介绍了岸电技术。它不仅解释了岸电技术是什么，更重要的是阐述了为什么需要这项技术，以及它将如何改变船舶的运营方式。我特别喜欢书中关于岸电技术发展历程和未来展望的部分，这让我对这个新兴领域有了更全面的认识。书中还提到了很多案例研究，让我能够将理论知识与实际应用联系起来。虽然书中包含一些专业术语，但作者的叙述方式很清晰，易于理解。这本书为我今后的学习和职业规划提供了重要的参考，让我看到了船舶行业在绿色化转型中的巨大机遇。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本《船舶岸电技术》的时候，我着实有些意外，因为我对船舶领域了解甚少，更别提什么“岸电技术”了。然而，随着翻阅的深入，我却被书中那严谨的逻辑和层层递进的叙述所吸引。它并没有一开始就抛出晦涩难懂的技术术语，而是从船舶能源消耗的现状出发，娓娓道来为何需要岸电技术，以及这项技术在解决环境污染、降低运营成本方面的巨大潜力。书中对于不同类型船舶（如集装箱船、油轮、客滚船等）的岸电接入方案进行了详细的对比分析，列举了各种技术路线的优劣，并通过大量的案例研究，展示了实际应用中可能遇到的挑战以及相应的解决方案。我尤其欣赏书中关于国际标准和国内规范的梳理，这对于想将技术落地的人来说，无疑是宝贵的参考。此外，书中还对岸电系统的经济性评估进行了深入探讨，比如投资回报周期、运营成本节省等，这让我这个门外汉也能大致理解这项技术的商业价值。不得不说，这本书的价值远超我的预期，它不仅是一本技术专著，更是一份行业发展趋势的洞察报告。

评分☆☆☆☆☆

我是一名船舶经纪人，我的工作涉及到船舶的买卖和租赁。《船舶岸电技术》这本书，让我从一个全新的角度审视船舶的价值。在如今日益严格的环保法规和市场需求下，具备岸电接入能力的船舶，其市场竞争力无疑会大大增强。书中对于岸电技术的经济性分析，例如降低燃油消耗、减少港口使用费等，都直接关系到船舶的运营成本，从而影响其二手价值。我尤其关注了书中关于岸电技术在提升船舶附加值方面的论述，这对于我在向客户推销船舶时，能够提供更具说服力的卖点。书中还提到了国际海事组织（IMO）和欧盟等在推动岸电技术应用方面的政策导向，这让我能够更好地把握市场未来的发展趋势。这本书为我理解船舶的“绿色价值”提供了专业的视角，是我在行业内保持竞争力的重要参考。

评分☆☆☆☆☆

我是一名船舶设备供应商，为船舶提供各种电气设备。《船舶岸电技术》这本书，让我看到了我们产品的市场潜力，也为我指明了未来的研发方向。书中详细介绍了船舶岸电系统对电气设备的需求，包括高压开关柜、变压器、电缆、连接器等。我尤其关注了书中关于岸电接口标准化和安全要求的部分，这有助于我们改进产品设计，使其更符合行业标准。书中还探讨了岸电系统在不同类型船舶上的应用，以及未来无线岸电等新技术的可能性，这为我们产品的创新提供了灵感。此外，书中对岸电技术的经济效益分析，也让我能够更好地向客户推介我们的产品，强调其为客户带来的价值。

评分☆☆☆☆☆

我是一名船舶海务管理人员，负责船舶的日常运营和合规管理。《船舶岸电技术》这本书，为我提供了关于岸电技术在船舶运营方面的全面指导。书中详细介绍了船舶在靠泊期间使用岸电的流程、安全注意事项，以及与港口岸电操作人员的协作要求。我最看重的是书中关于岸电系统安全操作规程的章节，这对于预防电气事故、保障船员和船舶安全至关重要。书中还提及了岸电使用相关的法律法规和标准，以及如何进行岸电使用的合同管理和费用结算，这都是我在实际工作中需要处理的细节。此外，书中对岸电技术在提升船舶能效、减少碳排放的论述，也为我们船东在选择和使用岸电技术时，提供了明确的环保效益和经济效益依据。

评分☆☆☆☆☆

我对环境工程领域有着浓厚的兴趣，尤其关注船舶对海洋环境的影响。《船舶岸电技术》这本书，从环境效益的角度，让我对这项技术有了更深刻的认识。书中通过翔实的数据和图表，清晰地展示了船舶靠泊期间排放的氮氧化物、硫氧化物和颗粒物对大气和海洋环境造成的危害。然后，它详细阐述了岸电技术如何通过替代船舶自发电，从而大幅度减少这些污染物的排放。书中甚至对不同地区、不同类型的港口，在推广岸电技术后，可以带来的环境改善效果进行了量化分析，这让我觉得非常有说服力。我尤其欣赏书中对于岸电技术在减少温室气体排放方面的贡献的论述，这与当前全球应对气候变化的议题息息相关。这本书让我看到了技术进步如何能够切实地服务于环境保护，并且为行业的可持续发展指明了方向。

评分☆☆☆☆☆

作为一名港口运营管理者，我一直关注着港口绿色化、低碳化的发展趋势。《船舶岸电技术》这本书，为我们描绘了一幅可持续发展的蓝图。书中详细介绍了岸电技术如何帮助船舶在靠泊期间实现零排放，这对于改善港口空气质量、减少噪音污染有着直接的积极作用。我最感兴趣的部分是书中关于岸电设施的投资建设和运营维护的章节。它详细分析了不同岸电设施的造价、安装周期，以及后期的维护成本，并给出了一些经济效益的测算模型。这对于我们港口在进行岸电设施规划和预算时，提供了非常重要的参考依据。书中还提及了岸电收费模式的探讨，以及如何与船公司协同合作，共同推动岸电的使用，这触及到了我们实际工作中可能面临的商业模式和协调难题。此外，书中关于岸电与智慧港口建设的结合，也让我看到了岸电技术在未来港口管理中的更大潜力。

评分☆☆☆☆☆

我是一名船舶设计院的工程师，负责船舶的整体设计。《船舶岸电技术》这本书，为我在船体设计、设备布局以及电气系统集成方面提供了宝贵的参考。书中关于不同岸电接口的布置要求，以及高压、低压接入的设备空间预留，为我提供了实际的设计指导。我特别关注了书中关于船载岸电接收装置的选型和安装要求，这涉及到电缆规格、安全保护装置以及接地系统等关键细节。书中还对岸电系统与船舶现有动力系统的匹配问题进行了深入探讨，比如如何实现岸电与发电机组的平滑切换，以及在紧急情况下的备用方案。这些内容对于我们设计出安全、高效、可靠的岸电系统至关重要。书中还提到了未来岸电技术的发展趋势，比如无线岸电技术等，这让我对船舶设计的未来充满了想象。

评分☆☆☆☆☆

作为一个对航运业充满好奇心的普通读者，《船舶岸电技术》这本书，为我打开了一个全新的视野。我之前一直认为船舶只是依靠燃油来驱动，没想到现在有了如此环保的技术。书中用通俗易懂的语言，解释了什么是岸电，以及它如何解决船舶靠港时产生的污染问题。我特别喜欢书中关于岸电技术如何改善港口空气质量和居民生活环境的描述，这让我觉得这项技术非常有意义。书中还提到了一些有趣的案例，比如在一些知名的港口，船舶已经开始使用岸电了。虽然书中也提到了一些技术细节，但总体来说，它让我对船舶行业有了更深入的了解，也对绿色航运的未来充满了期待。这本书就像一本科普读物，让我这个非专业人士也能感受到科技的力量。