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港口双枪直流充电桩的应用场景研究

来源:博广电气科技有限责任公司 | 发布时间:2025-08-10 11:21:00 | 浏览次数:

一、港口电动化转型与双枪充电桩的技术价值

随着全球 “双碳” 战略的推进,港口作为物流枢纽的高碳排放特性亟待改变。数据显示,传统燃油集卡在港口作业中每公里碳排放达 0.8-1.2kg,而电动集卡通过双枪直流充电桩补能可实现全流程零排放。GGD 双枪直流充电桩凭借双枪独立控制、动态功率分配、宽温域适应三大核心技术,成为港口电动化转型的关键基础设施。其硬件架构采用 IP67 防护等级设计,可在盐雾浓度≤100ppm、湿度≥95% 的恶劣环境下稳定运行,配合液冷散热系统实现 - 30℃~+55℃宽温域工作。


在技术经济性方面,双枪充电桩较单枪方案具有优势:


二、核心应用场景与典型案例

(一)集装箱码头高效补能场景
在集装箱码头,双枪充电桩主要服务于电动集卡、堆高机等高频作业设备。以潍坊港为例,其部署的 320kW 双枪充电桩可同时为两辆集卡充电,30 分钟内补充 80% 电量,满足 24 小时连续作业需求。通过与港口 TOS 系统联动,充电桩可根据集装箱吞吐量动态调整功率分配:



该场景下,双枪充电桩的应用使潍坊港年充电量达 814.83 万 kWh,减少二氧化碳排放 3587 吨,设备故障率从 5% 降至 0.03%gznict.com
(二)多类型设备混合作业场景
在综合型港口,双枪充电桩需兼容电动牵引车、正面吊、巡检车等多类型设备。烟台港采用多协议兼容技术,支持 GB/T 20234、CHAdeMO、CCS 等主流标准,实现不同品牌设备的即插即充。其部署的 16 套双枪充电桩通过智能负载调控技术,可在不扩容电网的前提下同时为 8 台设备充电,使港区新能源设备占比提升至 46.3%gznict.com


典型案例:深圳盐田港通过双枪充电桩与储能系统的协同,在集装箱堆场实现 “光储充” 一体化。白天光伏板发电优先为充电桩供电,夜间低谷时段储能系统放电,使综合用电成本降低 18%,年发电量达 40 万 kWh。
(三)跨境运输接驳场景
在跨境港口枢纽,双枪充电桩需满足跨区域调度需求。宁波舟山港通过动态负荷调控技术,在 3 个超充站部署 800kW 液冷双枪桩,可实现 “充电 5 分钟续航 200 公里” 的补能效率。其采用的 BHO(建设 - 持有 - 运营)模式,通过电网负荷实时匹配技术,使单桩年度用电成本降低 25%。该系统与港口智能调度平台联动,可提前 15 公里为跨境集卡规划优充电路径,减少排队时间 40% 以上。

三、技术创新与协同控制策略

(一)智能功率分配算法
双枪充电桩采用动态优先级调度模型,根据设备类型、电池 SOC、电网负荷等参数动态分配功率:


  1. 紧急优先策略:当 AGV 小车电池 SOC<20% 时,自动切断其他设备充电,优先保障其补能;

  2. 均衡充电策略:在非高峰时段,将双枪功率平均分配(如每枪 100kW),延长电池循环寿命;

  3. V2G 反向供电:在电网负荷紧张时,充电桩可将车辆电池作为分布式电源向电网供电,单次调峰收益达 0.8 元 /kWh。


该算法在天津港的应用中,使充电桩利用率从 65% 提升至 82%,电网峰谷差降低 15%。
(二)多能源协同管理
双枪充电桩与光伏、储能系统的协同可提升能源利用效率:


(三)智能运维与故障诊断
双枪充电桩搭载数字孪生运维系统,通过三维建模实现设备状态实时映射:


  1. 局部放电监测:通过 UHF 传感器检测开关柜放电信号,故障预警准确率达 98%;

  2. 温度场分析:红外热成像系统可识别电缆接头温升 > 15K 的潜在故障;

  3. 预测性维护:基于 LSTM 算法对历史数据训练,提前 72 小时预测设备故障。


该系统在青岛港的应用中,使设备非计划停运率从 5% 降至 0.5%,年均维护成本减少 40 万元。

四、典型场景效益分析与优化路径

(一)集装箱码头场景


优化建议


  1. 在堆场边缘设置移动充电车,应对突发补能需求;

  2. 采用 “充电 + 换电” 混合模式,提升端情况下的补能弹性。

(二)跨境枢纽场景


优化建议


  1. 部署 V2G 充电桩,参与电网调峰获取额外收益;

  2. 建立跨区域充电运营商联盟,实现 “一卡通行”。

(三)综合能源港场景


优化建议


  1. 引入氢燃料电池应急电源,保障端天气下的供电可靠性;

  2. 构建港口能源数字孪生体,实现多能流协同优化。

五、挑战与未来趋势

(一)现存技术瓶颈
  1. 电网容量瓶颈:2000A 的港口变压器在同时为 10 台双枪桩供电时,需配置 500kVar 动态无功补偿装置;

  2. 电池兼容性:不同品牌电动重卡的 BMS 协议差异导致充电成功率波动 ±15%;

  3. 数据安全:充电桩与港口调度系统的通信需满足等保三级要求,加密传输时延应≤20ms。

(二)技术演进方向
  1. 超充技术突破:液冷超充桩可实现 1.5C 充电倍率,2027 年有望量产;

  2. 智能电网协同:通过区块链技术实现绿电溯源,支持碳足迹认证;

  3. 数字孪生深化:构建 “物理设备 - 数字孪生 - 云端决策” 三级架构,实现故障预测准确率 > 95%。

(三)政策与商业模式创新
  1. 跨区域补贴机制:建议建立长三角、珠三角港口群的充电补贴互认体系;

  2. 车桩网一体化:推广 “车电分离” 融资租赁模式,降低港口设备采购成本;

  3. 碳交易应用:将充电桩绿电使用量纳入碳交易体系,预计 2025 年可产生额外收益 0.05 元 /kWh交通运输部

六、结论

港口双枪直流充电桩通过多场景适配、多能源协同、多系统联动的技术路径,已成为港口电动化转型的核心支撑。其在集装箱码头、跨境枢纽、综合能源港等场景的应用,不仅降低碳排放,更通过智能调度与商业模式创新创造了新的价值空间。未来需进一步突破电网容量瓶颈、完善政策支持体系,并加速与人工智能、数字孪生等技术的融合,为构建零碳港口提供坚实的基础设施保障。在具体实施中,应根据港口类型、作业特点进行定制化方案设计,同时加强与电网、船公司的协同,实现经济效益与环境效益的化平衡。


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