能思考、會(huì )決策軍事能源保障越來(lái)越“聰明”

新型武器裝備體系發(fā)展與建設，新型能源能否運用其中？海島、邊防哨所、無(wú)人值守站，能源保障供應能否實(shí)現多樣化、生態(tài)化？人工智能、大數據、云計算等新技術(shù)能否推升軍事能源保障邁向更高層次？

破解這些難題，離不開(kāi)智慧軍事能源技術(shù)。近日，國防科技大學(xué)系統工程學(xué)院智慧軍事能源團隊承擔的關(guān)于能源互聯(lián)網(wǎng)系統建設論證規劃和軟件平臺研制兩項重點(diǎn)項目順利通過(guò)鑒定驗收。鑒定會(huì )上，驗收專(zhuān)家評價(jià)：“項目研究總體技術(shù)處于國內領(lǐng)先水平，技術(shù)難度大，軍事社會(huì )效益顯著(zhù)。”

這個(gè)團隊經(jīng)過(guò)10年奮斗，已讓我國軍事能源保障變得越來(lái)越智慧。

讓軍事能源保障跟上時(shí)代快車(chē)

信息化催生了新型作戰樣式，能源需求急劇增加，探索新型軍事能源保障模式迫在眉睫。讓軍事能源保障跟上時(shí)代的快車(chē)，一直是軍隊研究人員的夢(mèng)想。

時(shí)間回到2011年，當時(shí)還是副教授的團隊負責人張濤敏銳地意識到能源互聯(lián)網(wǎng)的探索研究或將引發(fā)能源領(lǐng)域的風(fēng)暴，結合軍事問(wèn)題的研究更是前人未探的“無(wú)人區”，他開(kāi)始有意識地系統了解能源互聯(lián)網(wǎng)的最新信息。

都說(shuō)能源就是戰斗力，可在信息化戰爭時(shí)代，傳統的能源保障模式面臨能源使用效率較低、能源供應樣式單一、野戰條件下能源自給能力差等問(wèn)題。如何適應新軍事變革，加速推進(jìn)軍事能源向多樣化、集約化、電動(dòng)化、分布化和互聯(lián)化等方向轉型，是擺在軍隊建設面前的一個(gè)重大挑戰。

越研究，他越覺(jué)得自己走進(jìn)了一個(gè)美麗新世界，每次自主測試實(shí)驗的成功都讓他激動(dòng)不已。

軍隊需求就是科研的方向。在上級的支持下，張濤牽頭組建了能源互聯(lián)網(wǎng)團隊，后更名為智慧軍事能源團隊。

能源互聯(lián)網(wǎng)是個(gè)新事物，將其應用到軍事領(lǐng)域更是前所未有。規劃設計、行為預測、運行控制和經(jīng)濟調度等典型系統工程問(wèn)題都需要進(jìn)行深入研究，有時(shí)還要因地制宜打出“組合拳”。

2018年7月，他們接到某部隊的需求電話(huà)，設計一套智能、穩定的能源保障系統。“部隊的信任是我們攻堅的動(dòng)力。”張濤說(shuō)，團隊隨即派出骨干力量赴部隊調研。部隊地處“一片荒蕪的海島”。島嶼面積小、運輸船隔天一班、臺風(fēng)威脅大、傳統發(fā)電機組易腐蝕……現實(shí)困難迎面而來(lái)。

研究人員現地考察后得知，此前已有業(yè)內其他單位前來(lái)調研，當得知項目體量小、現實(shí)條件惡劣的情況后拒絕了承接項目。

“別人不愿做，我們來(lái)做！”團隊毅然接下項目，最終設計了一套“柴油+光伏+儲能+智能管控系統”的組合解決方案，充分發(fā)揮已有資源和新能源的效能，圓滿(mǎn)解決了海島能源供給和可靠性的問(wèn)題。需求方直言：“你們真是能源保障的急先鋒！”

能源系統建設需貼合部隊需求

智慧軍事能源，顧名思義就是要讓軍事能源保障像人一樣會(huì )思考、能決策，追求能源供給和分配的最優(yōu)化。這是一個(gè)全新的領(lǐng)域，所有攻關(guān)都必須以部隊需求為導向，不能閉門(mén)造車(chē)。

可現實(shí)困難往往比想象中更加艱巨，基礎薄弱、環(huán)境惡劣、技術(shù)限制、人手不足……一個(gè)個(gè)問(wèn)題逼得團隊成員連軸工作，無(wú)暇休息。

一次，為了解決某部隊保障訓練用電的問(wèn)題，團隊提出了增建風(fēng)光互補發(fā)電系統的想法。就在大家以為系統建設方案即將成型的時(shí)候，團隊成員之一、經(jīng)常調研部隊需求的王銳忽然喊出：“不對，面向軍事基地的能源供給，不同于民用，必須考慮基地用能的周期性(多場(chǎng)景)特征，并且系統抗毀性也不能忽略。”

方案不得不推倒重來(lái)，最終基于此制定出的混合可再生能源系統建設方案更加貼合部隊的需求。

軍人就是要啃硬骨頭，吃點(diǎn)苦不算什么。打硬仗，本就是軍人該做的。

某次攻關(guān)，團隊成員雷洪濤副教授承擔“能量監控與調度子系統”研制工作。當他帶著(zhù)團隊滿(mǎn)心期許來(lái)到實(shí)驗室，看到滿(mǎn)屋子大功率電氣設備后不由倒吸了一口涼氣——一直從事軟件開(kāi)發(fā)的他，從沒(méi)有跟這些“大家伙”直接打過(guò)交道。

電不是那么好“玩”的，哪怕毫厘差錯，后果都不堪設想。經(jīng)過(guò)一番思量和抉擇，雷洪濤決定采取由易到難的方法，從“數據實(shí)時(shí)可視化展示”功能入手，到“設備鏈接通信”，再到“數據包協(xié)議解析”，各個(gè)擊破。最終，他設計開(kāi)發(fā)的控制軟件讓大功率電氣設備上的數據在顯示屏上靈活跳動(dòng)。

這些年，為將能源互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)研究成果運用到軍事能源保障領(lǐng)域，團隊成員多次赴部隊進(jìn)行實(shí)地考察，針對海島、邊防哨所、無(wú)人值守站、部隊野外用電等在傳統能源保障上存在的防護弱、存儲難、耗能高、隱蔽性差、不可再生等問(wèn)題，自主研發(fā)分布式儲能、能量集線(xiàn)器、智能能量管理等技術(shù)，為未來(lái)實(shí)現戰場(chǎng)能量互聯(lián)、野外不間斷供電和“孤島”模式下的營(yíng)區用電提供了可能。

未來(lái)智能化戰爭更依賴(lài)智慧能源

發(fā)展智慧軍事能源是構建現代軍事能源體系的重要組成部分，也是推進(jìn)軍隊軍事能源轉型的必然要求。如今，這句話(huà)已經(jīng)成為共識。

可研究之初，唯一可以確立的是，未來(lái)智能化戰爭對能源將更為依賴(lài)，所需能源類(lèi)型將更為多樣，需逐步形成多能并用、互聯(lián)互通、智能調控的能源綜合利用模式。

然而，包括張濤在內的幾乎所有成員都不是能源、電氣領(lǐng)域的科班生。這樣的“草臺班子”能擔此大任嗎？

為給大家鼓勁兒，張濤說(shuō)：“能源互聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)社會(huì )—信息—物理深度耦合的復雜系統，傳承錢(qián)老(錢(qián)學(xué)森)系統工程創(chuàng )新教育思想的系統工程人還能怕復雜系統嗎？”

“專(zhuān)業(yè)不對口，反倒是我們的優(yōu)勢。能源互聯(lián)網(wǎng)涉及計算機、電力電子、控制、管理等多個(gè)學(xué)科，有時(shí)自己薄弱的環(huán)節恰好是同事擅長(cháng)的，剛好能夠互補。”回顧這一切，團隊成員劉亞杰研究員感慨道。

大家各展所長(cháng)，將復雜系統建模、多目標優(yōu)化、大數據處理分析等方法運用到能源系統行為預測、混合能源系統優(yōu)化設計、智慧能源管理等問(wèn)題中，出乎意料地取得了很好的效果。

創(chuàng )新的馬車(chē)一旦開(kāi)動(dòng)就再也無(wú)法停歇——

2014年7月，與企業(yè)合作研制了國內首臺400V直流能量路由器；

2017年7月，牽頭設計的“綠色計算中心智慧能源示范項目”正式入選國家首批能源互聯(lián)網(wǎng)示范項目；

2020年8月，軍事能源互聯(lián)網(wǎng)某優(yōu)化設計平臺等研究成果在全軍推廣應用，同年10月，某科研成果獲中國機械工業(yè)科學(xué)技術(shù)獎“技術(shù)發(fā)明一等獎”……

此次項目通過(guò)驗收，他們又取得了“提出軍事能源互聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)體系”“制定我軍軍事能源互聯(lián)網(wǎng)系統建設規劃方案”“考慮軍用特殊性，研制涵蓋多能源類(lèi)型以及源—網(wǎng)—荷—儲等多環(huán)節的某軟件平臺”等多個(gè)首創(chuàng )性成果。