能思考、會決策軍事能源保障越來越“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、無人值守站，能源保障供應能否實現(xiàn)多樣化、生態(tài)化？人工智能、大數(shù)據(jù)、云計算等新技術能否推升軍事能源保障邁向更高層次？

破解這些難題，離不開智慧軍事能源技術。近日，國防科技大學系統(tǒng)工程學院智慧軍事能源團隊承擔的關于能源互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)建設論證規(guī)劃和軟件平臺研制兩項重點項目順利通過鑒定驗收。鑒定會上，驗收專家評價：“項目研究總體技術處于國內(nèi)領先水平，技術難度大，軍事社會效益顯著。”

這個團隊經(jīng)過10年奮斗，已讓我國軍事能源保障變得越來越智慧。

讓軍事能源保障跟上時代快車

信息化催生了新型作戰(zhàn)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代的快車，一直是軍隊研究人員的夢想。

時間回到2011年，當時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)能源領域的風暴，結合軍事問題的研究更是前人未探的“無人區(qū)”，他開始有意識地系統(tǒng)了解能源互聯(lián)網(wǎng)的最新信息。

都說能源就是戰(zhàn)斗力，可在信息化戰(zhàn)爭時代，傳統(tǒng)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(zhàn)條件下能源自給能力差等問題。如何適應新軍事變革，加速推進軍事能源向多樣化、集約化、電動化、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重大挑戰(zhàn)。

越研究，他越覺得自己走進了一個美麗新世界，每次自主測試實驗的成功都讓他激動不已。

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)是個新事物，將其應用到軍事領域更是前所未有。規(guī)劃設計、行為預測、運行控制和經(jīng)濟調(diào)度等典型系統(tǒng)工程問題都需要進行深入研究，有時還要因地制宜打出“組合拳”。

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

研究人員現(xiàn)地考察后得知，此前已有業(yè)內(nèi)其他單位前來調(diào)研，當?shù)弥椖矿w量小、現(xiàn)實條件惡劣的情況后拒絕了承接項目。

“別人不愿做，我們來做！”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(tǒng)”的組合解決方案，充分發(fā)揮已有資源和新能源的效能，圓滿解決了海島能源供給和可靠性的問題。需求方直言：“你們真是能源保障的急先鋒！”

能源系統(tǒng)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思考、能決策，追求能源供給和分配的最優(yōu)化。這是一個全新的領域，所有攻關都必須以部隊需求為導向，不能閉門造車。

可現(xiàn)實困難往往比想象中更加艱巨，基礎薄弱、環(huán)境惡劣、技術限制、人手不足……一個個問題逼得團隊成員連軸工作，無暇休息。

一次，為了解決某部隊保障訓練用電的問題，團隊提出了增建風光互補發(fā)電系統(tǒng)的想法。就在大家以為系統(tǒng)建設方案即將成型的時候，團隊成員之一、經(jīng)常調(diào)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(多場景)特征，并且系統(tǒng)抗毀性也不能忽略。”

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

軍人就是要啃硬骨頭，吃點苦不算什么。打硬仗，本就是軍人該做的。

某次攻關，團隊成員雷洪濤副教授承擔“能量監(jiān)控與調(diào)度子系統(tǒng)”研制工作。當他帶著團隊滿心期許來到實驗室，看到滿屋子大功率電氣設備后不由倒吸了一口涼氣——一直從事軟件開發(fā)的他，從沒有跟這些“大家伙”直接打過交道。

電不是那么好“玩”的，哪怕毫厘差錯，后果都不堪設想。經(jīng)過一番思量和抉擇，雷洪濤決定采取由易到難的方法，從“數(shù)據(jù)實時可視化展示”功能入手，到“設備鏈接通信”，再到“數(shù)據(jù)包協(xié)議解析”，各個擊破。最終，他設計開發(fā)的控制軟件讓大功率電氣設備上的數(shù)據(jù)在顯示屏上靈活跳動。

這些年，為將能源互聯(lián)網(wǎng)相關研究成果運用到軍事能源保障領域，團隊成員多次赴部隊進行實地考察，針對海島、邊防哨所、無人值守站、部隊野外用電等在傳統(tǒng)能源保障上存在的防護弱、存儲難、耗能高、隱蔽性差、不可再生等問題，自主研發(fā)分布式儲能、能量集線器、智能能量管理等技術，為未來實現(xiàn)戰(zhàn)場能量互聯(lián)、野外不間斷供電和“孤島”模式下的營區(qū)用電提供了可能。

未來智能化戰(zhàn)爭更依賴智慧能源

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

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

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

為給大家鼓勁兒，張濤說：“能源互聯(lián)網(wǎng)是一個社會—信息—物理深度耦合的復雜系統(tǒng)，傳承錢老(錢學森)系統(tǒng)工程創(chuàng)新教育思想的系統(tǒng)工程人還能怕復雜系統(tǒng)嗎？”

“專業(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、管理等多個學科，有時自己薄弱的環(huán)節(jié)恰好是同事擅長的，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，將復雜系統(tǒng)建模、多目標優(yōu)化、大數(shù)據(jù)處理分析等方法運用到能源系統(tǒng)行為預測、混合能源系統(tǒng)優(yōu)化設計、智慧能源管理等問題中，出乎意料地取得了很好的效果。

創(chuàng)新的馬車一旦開動就再也無法停歇——

2014年7月，與企業(yè)合作研制了國內(nèi)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)科學技術獎“技術發(fā)明一等獎”……

此次項目通過驗收，他們又取得了“提出軍事能源互聯(lián)網(wǎng)關鍵技術體系”“制定我軍軍事能源互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)建設規(guī)劃方案”“考慮軍用特殊性，研制涵蓋多能源類型以及源—網(wǎng)—荷—儲等多環(huán)節(jié)的某軟件平臺”等多個首創(chuàng)性成果。