摘要:新能源微电网是未来军事设施和基地实现能源自给、独立供电,装备和作战任务实现可持续、不间断供电的有效方式,代表了未来军事能源的发展趋势,通过建立新能源微电网将集中发电模式转向本地灵活可靠的可持续电力或储能形式以此用来缓解战场或属地社会生活、生产用电紧张,提高战场和属地的能源综合利用效率和调度能力,降低后勤补给压力。鉴于该发电方式的时域与空域不受限,其在军事能源领域得到了广泛应用,应用方式也随着经验的积累和技术的迭代在不断地创新,对战略决策、作战部署和装备效能的发挥也产生了显著的增益影响。当然,有别于民用新能源微电网的使用环境和工况,军用新能源微电网往往面临极端的环境、复杂的工况和高强度的毁伤冲击等新的挑战,因此其运营与维护方面不仅需要组建专业的力量、建立快速反应、高效处置的运维预案及应对策略,而且在建设过程中也应提高相关组件及附属设施的品质,充分考虑军事新能源微电网可能遭遇的各类特殊情况,包括电网石墨/碳纤维炸弹、爆炸波的冲击毁伤、电磁脉冲干扰、电网病毒、无人机侵扰以及其他人为破坏电网平衡的干预方式,不断提高微电网的战场环境和复杂工况的适应能力,致力于实现战场电能源的安全、高效和可持续保障。基于以上考虑,本文系统综述了太阳能、风能等军用新能源微电网系统的运营、维护及故障处置分析的最新研究成果,并对面向战场的军事新能源微电网的未来发展提出了参考建议。
文章目录
1 前言
1.1 国外发展现状
1.1.1 国外民用基本情况
1.1.2 国外军用基本情况
1.2 国内发展现状
1.2.1 国内民用基本情况
1.2.2 国内军用基本情况
2 军用新能源微电网
2.1 光伏发电系统
2.1.1 光伏发电系统的结构组成
2.1.2 光伏发电系统典型军事应用场景下的故障分析
2.1.2.1 热斑现象
2.1.2.2 光伏组件老化与局部损坏
2.1.2.3 逆变器故障
2.1.3 光伏发电系统典型军事应用场景下的运行维护
2.1.3.1 光伏组件的清洗与热斑现象维护
2.1.3.2 逆变器维护
2.1.3.3 光伏阵列快速组网
2.1.3.4 故障诊断和状态监测
2.2 风力发电系统
2.2.1 风力发电系统的结构组成
2.2.2 风力发电系统典型军事应用场景下的故障分析
2.2.2.1 发电机故障
2.2.2.2 异常振动与过热
2.2.3 风力发电系统典型军事应用场景下的运行维护
2.2.3.1 发电机日常维护
2.2.3.2 润滑维护
2.2.3.3 故障诊断和状态监测
2.3 大规模化学储能系统
2.3.1 大规模化学储能系统的结构组成
2.3.2 大规模化学储能系统典型军事应用场景下的故障分析
2.3.2.1 电池老化
2.3.2.2 热失控
2.3.3 大规模化学储能系统典型军事应用场景下的运行维护
2.3.3.1 储能系统日常维护
2.3.3.2 缓解热蔓延与爆炸冲击波
2.3.3.3 电池无损检测监测
2.4 电路传输与网信控制系统
2.4.1 电路传输与网信控制系统的结构组成
2.4.2 电路传输与网信控制系统典型军事应用场景下的故障分析
2.4.2.1 石墨炸弹
2.4.2.2 电磁脉冲弹
2.4.2.3 网络病毒攻击
2.4.2.4 爆炸冲击
2.4.3 电路传输与网信控制系统典型军事应用场景下的运行维护
2.4.3.1 运行维护与攻击防御
2.4.3.2 故障检测与系统优化
3 总结与展望