移動電源車在航天測控任務(wù)供電保障中的應(yīng)用

張興

摘 要：分析航天測控任務(wù)中使用移動電源車的依據(jù)，介紹移動電源車的定義、分類及應(yīng)用場景，并對三種保障模式進行探討，以給其他單位提供使用借鑒。

關(guān)鍵詞：移動電源車;航天測控任務(wù);保供電

1引言

當(dāng)前，世界軍事斗爭形勢日趨緊張，局部戰(zhàn)爭一觸即發(fā)。可以想象發(fā)生戰(zhàn)爭時，航天測控系統(tǒng)各單位首當(dāng)其沖會成為重點攻擊目標之一，一旦航天測控系統(tǒng)電力支持中斷，就不能持續(xù)為航天任務(wù)的執(zhí)行提供不間斷電源，勢必會造成不可估量的損失。如本世紀的幾場戰(zhàn)爭中，精確制導(dǎo)炸彈首先攻擊指揮部、電站等重要設(shè)施，造成的影響很大，制約著戰(zhàn)爭全局的發(fā)展。雖然這種預(yù)想在未來不確定能實現(xiàn)，但是就實戰(zhàn)化后勤保障而言，有心人士意識到航天測控系統(tǒng)單位除應(yīng)配備固定式應(yīng)急發(fā)電機組外，也要配備移動式應(yīng)急電源車，以便在執(zhí)行重大航天任務(wù)中，如遇敵遠程精確攻擊、市電緊急中斷、應(yīng)急拉動等情況下為負荷供電，確保 “拉得出、打的贏”，保證航天任務(wù)的順利執(zhí)行。

目前社會上，移動電源車能夠應(yīng)用于一般及特殊情況下的電力供應(yīng)。本文將重點闡述移動電源車在航天測控任務(wù)中的使用依據(jù)，介紹移動電源車的選擇依據(jù)、定義、分類、應(yīng)用場景及保障模式等內(nèi)容。

2航天測控任務(wù)中保供電使用移動電源車依據(jù)

2.1負荷重要性

GB 50052-2009《供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》對一級負荷、一級負荷中特別重要負荷進行了定義。一級負荷中特別重要負荷是指供電中斷將造成重大設(shè)備損壞或發(fā)生中毒、爆炸和火災(zāi)等情況的負荷，以及特別重要場所不允許中斷供電的負荷。重大活動中的保供電負荷都屬于“重要場所不允許中斷供電的負荷”。因此執(zhí)行航天測控任務(wù)的單位屬于“一級負荷中特別重要的負荷”。

2.2電源配置

GB 50052—2009《供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》規(guī)定，在給一級負荷中特別重要負荷供電時，應(yīng)滿足：除應(yīng)由雙重電源供電外，還應(yīng)增設(shè)應(yīng)急電源，并嚴禁其它負荷接入應(yīng)急電源系統(tǒng);設(shè)備供電電源切換時間應(yīng)滿足設(shè)備允許中斷供電要求。因此，航天測控單位的保供電負荷應(yīng)配置雙重電源并外加應(yīng)急電源。

在航天任務(wù)的保供電實踐中，重大任務(wù)的保供電方案級別常遠高于“一級負荷中特別重要負荷”級別。每次重大航天任務(wù)執(zhí)行時，大多都由4路來自不同方向的電源進行供電，另外加 2臺600kW的移動電源車作為應(yīng)急電源，同時配有大功率UPS，也就是說采用了四重電源加應(yīng)急電源的方案。因此，關(guān)鍵部位保供電中配置多重電源外加應(yīng)急電源是最低要求。應(yīng)急電源又應(yīng)該以移動電源車為主。[1]

3移動電源車的定義、分類、構(gòu)造及在任務(wù)中的應(yīng)用場景

3.1移動電源車定義、分類

電源車是由汽車底盤、輸配電及操控系統(tǒng)、柴油發(fā)電機組、進排風(fēng)降噪系統(tǒng)、排氣消聲系統(tǒng)、高效隔音吸聲降噪箱體、照明系統(tǒng)、液壓支撐系統(tǒng)、線纜絞盤及工具器材艙等組成。其改裝與系統(tǒng)集成要完成的主要任務(wù)是將汽車與所搭載的設(shè)備有機的結(jié)合、充分利用汽車有限的空間實現(xiàn)科學(xué)合理的布局、設(shè)備的優(yōu)化選型及合理搭配等，并重點解決好車輛改裝后的安全性及穩(wěn)定性、系統(tǒng)設(shè)備工作的可靠性及良好的操控性、系統(tǒng)的減震降噪及通風(fēng)散熱、設(shè)備的可維護性等問題，使最終產(chǎn)品符合用戶實戰(zhàn)使用的需求。移動電源車有零毫秒級、高續(xù)航力、高可靠性、高效率、維護簡便、整體噪音低、低碳節(jié)能等特點。目前社會市場上，移動電源車主要有新能源充電車、UPS電源車、小型電源車、大型電源車、太陽能式應(yīng)急電源車、特種移動應(yīng)急電源車幾種類型。能滿足大多數(shù)場合的電能需要。

3.2主要移動電源車構(gòu)造及應(yīng)用

新能源移動電源車主要由二類汽車底盤、充電樁、閥控鉛酸蓄電池組、空調(diào)系統(tǒng)、隔熱車廂、電池開關(guān)柜、電纜接線箱、液壓支撐系統(tǒng)、進排風(fēng)系統(tǒng)等組成。由于社會上各系統(tǒng)運用新能源汽車的數(shù)量不斷增多，可以想象，新能源移動電源車會逐步取代傳統(tǒng)的移動電源車，但是很多城市充電樁的建設(shè)還不普及，導(dǎo)致電動汽車充電成難題。在航天任務(wù)保障中，新能源充電車可廣泛應(yīng)用于電動人員運輸車、電動物資運輸車及新能源越野車等汽車充電，已經(jīng)有很多種技術(shù)參數(shù)的產(chǎn)品，有300度、550度、750度、以及1200度等，可以隨時隨地為有需求的電動汽車充電。

UPS不間斷電源車主要由二類汽車底盤、UPS主機、電池開關(guān)柜、閥控鉛酸蓄電池組、空調(diào)系統(tǒng)、ATS雙電源開關(guān)柜、隔熱車廂、電纜收放系統(tǒng)、液壓支撐系統(tǒng)、電纜接線箱、進排風(fēng)系統(tǒng)等組成。當(dāng)電壓瞬變、電壓浪涌、電壓跌落、電壓尖峰、欠壓或者持續(xù)過壓甚至電壓中斷等情況出現(xiàn)時，會使計算機等設(shè)備的電子系統(tǒng)受到干擾，造成信息丟失、敏感元件受損、磁盤程序被沖掉等嚴重結(jié)果，勢必會引起不良的后果。因此，UPS不間斷電源車日益受到重視，并逐漸發(fā)展成一種具備穩(wěn)頻、濾波、穩(wěn)壓、抗電磁和防電壓浪涌、射頻干擾等功能的電力保護系統(tǒng)。在航天任務(wù)保障中，UPS不間斷電源車可廣泛應(yīng)用于電力備份、重要會場、體系醫(yī)院、交通運輸、通訊設(shè)施、機場、國防設(shè)施等場所，為用戶提供持久的、不間斷的應(yīng)急電力供應(yīng)保障，有效滿足用戶在一定時期對電力供應(yīng)穩(wěn)定、可靠、持續(xù)不間斷的要求。

小型電源車主要由二類汽車底盤（東風(fēng)8t、慶鈴7t、或江鈴4.5t）、靜音廂體、柴油發(fā)電機組、進排風(fēng)系統(tǒng)、電纜收放系統(tǒng)、排煙消聲系統(tǒng)以及液壓支撐系統(tǒng)等組成。具有良好的越野性和對各種路面的適應(yīng)性，適應(yīng)于全天候的露天野外作業(yè)，具有操作簡便、整體性能穩(wěn)定可靠、排放性好、噪音低、便于維護等特點，能很好的滿足應(yīng)急供電和戶外作業(yè)需要。在航天任務(wù)保障中，小型電源車可廣泛用于通訊保障、小型野外指揮所保障等情況。

大型電源車主要由二類汽車底盤（東風(fēng)或慶鈴20t、32t）、靜音廂體、排煙消聲系統(tǒng)、進排風(fēng)系統(tǒng)、電纜收放系統(tǒng)、柴油發(fā)電機組以及液壓支撐系統(tǒng)等組成。具備良好的越野性和對各種路面的適應(yīng)性，適應(yīng)于全天候的野外露天作業(yè)，具有整體性能穩(wěn)定可靠、噪音低、排放性好、操作簡便、便于維護等特點，能很好的滿足戶外作業(yè)和應(yīng)急供電需要。在航天任務(wù)保障中，大型電源車可廣泛應(yīng)用于通訊保障、大型野外指揮所保障等情況。

太陽能電源車主要由太陽能電池板、蓄電池（多為鋰電池）、太陽能控制器、電力控制、逆變器等設(shè)備組成。當(dāng)有太陽光的時候，移動電源車可通過太陽能電池板為鋰蓄電池充電;沒有太陽光的時候，移動電源車通過汽車發(fā)電機充電，以實現(xiàn)多途徑充電。[6]

4 三種保障模式

4.1平時應(yīng)急供電保障

在平時應(yīng)急供電保障的應(yīng)急預(yù)案中，移動電源車主要是作為備份電源使用。在此種情景下運用移動電源車是為能夠確保在主供電線路出現(xiàn)故障問題的時候，移動電源車可以在10s內(nèi)進行應(yīng)急電力保障。移動電源車一般并機使用，采取3層防護，保證供電正常。在此種情況下主備用電源切換有4個切換階段：市電正常帶載、市電故障，主用電源正常帶載、市電故障，主用電源車故障，備用電源車帶載、市電恢復(fù)正常，電源車退出運行。這種情況下，主、備用機組和市電連接線路，主備用電源車并聯(lián)接于ATS柜備用開關(guān)上，當(dāng)市電出現(xiàn)故障時，ATS柜可自動將開關(guān)切換至備用電源上，此時電源車開始應(yīng)急供電。當(dāng)ATS柜檢測到市電恢復(fù)正常時，將自動將開關(guān)切換到主用電源上，電源車退出供電。其中各發(fā)電機組通過信號線和柔性機車電纜連接到一起。采用進口控制器，可自動進行三相負載調(diào)整、功率分配、電壓調(diào)整和通信等功能，最多可實現(xiàn)32臺發(fā)電機組并聯(lián)。

4.2 容災(zāi)備份供電保障

航天測控任務(wù)控制指揮電力網(wǎng)中一個重要的組成部分是供電網(wǎng)的自動化水平。特別是戰(zhàn)爭環(huán)境下對供電要求和電力系統(tǒng)的安全更加高，為提高自動化調(diào)度系統(tǒng)的安全性能，避免系統(tǒng)數(shù)據(jù)丟失，自動化調(diào)度系統(tǒng)應(yīng)該使用容災(zāi)備份方案。在正常運行的狀態(tài)下，調(diào)度系統(tǒng)會通過容災(zāi)方案進行傳輸數(shù)據(jù)，使用系統(tǒng)出現(xiàn)緊急情況時，就會自動啟動備份系統(tǒng)。

對于自動化調(diào)度系統(tǒng)供電問題，就是根據(jù)供電運行實際情況，深入分析自動化調(diào)度系統(tǒng)容災(zāi)備份系統(tǒng)的運行情況，有效的改進和積極探索其中存在的問題，持續(xù)完善自動化調(diào)度系統(tǒng)容災(zāi)備份系統(tǒng)。對于電網(wǎng)系統(tǒng)電源，通常運用專用不間斷的電源裝置，使用容災(zāi)備份系統(tǒng)供電應(yīng)該關(guān)注兩點：一是為主要系統(tǒng)供電的兩個電源應(yīng)該使用不同的獨立供電系統(tǒng)，是互不影響的兩條供電源，一條電路被影響時，另一條電路就會及時的進行供電，電源插頭要合理科學(xué)的設(shè)置，以確保正常運行兩條電路。二是機房在配備兩路不間斷電源系統(tǒng)的情況下配置主、備冗余裝置，當(dāng)專用不間斷電源滿負荷帶著整個系統(tǒng)進行工作時，供電容量應(yīng)儲蓄45%，另外為了預(yù)防突發(fā)長時間停電等情況，后備電池和移動電源車也要準備，以飽滿的狀態(tài)面對各種突發(fā)狀況的發(fā)生。[5]

4.3野外指揮所供電保障

不管是復(fù)雜條件下的戰(zhàn)爭，還是非戰(zhàn)爭救援行動，電力保障的作用和地位越來越重要。2008年春節(jié)前后，我國南方地區(qū)遭受幾十年未遇的冰雪災(zāi)害，造成電力交通中斷，給國民生產(chǎn)和群眾的生產(chǎn)生活帶來非常嚴重的影響，也給眾多重要設(shè)施單位帶來警醒：建設(shè)一支戰(zhàn)時能戰(zhàn)、平時應(yīng)急的電力應(yīng)急保障分隊迫在眉睫。當(dāng)年，解放軍預(yù)備役首支電力應(yīng)急保障分隊就組建完成。

戰(zhàn)爭及非戰(zhàn)爭軍事行動環(huán)境下的航天測控任務(wù)指揮所應(yīng)急電源保障也應(yīng)以電力應(yīng)急搶險行動為牽引，以全面提高平戰(zhàn)電力應(yīng)急保障綜合能力為目標，著眼未來作戰(zhàn)指揮和掩護目標的不間斷電力保障為突破口，挖掘軍隊資源，在人員素質(zhì)高、技術(shù)設(shè)備雄厚的單位、地區(qū)組建電力應(yīng)急保障分隊。裝備100千瓦到1600千瓦等十幾種不同型號的大型移動發(fā)電機組形成“電力保障航母”，可擔(dān)負戰(zhàn)爭、演練、地震、洪澇、雪災(zāi)、火險等條件下的野戰(zhàn)指揮所的電力應(yīng)急保障。

5結(jié)束語

可以看到，移動電源車以其良好的功能性、機動性、多樣性，可以在航天任務(wù)保障中為相關(guān)設(shè)施設(shè)備提供持續(xù)穩(wěn)定的電力保障，能在平時應(yīng)急供電保障、容災(zāi)備份供電保障和野外指揮所供電保障等三種保障模式中發(fā)揮重要作用。隨著移動電源車技術(shù)的逐步成熟，移動電源車必將在其他重要保供電任務(wù)中發(fā)揮更大的作用。

參考文獻：

[1]GB50052-2009供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范[S]

[2]電源車;百度百科（網(wǎng)址：http：//baike.baidu.com/view/820010.html）;2008-04-20

[3]劉方方.關(guān)于電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)容災(zāi)備份策略的研究[J].科技與企業(yè)，2014，17

[4]伍衡.UPS電源車在重大活動保供電中的應(yīng)用[J].電工技術(shù)，2016，10

[5]張小委.移動電源車在電力應(yīng)急預(yù)案中的應(yīng)用及發(fā)展前景[J].農(nóng)業(yè)裝備技術(shù)，2017-08-10

[6]張笛.移動電源車行業(yè)探析[J].科技創(chuàng)業(yè)月刊，2014（1）：50～51