基于電池儲(chǔ)能的應(yīng)急保供電系統(tǒng)在中小體育場(chǎng)館用電保障方面的應(yīng)用

李鵬舉，高瑞芳

（1鄭州師范學(xué)院，河南 鄭州 450044；2濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院體育部，河南 濟(jì)源 459000）

近年來(lái)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平與科技生產(chǎn)力量進(jìn)入了一個(gè)全新的發(fā)展階段，人民的物質(zhì)生活水平不斷提升，這一方面有力展示了我國(guó)綜合國(guó)力的提升，另一方面也使得我國(guó)各類基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)更加完善。在這種建設(shè)與發(fā)展背景下，如何保障基礎(chǔ)設(shè)施、基礎(chǔ)建設(shè)與公共場(chǎng)景的高效穩(wěn)定運(yùn)行已然成為建設(shè)人員與設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)所共同關(guān)心的問(wèn)題，而保供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)與電力使用保障便是其中最為重要的一項(xiàng)。

本文以基于電池儲(chǔ)能的應(yīng)急保供電系統(tǒng)在中小體育場(chǎng)館用電保障方面的應(yīng)用為著眼點(diǎn)，著重闡述了電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的技術(shù)核心與應(yīng)用方向，并以武漢體育中心體育館保供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)為例，探討了電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用方案和應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。

1 電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的技術(shù)核心與應(yīng)用方向分析

電池儲(chǔ)能系統(tǒng)包含多個(gè)組成部分，其常由多個(gè)蓄電池與多個(gè)并聯(lián)的電壓型變流器組成，用以進(jìn)行電能的存儲(chǔ)，且電池儲(chǔ)能系統(tǒng)具有快速調(diào)節(jié)能量配比并進(jìn)行交流系統(tǒng)間變化或交換輸入及輸出功率的能力。在一般電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程中，電能將根據(jù)能源需求狀態(tài)進(jìn)行輸入與輸出的能量轉(zhuǎn)換，并同時(shí)對(duì)部分能量進(jìn)行存儲(chǔ)。因此，電池儲(chǔ)能系統(tǒng)是一種涉及多類別能量變換、多設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)作業(yè)且需要多個(gè)轉(zhuǎn)換過(guò)程的能量控制系統(tǒng)。

電池儲(chǔ)能系統(tǒng)在實(shí)際工作情景下的應(yīng)用方向主要分發(fā)電側(cè)應(yīng)用、輸出側(cè)應(yīng)用和配電側(cè)應(yīng)用。其中，在發(fā)電側(cè)，電池儲(chǔ)能系統(tǒng)僅作為一種應(yīng)急電源，用以提供應(yīng)急場(chǎng)景下的緊急電能；在輸出側(cè)，電池儲(chǔ)能系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)將儲(chǔ)備好的電能進(jìn)行對(duì)應(yīng)端口輸出，以滿足不同場(chǎng)景下的電力應(yīng)用需求；在配電側(cè)，電池儲(chǔ)能系統(tǒng)需要在完成電力儲(chǔ)存的基礎(chǔ)上根據(jù)用電需求合理分配電力輸送量與輸送方向，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)電力、電能的合理應(yīng)用。

2 中小體育場(chǎng)館中應(yīng)急保供電系統(tǒng)的應(yīng)用需求分析

在中小體育場(chǎng)館的設(shè)計(jì)、建筑與使用過(guò)程中，保供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與布置極為重要。一方面，保供電系統(tǒng)是一個(gè)公共建筑場(chǎng)地的基礎(chǔ)性設(shè)備，在前期施工、中期建設(shè)與后期驗(yàn)收中均作為一項(xiàng)重要的檢驗(yàn)指標(biāo)。另一方面，在中小體育場(chǎng)館投入正式運(yùn)營(yíng)后，保供電系統(tǒng)同樣擔(dān)負(fù)了多類重要任務(wù)。

（1）中小體育場(chǎng)館需保障安全設(shè)施在緊急狀態(tài)中的有效運(yùn)行：首先，在中小體育場(chǎng)館的運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，其常遇到一些突發(fā)的安全事故或安全問(wèn)題，如惡劣天氣、突然斷電、火災(zāi)火情等。在這些突發(fā)事件場(chǎng)景下，中小體育場(chǎng)館需要保障緊急安全設(shè)施的穩(wěn)定運(yùn)行，如緊急照明系統(tǒng)、人員疏導(dǎo)系統(tǒng)等，這些系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)需要靠充足的儲(chǔ)備電量來(lái)保證，而緊急保供電系統(tǒng)便是在這種緊急狀態(tài)中負(fù)責(zé)電力輸送的重要設(shè)備。

（2）中小體育場(chǎng)館需為現(xiàn)場(chǎng)燈光、基礎(chǔ)賽事設(shè)備提供穩(wěn)定電力支持：其次，在城市用電量大、體育場(chǎng)館用電量激增的工作情景下，中小體育場(chǎng)館會(huì)遇到供電量不足或緊急斷電的特殊場(chǎng)景，這可能會(huì)導(dǎo)致體育場(chǎng)館中基礎(chǔ)設(shè)施無(wú)法正常運(yùn)轉(zhuǎn)。為有效防止由電力不足所導(dǎo)致的突發(fā)問(wèn)題，保證中小體育場(chǎng)館現(xiàn)場(chǎng)燈光于基礎(chǔ)賽事設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行，保供電系統(tǒng)需要時(shí)刻保持充沛的儲(chǔ)能狀態(tài)，這對(duì)于保障賽事正常進(jìn)行而言意義重大。

（3）中小體育場(chǎng)館需使賽事直播、現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)通信提供電力保障：此外，隨著體育事業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，在現(xiàn)階段的體育賽事進(jìn)行中，賽事直播和賽程網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)播必不可少，這需要大量的電能供應(yīng)來(lái)保障直播設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。同時(shí)，針對(duì)一些大型體育比賽，賽事直播與賽程轉(zhuǎn)播的需求量也會(huì)相應(yīng)增加，這進(jìn)一步增加了用電量的需求。因此，為保障賽事直播、現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)施在緊急狀態(tài)下的正常運(yùn)行，保供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與部署極其重要。

3 以武漢體育中心體育館為例的電池儲(chǔ)能應(yīng)急保供電系統(tǒng)應(yīng)用案例分析

為充分分析基于電池儲(chǔ)能的應(yīng)急保供電系統(tǒng)在中小體育場(chǎng)館中的應(yīng)用現(xiàn)狀，本文以武漢體育中心體育館為例，探索了應(yīng)急保供電系統(tǒng)的需求與設(shè)計(jì)方案。在案例分析中，根據(jù)武漢體育中心體育館的基礎(chǔ)信息，應(yīng)急保供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需求與電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的應(yīng)用方案得到了全面剖析與探討。

（1）武漢體育中心體育館的基礎(chǔ)信息及設(shè)備介紹：武漢體育中心體育館位于湖北省武漢市經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)，是一座具有綜合性職能的現(xiàn)代體育場(chǎng)館，且場(chǎng)館周邊配備了部分訓(xùn)練熱身場(chǎng)所和綜合商務(wù)中心。自建成以來(lái)，武漢體育中心體育館舉辦了各類大、中、小型運(yùn)動(dòng)賽事、文藝演出與旅游觀光活動(dòng)。同時(shí)，為同時(shí)應(yīng)對(duì)不同類別活動(dòng)的實(shí)際需求，武漢體育中心體驗(yàn)館配備了較為完整的基礎(chǔ)設(shè)施，能夠保障活動(dòng)開(kāi)展、網(wǎng)絡(luò)通信及其他必要任務(wù)的展開(kāi)，而這些設(shè)備的運(yùn)用需要以穩(wěn)定電力輸送為支持。

（2）武漢體育中心體育館的應(yīng)急保供電系統(tǒng)需求：在武漢體育中心體育館內(nèi)，多個(gè)應(yīng)急保供電系統(tǒng)被建設(shè)于場(chǎng)館周邊，其不但需要負(fù)責(zé)正常運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下電力的收集與存儲(chǔ)工作，也需要在緊急突發(fā)情況下輸送充足的電力，以供應(yīng)急設(shè)備的高效使用。同時(shí)，武漢體育中心體育館的應(yīng)急保供電系統(tǒng)需要根據(jù)場(chǎng)館的使用與運(yùn)營(yíng)狀態(tài)進(jìn)行靈活調(diào)整，進(jìn)而在保障用電需求的前提下盡可能地實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的使用目標(biāo)。

（3）武漢體育中心體育館的電池儲(chǔ)能應(yīng)急保供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)：鑒于武漢體育中心體育館對(duì)應(yīng)急保供電系統(tǒng)的現(xiàn)實(shí)需求，電池儲(chǔ)能系統(tǒng)被充分應(yīng)用于應(yīng)急保供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流程中。一方面，基于電池儲(chǔ)能的應(yīng)急保供電系統(tǒng)能夠靈活地滿足儲(chǔ)電、供電需求，并在緊急狀況下實(shí)現(xiàn)體育場(chǎng)館中金鹵燈、高壓鈉燈等燈具設(shè)備的快速切換，這有效地避免了由供電不足或斷電所導(dǎo)致的燈具設(shè)備損壞問(wèn)題。另一方面，基于電池儲(chǔ)能的應(yīng)急保供電系統(tǒng)能夠滿足穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)、高效節(jié)能、快速應(yīng)急切換等應(yīng)急電力供電需求，使體育場(chǎng)館無(wú)論在任何緊急狀態(tài)下均能夠正常運(yùn)營(yíng)。

4 基于電池儲(chǔ)能的應(yīng)急保供電系統(tǒng)在中小體育場(chǎng)館用電保障任務(wù)中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)分析

得益于電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的快速發(fā)展勢(shì)頭，該技術(shù)已經(jīng)被應(yīng)用于多類公共場(chǎng)景下的應(yīng)急保供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)，并為這些場(chǎng)所提供了穩(wěn)定的電力能源支持，且該應(yīng)用趨勢(shì)也在中小體育場(chǎng)館的設(shè)計(jì)中得到了明顯體現(xiàn)。整體而言，基于電池儲(chǔ)能的應(yīng)急保供電系統(tǒng)在中小體育場(chǎng)館用電保障任務(wù)中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在以下三方面。其一，基于電池儲(chǔ)能的應(yīng)急保供電系統(tǒng)能夠?yàn)橹行◇w育場(chǎng)館提供穩(wěn)定電力支持，而這也是保供電系統(tǒng)的首要任務(wù)。相較于傳統(tǒng)電力存儲(chǔ)系統(tǒng)，電池儲(chǔ)能所提供的電流、電壓更加穩(wěn)定，能夠保證緊急狀態(tài)下體育場(chǎng)館的電力需求。其二，基于電池儲(chǔ)能的應(yīng)急保供電系統(tǒng)在中小體育場(chǎng)館中具有較高的靈活性，其設(shè)備體積、占地面積相較于傳統(tǒng)儲(chǔ)能設(shè)備更小，因此該類儲(chǔ)能設(shè)備可以被靈活的拆卸與組裝，進(jìn)而滿足不同體育場(chǎng)館的實(shí)際應(yīng)用需求。另外，由于基于電池儲(chǔ)能的應(yīng)急保供電系統(tǒng)由多個(gè)組成模塊構(gòu)成，且不同模塊之間可以進(jìn)行靈活增減，因此，該系統(tǒng)在后續(xù)使用過(guò)程中可以根據(jù)中小體育場(chǎng)館的實(shí)際需求進(jìn)行設(shè)備升級(jí)，這將有效滿足場(chǎng)館的二次施工與擴(kuò)建工作。

綜上，電池儲(chǔ)能設(shè)備是現(xiàn)階段能源市場(chǎng)中的一種高效儲(chǔ)能設(shè)備，能夠適用于多種不同工作場(chǎng)景下的供電任務(wù)，且在中小體育場(chǎng)館的應(yīng)急保供電設(shè)施中具有巨大的應(yīng)用潛力與使用前景。