美军事设施电力安全保障探析

杨 旭 宋智琳 吴 航

当今世界，能源、生物、信息科技发展日益成为影响战争形态的重要因素，对军队后勤建设产生了深刻影响。在未来战争中，电力能源攸关胜负，是大国竞争的关键领域和隐形战场。

19世纪科学技术突飞猛进，实现了由机械化转向电气化的第二次工业革命。机械化战争时期靠“油”，信息化战争时期则靠“电”，持续稳定的电能保障已经成为制胜未来战争的关键要素。长久以来，美军一直从多方面采取措施保障美国军事基地和军事设施供电的可靠性，凭借先进技术和成熟做法不断提高电网安全，其思路和措施值得参考借鉴。

美军军事设施电力保障现状

美军能源消耗中，军事行动消耗占74%，主要来自各类油品，军事设施消耗占26%，主要来自商业电网。美国防部管理的军事基地和大型军事设施超过500个，每年消耗的电能占国防部总能量的12%左右。为使军事设施电力保障来源多样化，美国于2005年颁布《能源政策法》，试图配备大量发电机和各种形式的新能源装置。但是美军年度能源管理和恢复力报告统计数据表明，美国防部每年总耗电量约300亿千瓦，其中98%来自商业电网。

美国电力系统设施

事实表明，军事基地采用地方电网进行供电保障缺乏有效的供电安全措施和可靠的保障策略，使得美军军事基地（含海外基地）和军事设施变得十分脆弱。当前，美军军事基地和军事设施依靠商业电网供电带来的问题很多，主要有以下三方面。

供电中断频率高，备用电源稳定性差。美国政府问责局报告表明，停电是影响美军军事设施正常工作的最大问题。从2009财年到2015财年，陆军所属的各类大小基地就遭遇519次停电、233次停水，2016财年更有701起超过8小时的持续电力中断事故（2015财年仅为127起），其中45%的停电事故是设备故障导致的。只有特定的建筑物或设施才配备备用电源，且供电稳定性较差，正常启动的成功率只有60%左右。

供电网络结构不合理，变电站不受基地控制。在美国，数家商业电网并行竞争、营利性运营，电网之间相互独立，无法及时互补，基地变电站不在基地的管辖范围内。这直接导致当电路发生局部故障时，不能及时断开故障点，容易造成整个基地电网瘫痪。

美国2021年各能源类型发电容量

对相关军用负载用电需求变化的有效调控不到位。因为不能实时满足负载需求变化，致使供电效率和可靠性下降。在伊拉克战场上，随着美军向北推进，其后勤补给线延长至500公里，同时带来了军用负载用电需求的变化，仅保障第3机步师用电等后勤供应，就出动了5万兵力，700多辆车辆，全程穿梭在科威特至科伯拉的公路上。由于不能及时掌握用电需求变化，部分单位保障过剩，有的地方则不能满足基本的用电，由于动态保障，给装备用电的可靠性也带来了极大挑战。

美军军事设施电力安全保障目标

美国防部对其脆弱的电力保障能力一直有着清醒的认识。国防部长马克·埃斯珀提出的作战能源保障体系建设总体目标，即不仅“必须能够预见到对关键能源基础设施和全球后勤能源补给部队的攻击”，而且“在天气、突发事件或直接攻击等威胁下，都能确保富有弹性、安全的能源以保障作战任务需要”。美陆军经测算评估，对其能源保障提出两个明确目标：一是到2025年，陆军自发电量达到约250万兆瓦，占年用电量的25%，以减少对民用电网的依赖；二是在没有外部电力、水和其他公用支援的情况下，陆军军事基地的自给自足能力不得少于14天。

美军军事设施电力安全技术保障的举措

美军认为，无论民用还是军用，电力安全应该首先考虑输配电系统的安全。输配电系统是将电力从发电机传递给终端用户的关键设施，是恐怖分子和敌对势力的首要袭击目标。因而美军高度重视采取有效举措来减少该部分被攻击后带来的不利影响。

加强电网弹性和可靠性建设。由于美国电力系统缺乏储能设施，电网的输电能力并没有随电力负荷的增加而增强，任何一次袭击都可能导致严重停电。美军为提高电网的可靠性和弹性，采取了如下措施。

一是构建和运行互联的大容量电力系统，以确保军事设施电力系统被连续攻击后仍能工作。如在因单个或多个元件（组件）故障而引起停机/停电时，电力系统仍保持稳定。

二是合理设计和布局变电站，并有选择地增加先进的控制设备。如为主要的输电线路建造新的变电站，而不是仅扩大现有变电站的规模。沿着多线传输路径以跳变的方式绕过变电站，可以降低输电线受变电站完全关闭的影响，并减少阻塞点。

三是加强控制中心弹性。如系统管理控制中心的计算机硬件和软件设计应能承受故障，并在必要时正常降级。控制中心作为一个整体必须受到保护，免受物理和网络攻击，同时提供备用控制中心，相邻地区的控制中心相互支持。

四是利用传感器加强监控和数据采集。如布置大量分布式无线传感器，实时提供电力系统图像，检测潜在的入侵破坏以采取适当控制措施，在遭受攻击后快速评估情况并提出针对性建议；更多使用自动分配和甩负荷管理，降低现有电力系统的脆弱性；增加分布式发电部署以减少长期停电的影响。

制定多个场景预案，确保遭攻击后迅速恢复。在作战行动中，敌方会采取多种手段对关键的变电站和输电线路进行打击，为了确保军事设施电力供应的连续性，美军制定了多种预案。

一是做好被攻击后的预案。包括：对现有设施的关键程度进行评估，制定关键设备失效时的恢复计划；重新设计或升级，在设施遭受重大损坏时能够快速恢复；通过与民用企业共享，提高恢复能力。

二是构建应急指挥系统。制定有效的控制管理原则，明确具体职能任务分配，确定各方在事故现场处理、服务恢复方面的责任和分工。

三是明确电力恢复的优先级。电力恢复计划必须涵盖整个基地内所有电力用户的军事需求，同时筛选出恢复的等级先后顺序，定期修订方案计划。

四是畅通无线电通信，确保稳定的通联网络。组织相关部门定期测试，以卫星通信作为备用通信设备，以便电力系统被破坏后，信息可以实时传递给指挥官。

利用高新技术扩展能源供应来源，确保关键军事行动顺利展开。利用高新技术增强电网弹性和恢复能力，以便在停电时保护重要军事设施和支持重要军事行动。

2018年10月，根据科威特、伊拉克、阿富汗等地区高温、高湿的环境易引起电力供应系统高频中断的特点，美陆军中央司令部向驻地美军配发了数百台带有水化装置的太阳能轻型车。这种车由太阳能发电系统、冷却水系统、电池储能系统组成，可以保障驻地的紧急警报系统和夜间照明用电。

美军太阳能轻型车

利用新型可再生能源扩展供应来源、利用大规模电池储能确保关键军事行动展开，美军从前沿技术研发和具体形式应用上不断探索实践，增强了美军在未来突发情况下电网的稳定性和快速恢复能力。

启示建议

将国防电力系统安全作为重要内容融入国防安全战略中。从总体国家安全观出发，研究分析国防电能保障中存在的突出问题，制定持续性的国防电力系统发展规划，建立军民融合的电力应急保障机制，军地共同担负国防电网保通、抢险、抢修等任务，进一步增强国防电力系统的应急保障能力。

实行分布式电能保障模式，建立区域化微电网。着眼军事用能需求，采用区域化、分布式电能保障模式。发展风、光、柴、储能互补，可并网也可脱离大电网独立运行的分布式智能微电网，与国家电力体系深度融合，构建新型全域国防电能保障体系，提供安全可靠的电力保障。

突出网络防护技术应用，构筑稳固的电力防护体系。加强网络防护能力建设，破析敌网络入侵手段；建立从单体电力信息设备、控制网络、管控软件到整体系统综合性、多层次的安全防护体系；进行常态化攻防演练，提升系统应对网络攻击甚至大规模网络入侵的能力。