美軍事設施電力安全保障探析

楊 旭 宋智琳 吳 航

當今世界，能源、生物、信息科技發展日益成為影響戰爭形態的重要因素，對軍隊后勤建設產生了深刻影響。在未來戰爭中，電力能源攸關勝負，是大國競爭的關鍵領域和隱形戰場。

19世紀科學技術突飛猛進，實現了由機械化轉向電氣化的第二次工業革命。機械化戰爭時期靠“油”，信息化戰爭時期則靠“電”，持續穩定的電能保障已經成為制勝未來戰爭的關鍵要素。長久以來，美軍一直從多方面采取措施保障美國軍事基地和軍事設施供電的可靠性，憑借先進技術和成熟做法不斷提高電網安全，其思路和措施值得參考借鑒。

美軍軍事設施電力保障現狀

美軍能源消耗中，軍事行動消耗占74%，主要來自各類油品，軍事設施消耗占26%，主要來自商業電網。美國防部管理的軍事基地和大型軍事設施超過500個，每年消耗的電能占國防部總能量的12%左右。為使軍事設施電力保障來源多樣化，美國于2005年頒布《能源政策法》，試圖配備大量發電機和各種形式的新能源裝置。但是美軍年度能源管理和恢復力報告統計數據表明，美國防部每年總耗電量約300億千瓦，其中98%來自商業電網。

美國電力系統設施

事實表明，軍事基地采用地方電網進行供電保障缺乏有效的供電安全措施和可靠的保障策略，使得美軍軍事基地（含海外基地）和軍事設施變得十分脆弱。當前，美軍軍事基地和軍事設施依靠商業電網供電帶來的問題很多，主要有以下三方面。

供電中斷頻率高，備用電源穩定性差。美國政府問責局報告表明，停電是影響美軍軍事設施正常工作的最大問題。從2009財年到2015財年，陸軍所屬的各類大小基地就遭遇519次停電、233次停水，2016財年更有701起超過8小時的持續電力中斷事故（2015財年僅為127起），其中45%的停電事故是設備故障導致的。只有特定的建筑物或設施才配備備用電源，且供電穩定性較差，正常啟動的成功率只有60%左右。

供電網絡結構不合理，變電站不受基地控制。在美國，數家商業電網并行競爭、營利性運營，電網之間相互獨立，無法及時互補，基地變電站不在基地的管轄范圍內。這直接導致當電路發生局部故障時，不能及時斷開故障點，容易造成整個基地電網癱瘓。

美國2021年各能源類型發電容量

對相關軍用負載用電需求變化的有效調控不到位。因為不能實時滿足負載需求變化，致使供電效率和可靠性下降。在伊拉克戰場上，隨著美軍向北推進，其后勤補給線延長至500公里，同時帶來了軍用負載用電需求的變化，僅保障第3機步師用電等后勤供應，就出動了5萬兵力，700多輛車輛，全程穿梭在科威特至科伯拉的公路上。由于不能及時掌握用電需求變化，部分單位保障過剩，有的地方則不能滿足基本的用電，由于動態保障，給裝備用電的可靠性也帶來了極大挑戰。

美軍軍事設施電力安全保障目標

美國防部對其脆弱的電力保障能力一直有著清醒的認識。國防部長馬克·埃斯珀提出的作戰能源保障體系建設總體目標，即不僅“必須能夠預見到對關鍵能源基礎設施和全球后勤能源補給部隊的攻擊”，而且“在天氣、突發事件或直接攻擊等威脅下，都能確保富有彈性、安全的能源以保障作戰任務需要”。美陸軍經測算評估，對其能源保障提出兩個明確目標：一是到2025年，陸軍自發電量達到約250萬兆瓦，占年用電量的25%，以減少對民用電網的依賴；二是在沒有外部電力、水和其他公用支援的情況下，陸軍軍事基地的自給自足能力不得少于14天。

美軍軍事設施電力安全技術保障的舉措

美軍認為，無論民用還是軍用，電力安全應該首先考慮輸配電系統的安全。輸配電系統是將電力從發電機傳遞給終端用戶的關鍵設施，是恐怖分子和敵對勢力的首要襲擊目標。因而美軍高度重視采取有效舉措來減少該部分被攻擊后帶來的不利影響。

加強電網彈性和可靠性建設。由于美國電力系統缺乏儲能設施，電網的輸電能力并沒有隨電力負荷的增加而增強，任何一次襲擊都可能導致嚴重停電。美軍為提高電網的可靠性和彈性，采取了如下措施。

一是構建和運行互聯的大容量電力系統，以確保軍事設施電力系統被連續攻擊后仍能工作。如在因單個或多個元件（組件）故障而引起停機/停電時，電力系統仍保持穩定。

二是合理設計和布局變電站，并有選擇地增加先進的控制設備。如為主要的輸電線路建造新的變電站，而不是僅擴大現有變電站的規模。沿著多線傳輸路徑以跳變的方式繞過變電站，可以降低輸電線受變電站完全關閉的影響，并減少阻塞點。

三是加強控制中心彈性。如系統管理控制中心的計算機硬件和軟件設計應能承受故障，并在必要時正常降級。控制中心作為一個整體必須受到保護，免受物理和網絡攻擊，同時提供備用控制中心，相鄰地區的控制中心相互支持。

四是利用傳感器加強監控和數據采集。如布置大量分布式無線傳感器，實時提供電力系統圖像，檢測潛在的入侵破壞以采取適當控制措施，在遭受攻擊后快速評估情況并提出針對性建議；更多使用自動分配和甩負荷管理，降低現有電力系統的脆弱性；增加分布式發電部署以減少長期停電的影響。

制定多個場景預案，確保遭攻擊后迅速恢復。在作戰行動中，敵方會采取多種手段對關鍵的變電站和輸電線路進行打擊，為了確保軍事設施電力供應的連續性，美軍制定了多種預案。

一是做好被攻擊后的預案。包括：對現有設施的關鍵程度進行評估，制定關鍵設備失效時的恢復計劃；重新設計或升級，在設施遭受重大損壞時能夠快速恢復；通過與民用企業共享，提高恢復能力。

二是構建應急指揮系統。制定有效的控制管理原則，明確具體職能任務分配，確定各方在事故現場處理、服務恢復方面的責任和分工。

三是明確電力恢復的優先級。電力恢復計劃必須涵蓋整個基地內所有電力用戶的軍事需求，同時篩選出恢復的等級先后順序，定期修訂方案計劃。

四是暢通無線電通信，確保穩定的通聯網絡。組織相關部門定期測試，以衛星通信作為備用通信設備，以便電力系統被破壞后，信息可以實時傳遞給指揮官。

利用高新技術擴展能源供應來源，確保關鍵軍事行動順利展開。利用高新技術增強電網彈性和恢復能力，以便在停電時保護重要軍事設施和支持重要軍事行動。

2018年10月，根據科威特、伊拉克、阿富汗等地區高溫、高濕的環境易引起電力供應系統高頻中斷的特點，美陸軍中央司令部向駐地美軍配發了數百臺帶有水化裝置的太陽能輕型車。這種車由太陽能發電系統、冷卻水系統、電池儲能系統組成，可以保障駐地的緊急警報系統和夜間照明用電。

美軍太陽能輕型車

利用新型可再生能源擴展供應來源、利用大規模電池儲能確保關鍵軍事行動展開，美軍從前沿技術研發和具體形式應用上不斷探索實踐，增強了美軍在未來突發情況下電網的穩定性和快速恢復能力。

啟示建議

將國防電力系統安全作為重要內容融入國防安全戰略中。從總體國家安全觀出發，研究分析國防電能保障中存在的突出問題，制定持續性的國防電力系統發展規劃，建立軍民融合的電力應急保障機制，軍地共同擔負國防電網保通、搶險、搶修等任務，進一步增強國防電力系統的應急保障能力。

實行分布式電能保障模式，建立區域化微電網。著眼軍事用能需求，采用區域化、分布式電能保障模式。發展風、光、柴、儲能互補，可并網也可脫離大電網獨立運行的分布式智能微電網，與國家電力體系深度融合，構建新型全域國防電能保障體系，提供安全可靠的電力保障。

突出網絡防護技術應用，構筑穩固的電力防護體系。加強網絡防護能力建設，破析敵網絡入侵手段；建立從單體電力信息設備、控制網絡、管控軟件到整體系統綜合性、多層次的安全防護體系；進行常態化攻防演練，提升系統應對網絡攻擊甚至大規模網絡入侵的能力。