基于儲(chǔ)能電站智能監(jiān)測(cè)及預(yù)警技術(shù)研究進(jìn)展分析

摘要：為精確評(píng)估儲(chǔ)能電站消防安全及智能化預(yù)警技術(shù)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)和發(fā)展趨勢(shì)，通過采用基于引文分析理論的信息可視化工具CiteSpace，對(duì)來自中國知網(wǎng)（CNKI）2008—2024年期間關(guān)于儲(chǔ)能電站消防安全研究領(lǐng)域的1597篇文獻(xiàn)進(jìn)行全面檢索與系統(tǒng)梳理。通過發(fā)文量的時(shí)序分布分析、發(fā)文機(jī)構(gòu)分析、關(guān)鍵詞共現(xiàn)分析以及聚類分析等方法，揭示儲(chǔ)能電站消防安全研究的現(xiàn)狀和熱點(diǎn)前沿。研究結(jié)果表明，儲(chǔ)能電站消防安全及智能化預(yù)警技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)文量持續(xù)上升，核心研究主題包括電化學(xué)儲(chǔ)能、鋰離子電池、儲(chǔ)能系統(tǒng)和新型電力系統(tǒng)等。此外，研究還發(fā)現(xiàn)儲(chǔ)能電站的安全管理、智能預(yù)警及配套應(yīng)急處置是當(dāng)前研究的重點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：儲(chǔ)能電站；智能預(yù)警；消防安全；科學(xué)計(jì)量學(xué)；CiteSpace

中圖分類號(hào)：TP277" " " 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A" " " "文章編號(hào)：2096-1227（2025）01-00011-03

新能源被視為緩解人類能源危機(jī)的重要途徑之一，得益于政策的支持與技術(shù)的不斷進(jìn)步，其市場(chǎng)潛力正持續(xù)顯現(xiàn)。儲(chǔ)能電站作為新能源發(fā)展的重要支撐，其消防安全問題值得高度關(guān)注，偶發(fā)的安全事故為我們敲響了安全警鐘[1]。因此，構(gòu)建高效的安全管理體系、智能預(yù)警系統(tǒng)以及配套的應(yīng)急處置機(jī)制顯得尤為迫切。為深入把握當(dāng)前儲(chǔ)能電站安全與智能化預(yù)警技術(shù)的研究焦點(diǎn)與最新動(dòng)態(tài)，本研究采用基于引文分析原理的信息可視化工具CiteSpace，系統(tǒng)整理和分析了儲(chǔ)能電站消防安全和智能化預(yù)警技術(shù)的研究文獻(xiàn)，以了解該領(lǐng)域的最新進(jìn)展和研究熱點(diǎn)。

1 數(shù)據(jù)來源及方法

以中國知網(wǎng)（CNKI）為文獻(xiàn)數(shù)據(jù)采集樣本來源，通過構(gòu)建復(fù)合檢索方式進(jìn)行文獻(xiàn)篩選。具體檢索式為SU（關(guān)鍵詞）=（“儲(chǔ)能電站”AND“消防安全”）OR（“儲(chǔ)能電站”AND“消防”）OR（“儲(chǔ)能電站”AND“預(yù)警技術(shù)”）OR（“儲(chǔ)能電站”AND“智能監(jiān)測(cè)”）OR（“電動(dòng)自行車”AND“預(yù)警設(shè)計(jì)”）OR（“儲(chǔ)能電站”AND“技術(shù)”），時(shí)間切片從2008年1月至2024年12月，期刊來源選擇“期刊”“核心期刊”“CSSCI來源期刊”及“CSCD來源期刊”，經(jīng)過篩選，共得到有效文獻(xiàn)1597篇，作為研究文獻(xiàn)分析源。

2 結(jié)果與討論

2.1" 領(lǐng)域發(fā)文量分析

深入分析了2008—2024年間儲(chǔ)能電站安全及智能化預(yù)警技術(shù)領(lǐng)域的文獻(xiàn)年發(fā)文量與累計(jì)發(fā)文量的時(shí)序分布。2008年僅有3篇文獻(xiàn)，而到了2024年，這一數(shù)字已增長至306篇。特別是從2020年開始，發(fā)文量顯著增加，反映出該領(lǐng)域的研究熱度和關(guān)注度在不斷提升。這一時(shí)間序列數(shù)據(jù)有效地揭示了該領(lǐng)域研究熱度的變化趨勢(shì)。從2008年至2013年，雖然年發(fā)文量逐年增加，但總體數(shù)量相對(duì)較少，表明這一階段儲(chǔ)能電站安全及智能化預(yù)警技術(shù)領(lǐng)域的研究尚處于起步階段，相關(guān)研究和關(guān)注度較為有限。然而，自2014年起，發(fā)文量開始出現(xiàn)明顯的增長態(tài)勢(shì)，這可能與全球范圍內(nèi)對(duì)可再生能源和儲(chǔ)能技術(shù)的日益重視有關(guān)。近年來，隨著新能源發(fā)電裝機(jī)規(guī)模的持續(xù)擴(kuò)大，儲(chǔ)能電站的重要性愈發(fā)凸顯，這也促使相關(guān)安全及智能化預(yù)警技術(shù)的研究逐漸增多。進(jìn)一步觀察數(shù)據(jù)可知，從2019年開始，年發(fā)文量出現(xiàn)大幅躍升，這可能與政策支持、技術(shù)進(jìn)步以及市場(chǎng)需求等多方面因素的共同推動(dòng)有關(guān)。政府對(duì)可再生能源和儲(chǔ)能技術(shù)的扶持政策，無疑為該領(lǐng)域的研究提供了動(dòng)力。同時(shí)，儲(chǔ)能技術(shù)的不斷發(fā)展和成本的降低，也使得更多的企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)投入這一領(lǐng)域的研究中來。此外，隨著新能源汽車、智能電網(wǎng)等新興產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，對(duì)儲(chǔ)能電站安全及智能化預(yù)警技術(shù)的需求也日益增長，這進(jìn)一步刺激了相關(guān)研究的活躍度[2-3]。

2.2" 發(fā)文機(jī)構(gòu)分析

采用CiteSpace軟件進(jìn)行機(jī)構(gòu)合作網(wǎng)絡(luò)分析，最終得到204個(gè)研究機(jī)構(gòu)和108條合作關(guān)系。精確評(píng)估我國儲(chǔ)能電站消防建設(shè)以及與之配套的智能化建設(shè)情況至關(guān)重要，當(dāng)下該領(lǐng)域所涉及的研究單位及相關(guān)機(jī)構(gòu)主要為：各大電力系統(tǒng)公司、企業(yè)、研究所，如中國電力科學(xué)研究院有限公司、國網(wǎng)綜合能源服務(wù)集團(tuán)有限公司、國網(wǎng)江蘇省電力有限公司、國網(wǎng)江蘇省電力有限公司電力科學(xué)研究院、中國能源建設(shè)集團(tuán)江蘇省電力設(shè)計(jì)院有限公司。這些重要的發(fā)文及研究單位在儲(chǔ)能電站消防安全領(lǐng)域承擔(dān)著重要的學(xué)術(shù)影響力，進(jìn)一步構(gòu)成了該領(lǐng)域的學(xué)科知識(shí)中心。部分高校以及企業(yè)之間聯(lián)合緊密，比如中國電力科學(xué)研究院有限公司、中國科學(xué)院大學(xué)、華北電力大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院等發(fā)文機(jī)構(gòu)，意味著這些特殊的單位在儲(chǔ)能電站消防安全以及未來完成智能化預(yù)警研究領(lǐng)域的研究產(chǎn)出相對(duì)豐富，是該領(lǐng)域內(nèi)主體研究力量。這些核心機(jī)構(gòu)不僅在研究產(chǎn)出上占據(jù)重要地位，在合作網(wǎng)絡(luò)中還扮演著關(guān)鍵角色。對(duì)于推動(dòng)整個(gè)領(lǐng)域的研究發(fā)展和技術(shù)創(chuàng)新具有重要意義。

2.3" 領(lǐng)域研究關(guān)鍵詞共現(xiàn)與聚類分析

表1清晰地識(shí)別出儲(chǔ)能技術(shù)領(lǐng)域的核心研究主題和發(fā)展趨勢(shì)。關(guān)鍵詞“儲(chǔ)能電站”以261次的頻次和0.54的中心性位居榜首，表明其在該領(lǐng)域中的核心地位，自2010年首次出現(xiàn)以來，一直是研究的焦點(diǎn)。緊隨其后的是“儲(chǔ)能”（122次，中心性0.46）和“鋰離子電池”（71次，中心性0.19），這些關(guān)鍵詞的高頻次和中心性反映了它們?cè)趦?chǔ)能技術(shù)研究中的重要性。關(guān)鍵詞網(wǎng)絡(luò)圖進(jìn)一步揭示了這些核心概念之間的內(nèi)在聯(lián)系。例如，“儲(chǔ)能”與“儲(chǔ)能電站”“鋰離子電池”“儲(chǔ)能系統(tǒng)”等關(guān)鍵詞緊密相連，顯示了它們?cè)谘芯课墨I(xiàn)中經(jīng)常一起出現(xiàn)，反映了這些概念在儲(chǔ)能技術(shù)研究中的相互關(guān)聯(lián)和影響。此外，“電化學(xué)儲(chǔ)能”和“壓縮空氣儲(chǔ)能”作為儲(chǔ)能技術(shù)的不同分支，顯示了除鋰離子電池外，其他儲(chǔ)能技術(shù)也是該領(lǐng)域研究的重要內(nèi)容。該研究領(lǐng)域聚焦于儲(chǔ)能技術(shù)及其在新能源系統(tǒng)中的應(yīng)用，關(guān)鍵詞網(wǎng)絡(luò)圖揭示了“儲(chǔ)能”“儲(chǔ)能電站”“鋰離子電池”等核心概念及其相互聯(lián)系。儲(chǔ)能技術(shù)的發(fā)展旨在解決新能源的間歇性和不穩(wěn)定性問題，提高能源利用效率。儲(chǔ)能電站作為技術(shù)應(yīng)用形式，涉及系統(tǒng)設(shè)計(jì)、技術(shù)進(jìn)步及商業(yè)模式創(chuàng)新等方面，對(duì)新能源系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要。關(guān)鍵詞頻次和中心性分析顯示，“儲(chǔ)能電站”和“儲(chǔ)能技術(shù)”是研究的核心，反映了該領(lǐng)域?qū)μ岣邇?chǔ)能效率和系統(tǒng)穩(wěn)定性的關(guān)注[4]。

2.4" 領(lǐng)域關(guān)鍵詞聚類分析

進(jìn)一步評(píng)估領(lǐng)域關(guān)鍵詞聚類關(guān)系對(duì)于把握研究脈絡(luò)同樣至關(guān)重要，從表2可清楚地看到，儲(chǔ)能技術(shù)（聚類#0）內(nèi)部的關(guān)鍵詞包括“電化學(xué)儲(chǔ)能”“鉛炭電池”“梯次利用電池”“平準(zhǔn)化成本”和“儲(chǔ)能容量”。從該體系內(nèi)部所涉及的關(guān)鍵詞可以看出，當(dāng)下儲(chǔ)能技術(shù)的研究重點(diǎn)仍然在于不斷提高儲(chǔ)能效率、降低使用及建設(shè)的成本，以及優(yōu)化儲(chǔ)能系統(tǒng)的容量配置問題。其中，當(dāng)下研究熱點(diǎn)——電化學(xué)儲(chǔ)能，作為目前該組成領(lǐng)域的主要研究方向，內(nèi)部涉及多種不同類型電池（例如鉛炭電池）的應(yīng)用研究和拓展。此外，共享儲(chǔ)能（聚類#1）內(nèi)部的關(guān)鍵詞則由“鋰離子電池”“低溫特性”“軟碳材料”“LCC層次結(jié)構(gòu)體系”和“儲(chǔ)能安全標(biāo)準(zhǔn)”等排名靠前的關(guān)鍵詞組成。意味著在共享儲(chǔ)能的研究主題中，其研究重點(diǎn)主要涉及如何提高鋰離子電池的性能（比如低溫、高溫特性）、持續(xù)開發(fā)新型材料（例如軟碳材料），并進(jìn)一步確定并制定儲(chǔ)能的一系列安全標(biāo)準(zhǔn)。容量配置（聚類#2）關(guān)鍵詞包括“儲(chǔ)能技術(shù)”“電力系統(tǒng)”“運(yùn)行控制”“光伏電站”和“飛輪儲(chǔ)能”。這表明容量配置的研究重點(diǎn)在于優(yōu)化電力系統(tǒng)中儲(chǔ)能設(shè)備的配置，以提高系統(tǒng)的運(yùn)行效率和穩(wěn)定性。根據(jù)關(guān)鍵詞聚類情況，儲(chǔ)能技術(shù)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)和發(fā)展趨勢(shì)主要集中在電化學(xué)儲(chǔ)能、鋰離子電池、儲(chǔ)能系統(tǒng)、新型電力系統(tǒng)等方面。當(dāng)前，電化學(xué)儲(chǔ)能作為該研究領(lǐng)域中的主要研究方向，涉及多種不同類型電池（例如鉛炭電池）的研究和應(yīng)用。隨著電動(dòng)汽車的普及和飛速發(fā)展，鋰離子電池由于具備高能量的密度、較長的循環(huán)使用壽命成為新時(shí)代的研究熱點(diǎn)。儲(chǔ)能系統(tǒng)的研究則是持續(xù)關(guān)注提高儲(chǔ)能設(shè)備運(yùn)行效率、降低使用成本以及優(yōu)化不同基礎(chǔ)的儲(chǔ)能系統(tǒng)的容量配置。同時(shí)，需要進(jìn)一步考慮各種可再生能源的間歇性穩(wěn)定運(yùn)行能力和系統(tǒng)自帶的不穩(wěn)定性（即可靠度）的研究，以期提高能源利用效率和系統(tǒng)穩(wěn)定性。進(jìn)一步而言，目前全世界范圍內(nèi)，尤其是我國新型電力系統(tǒng)研究的重點(diǎn)，包括儲(chǔ)能系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中的集成、數(shù)據(jù)分析和安全管理，以實(shí)現(xiàn)提高電力系統(tǒng)的可靠性與本質(zhì)安全能力，抵抗可再生能源的波動(dòng)性所帶來的困擾。

3 結(jié)束語

本研究采用信息可視化工具CiteSpace對(duì)國內(nèi)儲(chǔ)能電站智能預(yù)警消防安全研究的相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行了全面檢索與系統(tǒng)梳理，研究發(fā)現(xiàn)：第一，儲(chǔ)能電站消防安全及智能化預(yù)警技術(shù)領(lǐng)域的研究熱度持續(xù)上升，特別是在電化學(xué)儲(chǔ)能、鋰離子電池、儲(chǔ)能系統(tǒng)和新型電力系統(tǒng)等方面的研究，顯示出該領(lǐng)域的重要性和發(fā)展?jié)摿Α５诙芯繖C(jī)構(gòu)之間的合作網(wǎng)絡(luò)分析顯示，中國電力科學(xué)研究院有限公司、中國科學(xué)院大學(xué)、華北電力大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院等機(jī)構(gòu)在該領(lǐng)域具有顯著的學(xué)術(shù)影響力，并構(gòu)成該領(lǐng)域研究的科學(xué)中心。第三，儲(chǔ)能技術(shù)的研究不僅包括技術(shù)層面的探索，還涉及經(jīng)濟(jì)和商業(yè)模式的創(chuàng)新。安全性和標(biāo)準(zhǔn)化也是儲(chǔ)能技術(shù)研究的重要方面，對(duì)于確保儲(chǔ)能系統(tǒng)的安全運(yùn)行和推動(dòng)技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展具有重要意義。

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