從權威論文和央視報道「幀察」馬院士的綜合全電系統實樣

（還是要說明一下，本文的所有內容都是基於公開信息的分析，並沒有任何涉密資料。大的方向最後大家都差不多，關鍵是執行力！要咬得住！）「綜合全電」，是一個越來越多出現在關心海軍裝備發展的軍迷耳邊的辭彙，也是一個總是和電磁彈射、軌道炮、激光與微波武器聯繫在一起的高大上概念。而讓軍迷倍感高興的是，以馬偉明院士為首的團隊在這個領域取得了卓越的成果，讓中國海軍站在了未來發展的制高點上。但「綜合全電」到底長得什麼樣？其現狀如何？未來又將怎樣發展？馬院士團隊工作的重要性何在？馬院士團隊的信心又來自何處？本文試圖通過解讀技術論文和「幀查」可信的電視報道，試著對以上這些問題給出一個粗淺的分析。本文所引用的內容，未特別標明的都來自以下兩篇：第一篇是海軍工程大學馬院士團隊的論文---「我國艦船中壓直流綜合電力系統研究進展」（以下簡稱「馬團論文」）；第二篇則直接是馬院士自己單獨署名的「艦船綜合電力系統中的機電能量轉換技術」（以下簡稱「馬院論文」）。這兩篇先後完成於2015年初年中並公開出版的論文，不但對綜合全電的體系結構、整體發展和未來方向進行了論述，更難能可貴的是回顧介紹了馬院士團隊對此進行的工作，讓人有機會一覽我國綜合全電技術的進展情況和未來發展。非常值得一提的是，這兩篇論文語言清晰明了，可讀性極強。本文所試圖「幀查」的視頻主要來自三段：第一段是2017年7月31日央視7套播出的「馬偉明：制勝深藍」，這是為馬院士獲得八一勳章準備的專題宣傳片；第二段是同日在新聞聯播中播出的「『八一勳章』獲得者馬偉明：心系強軍 銳意創新」；第三段則是2017年5月30日央視一套焦點訪談播出的「科技強國的追夢人—馬偉明」。不同於經常錯漏百出，張冠李戴的通常節目，這幾段不但權威而且經過了較為精心的編輯。難能可貴的是，在其中出現了一些馬院士實驗室的場景。對比出現過的PPT信息，可以確認這些畫面來自於我國艦船中壓直流綜合電力系統的工程樣機實景。

在央視畫面中出現過的PPT原圖首先看一下馬院士為綜合全電系統給出的結構框圖：整個系統被分解為「發電、輸配電、變配電、推進、儲能、能量管理」六個分系統，其中：發電分系統是綜合全電的能量來源和**，消耗燃料提供電能；輸配電和變配電分系統（所謂輸變電）構成了整個系統的骨架和血管，電能由此轉換傳輸給各類設備；推進分系統和其他用電設備則是消耗電能，完成相關任務的器官和肌肉；能量管理分系統則是神經與大腦，不斷監控、分配和調節整個系統的運行；儲能分系統則是一個能量蓄水池和緩存，一方面大幅度提高系統的運行效率和穩定性，一方面滿足突發性的能量需求。

綜合全電系統結構框圖接下來，讓我們把視線轉回央視畫面里的工程實樣，試著將其中的實際場景和理論框圖一一對應。幸運的是，在科技部關於馬院士團隊獲獎信息的網頁上，我們找到了在央視畫面中一閃而過的PPT原圖。在其中的右下角部分明確標明是綜合全電系統的實景照片。配合從相關電視畫面和論文中獲得的信息，我試著解析了一下畫面中的各類設備，下面就依據編號一一分系統介紹。

綜合全電實驗室的功能解析

（一）發電子系統：柴燃聯動，給艦艇一顆強大的心

• 從兩根粗大的銀白色進出氣管，不難判斷出其相連著的2號位置設備的身份：燃氣輪機發電機組，其原動機無疑是中國海軍目前唯一可以裝艦使用的燃汽輪機GT25000，其輸出功率可達21MW以上。配套相連的發電機儘管只有一個模糊的背影，但勉強可以分辨出像是出現在同一張PPT上的所謂第三代「高速感應集成發供電」的同型發電機組。

• 與之相對，在畫面左側兩根較纖細的藍白色管道相連的1號位置的設備，則應該是柴油發電機組，網上有消息稱其原動機為輸出功率3.75MW的國產化MTU柴油機，而與之配套的發電機組比較像是PPT上出現的第二代「交直流集成發供電」同型發電機組。這一燃一柴的組合，就構成了全球領先的柴燃一體全電技術的動力核心，也將是中國新一代海軍艦艇的一顆強大的**。

馬院論文中的集成式發電模塊示意圖這裡需要特別注意的是，和某些軍迷想的不同，將不同類型和容量的發電機組聯在一起工作並不簡單。用馬團論文中的原話來說：燃氣輪機發電機組和柴油發電機組不僅工作頻率不同，而且調速性能差異極大，尤其是突加突卸負載時轉速穩定時間相差一個量級以上。傳統交流發電機組不僅無法實現不同頻率發電機的並聯運行，而且調速特性差異太大容易導致不同容量發電機組並聯運行時功率分配不均，甚至無法穩定地並聯運行」。實際上，有電力系統工作經驗的人都知道，將發電機組併入電網和已有機組協同工作從來就不是一件簡單的事。特別是在使用交流電網的情況下，併網時必須滿足相關發電機組的頻率、出口電壓相同、相位和相序一致的苛刻條件。如果達不到要求，輕則產生震蕩併網失敗，重則產生大電流燒毀設備。即便併網成功，不同容量類型的機組間也容易存在功率分配不均衡，輕則影響運行的經濟性，重則導致系統不穩定和無法充分使用裝機容量。這方面的一個最新反例發生在台灣地區：為了應對今夏的電力缺口，其電力部門緊急採購了2套大型燃氣發電機組。可在6月初的初次併網過程中，由於急於求成和技術差勁，併網失敗並導致設備損毀。隨後，由於發電能力不足和人為疏失，於今年8月15日下午發生無預警大停電，當時造成全台668萬戶瞬間用電受影響（一共就800多萬戶），大規模停電時間長達5個多小時，導致電網和用戶的巨大損失。搞笑的是，停電前幾個小時，其相關首長還在開會研究新購機組的併網問題。我國海軍艦艇的動力系統在這方面還有一個老大難問題，就是「可用的原動機性能落後於國外，尤其是大功率燃氣輪機可選機型少、調速性能落後於國外」。原動機的調速性能，實際上是併網時調整相位相序所需的關鍵因素。如果跟蹤模仿發達國家中壓交流綜合電力技術路線，將使得不同類型原動機帶動的發電機組因功率等級和調速性能差異大而難以併網和穩定運行。某種程度上說，馬院士率先走「中壓直流」這條路，也是被這個國情逼出來的。為了實現真正有效的柴燃聯動，馬院士和相關團隊做了大量的工作，最重要的自然是改用了中壓直流電網結構。與英美第一代綜合全電採用的中壓交流和中頻交流系統相比，其最突出的一個優點就是取消了發電機組並聯時的頻率、相位要求，「利用發電機的勵磁控制和原動機調速控制來共同承擔系統有功功率調節任務的特點.....彌補了原動機調速性能差的不足，從而系統地解決了功率等級以及調速特性差異極大的不同類型發電機組並聯運行的問題」。但從理論上行得通到實際工作的設備，其間的差異是巨大的。為了解決問題，馬院士的團隊首先建立了相應的數學模型、並開展計算模擬、其後是提出技術方案、進行設備試製並在其中突破關鍵工藝和製造技術，接著是一次次的實驗和修改。從相關的論文中我們可以看到，這個模型、模擬、方案、試研、工藝、實驗、測試的循環，幾乎貫穿在他們解決所有主要技術問題的過程中。馬院士和他的團隊是真真切切的動腦也動手，畢竟在科學和工程上從來沒有輕輕鬆鬆的成功。他們努力的成果最終在論文中表達如下，「發電模塊：攻克了幾百千瓦至數十兆瓦級整流發電機的集成優化設計、高效冷卻、輸出電壓精確控制、關鍵加工工藝固化等關鍵技術，解決了時間常數和功率等級有量級差異的燃氣輪機發電機組和柴油發電機組並聯運行難題，提高了我國艦用發電機的單機容量、集成化程度、運行效率和功率密度」。用一句話解讀：柴燃聯動的設計製造問題已經完全解決，新一代的發電機高度集成和高效。在最終實現了可靠高效的柴燃一體聯動後，一直困擾中國海軍的**病問題不但被基本治癒，而且實現了對全球對手的反超。一款可靠的大功率燃機，搭配一系列成熟可選的柴油機組合，基本可以覆蓋從輕護到大驅（巡洋艦）的全領域。憑藉綜合全電帶來的靈活性、經濟性和低噪音特性，中國海軍艦艇的動力配置將會優於所有對手，這是一次巨大的飛躍！

（二）輸變電子系統：綜合全電的骨架與血管

• 位於3號位置的一排工業機櫃，即便在央視報道中可以找到清晰一點的畫面，也很難憑藉外形去分辨其作用。不過其位於燃氣輪機發電機組前的位置就透露出了很多的信息，這一排機櫃應該是屬於變配電子系統的變電櫃，準確來講是位於發電機之後供電端的變電櫃。其主要的作用是將發電機組發出的電流轉化為符合系統電網規範、可以通過電纜向全艦傳輸的6KV標準電流。

網上找到的變電櫃圖片，是不是很接近？

• 位於6號位的兩排機櫃，明顯具有對稱排布的特點。在央視報道中的畫面可以更清楚的看出，不但櫃體布局一致，而且櫃體上面的顯示面板和開關排布也都是一樣。再結合其處於整個實驗裝置中心的位置特徵，使得我們可以判斷出這是屬於變配電子系統的兩路電源母線。其主要的作用就是將經過發電、變電的電能，輸送分配到艦艇上所需的各類負載上面去。由於其重要性，這雙路母線是完全獨立的系統，並可以互相備份。

注意其對稱的排列方式和一致的控制面板

MD的相關設計也是如此，兩路獨立的電源匯流排

• 而8號位置要展示的其實是整個場景中不可見的重要部分，位於地板下夾層中，貫穿連接整個系統的電纜。由於採用直流設計，對艦船電纜的布設帶來了很多好處。首先是減少了電纜的根數，物理特性就決定了直流輸電線路只需要2根電線，相比於交流方式的至少四根已經大幅度減少了線纜數量；其次，由於沒有交流電流特有的「集膚效應」，也不用傳輸無功功率，從而顯著降低了線纜電阻，進而可以減輕電纜的重量和發熱問題。

但是相比於成熟的交流電網結構，中壓直流電網也存在一系列的技術風險。特別突出的是兩點：

• 其一，直流斷路器的設計實現非常困難。由於直流系統短路電流不存在自然過零點，承擔系統保護任務的斷路器分斷困難。加上為了實現系統高功率密度所進行的一系列設計，使得發生短路時，其短路電流不但很大，而且上升速度很快，這就對直流斷路器的各方面性能要求極高；

• 其二，中壓直流供電系統的靜態穩定性問題突出。推進負載具有負增量阻抗特性，容易引起系統的電壓失穩。電力電子變流設備級聯時，如果輸入輸出阻抗不匹配，會引起系統失穩或者系統動態響應性能變差。這個問題在新一代高能武器相關的脈衝式負載引入後，將變得更為嚴重。

馬院士和相關團隊針對這些問題進行了大量工作，發展出了一系列新的數學模型和演算法，也進行了大量的試驗和測試。就在我們試圖解析的這個實驗室內，他們成功搭建了試驗系統並「完成了設備和分系統的性能試驗，完成了系統額定效率、系統穩態電能品質、系統動態性能、推進功率限制、系統連續運行、系統故障保護、能量管理、系統電磁兼容、振動雜訊、動態磁場、超導限流等試驗，試驗結果達到了設計的技術指標要求」。一句話，初步解決了上述問題。幸運的是，相比於原動機產業長期落後的局面，在電網建設和輸變電方面，中國企業卻非常具有競爭力。尤其在特高壓和超高壓交/直流輸電技術方面，處於全球最領先的位置。不但世界上已經運行的800KV以上的超/特高壓輸電線路幾乎都在中國，而且相關的技術標準幾乎都是由中國企業制定。實際上，國際電工委員會（IEC）成立的高壓直流輸電技術委員會，其秘書處就設在國家電網公司。而超/特高壓直流輸電也是除高鐵之外，中國企業又一個走向世界的拳頭項目。

圖為2009年啟用的800KV宜賓至上海特高壓直流輸電線路中國在這一領域的成功，已經嚴重的觸動了某些對手的神經。2010年11月29日，諾貝爾物理學獎獲得者、美國時任能源部長朱棣文，在華盛頓對媒體發表題為《能源領域競爭正在成為美國新的衛星時刻》演講時說道：「中國挑戰美國創新領導地位並快速發展的一項重要領域，就是最高電壓、最高輸送容量、最低損耗的特高壓交流、直流輸電」。在一些外國評論家看來，「超高壓電網是能源領域最重要的進步之一，而中國是無可爭議的世界領導者」。單單在十二五期間，國家電網和南方電網規劃於超/超高壓輸電項目的投資，就達到了驚人的5300億元。其中用在直流輸變電體系相關的流換流變壓器、換流閥、控制保護設備及直流場設備上面的就有近1000億元。市場需求加上國家的強力推進，已經孵化出了一批出色的相關技術和製造企業。儘管對於中壓直流項目來說，裡面的很多技術和產品未必可以拿來就用，但在這樣的產業體系支撐下，取得突破也就順理成章了。

（三）推進分系統：關鍵製造技術的集中突破單單從原圖上看，難以分辨出4號和5號位置設備的具體功能。不過，在央視報道中給出了一個相當清晰的長鏡頭，提供了相當多可參考的資料。通過央視的畫面，可以得出明確的結論：

推進子系統的解析圖

• 位於5號位的是推進子系統的推進電機，從長鏡頭畫面中可以清楚的看到其後通過齒輪組連接的螺旋槳轉軸。推進電機是將電能轉化為螺旋槳動能，從而推動艦艇前進的核心設備。也是整個艦艇的耗能大戶，對於大型艦艇來說，其所需的推進功率，約佔系統總功率的80%-90%；

推進電機與螺旋槳主軸的連接處，另外注意遠處的設備

• 位於4號區域的設備是推進子系統的推進變頻器，從相關畫面中可以看出從其設備頂端引出了多股線纜通往隔壁5號位置的推進電機。這一特點符合推進變頻器的核心功能要求：為推進電機輸入電能並控制其轉速。推進變頻器一般採用基於大功率半導體部件，是現代電力推進的核心部件。

注意從每個機櫃頂端向推進電機引出的電纜推進電機和發電機其實是同一類機械，在美軍的綜合全電發展路線圖（TDR）中，就是將其統歸為一類：ERMs（所謂「電動機」）。其區別就是後者是由原動機提供機械能，帶動切割磁力線產生電能；前者則是將電能反過來轉化為機械能，並通過傳動轉軸輸出。對於採用中壓直流的綜合電力系統而言，「艦船大型高速電機的性能至關重要，其中壓、高速化的技術特點對絕緣、動平衡和焊接等製造技術提出了新的要求」。為了突破高速電機需要的諸多關鍵製造技術，馬院士和其團隊協同相關製造企業做了大量的工作。包括：「創造性地提出了採用三次諧波注入和蒸發冷卻技術的多套多相繞組大功率推進電機系統方案，突破了非正弦供電電機優化設計、強迫式蒸發冷卻、新型磁脂旋轉密封、大型鼠籠轉子攪拌摩擦焊接、中壓大容量變頻器分散式電路結構設計、高速高性能通信、調速性能優化、故障冗餘控制和減振降噪控制等關鍵技術，研製成功大容量新型感應推進電動機及其配套的變頻調速裝置，實現了我國艦用電力推進系統的高功率等級、高功率密度和高效率，滿足了大型艦船模塊化應用的需求」。這充滿了大段技術名詞的段落，每一項背後都是巨大的進步和刻苦的努力，總結一下其實可以歸納為一句話：我們已經完全搞定了艦艇綜合全電所需要的先進感應電機，以及與其配套的推進變頻器。這是與DDG1000同代，但是基於中壓直流的更先進技術。不同於某些科研院所和大學，只是忙著不斷發Paper，馬院士和他的團隊則是聚焦於形成生產力和戰鬥力，集中突破了一連串的先進工藝和製造技術。

注意標明的「永磁同步電機實驗系統」，其中的畫面應該是螺旋槳控制接下來，馬院士的關注點已經進一步延伸至下一代推進電機技術和集成化推進模塊。在央視的畫面中，可以看到馬院士坐在標明「低速永磁同步電機實驗系統」的控制台前。而永磁電機（PMM）和高溫超導電機（HTM）被公認為是下一代艦船電力推進技術的核心技術。除了電機技術外，將推進電機與變頻器或螺旋槳集成的一體化推進模塊也是一個重要的方向。其中的一個典型就是同樣出現在央視報道中的「無軸推進技術」。

馬院士展示已經投入使用的「無軸推進器」無軸推進器的思路是將推進電機與螺旋槳集成為一體，徹底取消連接兩者的主軸和齒輪箱。在馬院論文中，給出了相應的示意圖（如下所示）。如圖所示，通過將「高效永磁電動機、軸系、舵及尾推進器集成為一體，除變頻器以外的推進裝置安裝在船舶外部，不佔用艙內空間，具有體積小、重量輕、振動雜訊小、推進效率高、操控性能好和安裝拆卸方便等顯著優點」。該類型的推進器對於潛艇的意義極其重大，在水面艦艇領域也具有廣闊的前景。

無軸推進器的原理示意圖除了電機之外，推進變頻器也曾經是制約我國電力推進發展的主要瓶頸。特別是其核心部件---大功率半導體部件，一直是西方嚴密封鎖的重要技術。但隨著我國高鐵、動車和電動車輛產業的迅猛發展，同樣是其主要部件IGBT（絕緣柵雙極晶體管）等大功率半導體部件，不光迅速實現了國產化，更形成了貫通上下游的完整產業鏈。這就為推進變頻器的發展和持續改進，奠定了良好的基礎。

IGBT的一個實樣

財經媒體整理的IGBT產業鏈企業

（四）儲能子系統：蓄水池和倍增器首先需要說明的是，無論是照片或者電視畫面中，這裡的信息都是非常缺乏的。所以對其設備功能的分析，只能是基於技術架構和設備外觀的合理預測。

• 位於0號位的設備疑似屬於儲能子系統中的飛輪儲能模塊（FESS）。從相關圖片上可以得到的信息很少，從央視報道的畫面中有一個設備畫面，可以從其位置關係和外形，推斷出是0號位的設備近景。但不幸的是，還是不足以判斷其功能。從其外形特徵來看，最有可能的功能是柴油發電機組的關聯變電櫃或儲能子系統中飛輪儲能系統的機櫃。

比較兩處畫面，基本可以確實是同一設備的不同側面

• 位於9號位的設備疑似屬於儲能子系統的複合儲能模塊（超級電阻和蓄電池組合）。該部分更加難以判斷，特別是在電視畫面中，該區域呈現空置狀態。仔細按幀查看，可以發現相關設備被挪到了後側的走廊裡面。從其整體外部尺寸來看，該部分的功能有可能是測試用的某種設備負載，或者是儲能子系統中複合儲能系統的工作櫃。

設置全艦通用的儲能子系統，是除了中壓直流之外，第二代綜合全電相比前一代的另一個重大改進。其核心意義有兩個：其一，通過增加能量緩衝池的方式，提高整體系統的工作效率。在負載的低谷時刻，充分利用發電系統的富裕電能；在負載加大的時候，通過儲能系統獲取所需的能量。從而減少發電系統的無效率運轉，提高整體效率。其次，也是更為重要的，儲能系統是各類脈衝式高能武器系統上艦的前提條件。綜合全電最重大的作用，「還是為了解決高能武器上艦的問題」。

馬院士接受訪談的畫面在討論儲能系統之前，首先要了解評估所有儲能設備最為關鍵的兩個參數，即能量密度、功率密度的定義：

• 所謂能量密度就是指每單位重量可以存儲的總能量，其單位一般為（wh/kg)。能量密度越高就意味著可以存儲的能量越多，比如常用的鋰電池能量密度常常是普通鉛酸電池的10倍以上，所以使用鋰電池的設備可以用更輕巧的體積和重量，實現更長的使用時間；

• 所謂功率密度是指每單位質量在放電時可以輸出的電能功率，其單位一般為（W/kg）。功率密度越高，在輸出電能時可以支持的用電設備功率就越大。同樣的例子，鋰電池的功率密度也在鉛酸電池的10倍以上，一個幾公斤重的鉛酸電池才能啟動的發動機，一個比巴掌大不了多少的使用鋰電池的汽車啟動器也能夠做到。

對於船艇常用的三種儲能方式：超級電容、蓄電池和飛輪儲能，這兩個參數的差異很大。簡單說來，超級電容是能量密度低、功率密度高。也就是能存儲的電能很有限，但放電的速度很快、瞬時功率很大但時間很短；蓄電池則是相反，能量密度較高、功率密度低。也就是能夠存儲較多的電能，但一下子是放不出來的，可以支持的設備功率不高，只能慢慢的將電能釋放出來。飛輪儲能的能量密度和功率密度其實都很不錯，但受制於機械結構限制，其發展前景有限。

MD給出的不同儲能方式的性能對照表由於超級電容和蓄電池在性能上面的明顯互補性，現在通常的做法是將這兩者以合適的方式組合，形成所謂的「複合儲能」。通過合理的選擇協調控制方法和配置策略，可以組合兩者的優點，既能完美支持短時間大功率的脈衝式負載（如電磁彈射、激光炮），也可以有大的儲能容量，支撐儲能系統的安全穩定運行。目前，在艦艇綜合全電系統中出現的儲能方式，也就是「複合儲能」與「飛輪儲能」兩種。馬院士的團隊其實在這兩者上都做了不少工作。在飛輪儲能方面，用馬院論文中的原話，「突破了高能量密度、長脈寬和長壽命的慣性儲能技術，創造性地提出了將拖動機、勵磁機、旋轉整流器及主發電機共軸集成，並將飛輪與轉子合二為一的儲能電機方案，提高了裝置的功率密度和能量密度，解決了脈衝功率裝置與不同容量電力系統適配的難題。」對此的一句話解讀：我們已經搞定了飛輪儲能方式，並解決其與電磁彈射、電磁炮這一類系統的兼容性。而在近期的論文中則可以發現，相關團隊的研究重點已經傾向於「複合儲能」方式。特別是在討論電磁發射問題的多篇論文中，都透露出其使用的儲能方式為「複合儲能」。目前研究的重點，主要是複合儲能的結構和控制策略問題。從MD的信息來看，其綜合全電的儲能系統也正在轉向複合儲能方向，其所謂的「能量堆疊」原型將在明年接受測試。不過從論文中透露出的信息來看，馬院士團隊的進度要顯著快於MD。

MD的複合存儲發展計劃圖「複合儲能」逐步取代「飛輪儲能」應該是大勢所趨。受制於機械部件的物理特性，飛輪儲能的發展潛力比較有限，而複合儲能的兩個主角，超級電容和蓄電池的發展卻是不可限量。不但其相關記錄不斷被世界各地的研究團隊打破，其工業化進程也是快捷迅猛。在這裡，就如同前面提到過的高鐵推進了IGBT的突破，超高壓輸電推進了電網部件的發展，近期大發展的電動車產業有力促進了超級電容和蓄電池的發展。下圖是外國媒體預測的全球鋰電池產業走勢，可以看得出在2020年前，全球84%的產能都將集中於中美，而中國企業更將佔有全球超過60%的份額。在這樣的大環境下，複合儲能方式必然取得長期的優勢。而飛輪儲能依靠其相對平衡的性能和成熟度，在近期也將是艦艇儲能分系統的重要成員。這也是對這兩個位置做出預測的出發點。

國外媒體預測的鋰電池產能，又一次：中國VS外國

（五）能量管理子系統：系統的神經與大腦綜合全電的最後一個重要子系統在照片上即看不見，又可以說是無所不在。這就是能量管理分系統，用於系統的監測、控制和管理，實現信息流精確控制系統的能量流。如果細分一下，應該可以再分解為監控、連接、智能調度三部分。

• 首先是監控部分，圖中的每一台設備，每一個機櫃都需要設置一系列的監控設備，以精確實時的獲得系統運轉和周邊環境的各類參數。而後這些數據要及時準確的通過連接電纜彙集到中央調度系統中去；

• 其次是連接部分，由於各設備之間的電氣和信息介面形式各不相同，必須秉持「模塊化、標準化的設計原則，以提高系統能量和信息傳輸效能為目的，對綜合電力系統各組成設備之間的介面進行優化設計」。並且提出合理的電纜設計和鋪設方法，特別是要提高電纜的電磁屏蔽效能和降低動態磁場，提高數據傳輸效率和可靠性；

• 最後是智能調度部分，這一部分可謂是整個綜合全電系統的大腦，其最重要的作用就是監控獲取各個子系統的實時數據，並根據艦艇使用和戰鬥的要求，多時間尺度、多能量目標的對全艦能量的發生、轉換、分配、儲存進行智能化調度和控制。這一部分可以說是全系統的核心，是最重要和最困難的地方。

最大的難度就是出在「多時間尺度、多能量目標」這兩個詞上。其中，多時間尺度表現在構成系統的各種設備的工作方式時間差異很大：開關動作可以引發微秒級的電磁振蕩；斷路器和機電設備必須能夠以毫秒級應對電流衝擊；儲能設備的充電和船舶控制是分鐘級的；整個船舶的長期航行狀態保持和經濟性問題是小時乃至按天計算的。多能量目標是指系統需要滿足很多種需求：如艦船續航能力、脈衝負載的供電保障能力、負載的供電連續性、艦船機動性、系統故障後的重構能力等。更重要的是，這裡面很多的目標還是相互衝突的。這就需要一個有效的調度策略來自動生成合理的應對步驟，並且在這個過程中還需要充分考慮如何與艦艇指揮控制人員有效互動。用馬院團隊的原話來說：「艦船綜合電力智能能量管理系統既需要能以燃油經濟性為目標，進行發電機組的自動發電控制，實現能源的高效利用；同時也能對應艦船不同的任務需求，以脈衝負載最大發射能力以及艦船機動性能為目標生成能量調度策略；並能在故障後以關鍵設備的供電連續性為目標，通過快速網路重構和一系列緊急控制措施，保證系統的最大存活性。智能能量管理需要能夠在多個時間尺度、多個目標維度上優化和調控綜合電力系統的動態過程，保證系統經濟性、機動性和安全性都不斷趨向最優」實際上，對於現代化的艦艇和航空器，其中的智能化系統常常是最難實現和問題最多的。以F35肥電為例，其主要問題都與軟體有關，可以說軟體問題是F－35的首要技術風險。在MD政府問責局（GAO）的最新報告中認為，這款引起爭議的戰鬥機的成本超預算和不斷延期，最主要的原因就是因為軟體方面的挑戰和「一連串」測試延期。從大方向來看，綜合電力系統的智能管理系統最終必然會與整個艦艇的信息和作戰系統相關聯。特別是隨著高能脈衝武器的上艦，能源管理同時也會是武器和戰鬥管理的一大部分。講的誇張一點，未來殲星艦上面的電子系統估計就是這些系統的直接子孫。個人估計，這方面的改進和調整會是未來海軍艦艇戰鬥力形成的一個關鍵點。相關的程序猿和自動化工程獅，也會是未來戰鬥力的主要組成部分。結語：雄關漫道真如鐵，而今邁步從頭越八十多年前，當長征中的紅軍突破重重險阻，取得遵義會議後第一個大勝仗，踏上了從勝利走向勝利的征程後，毛澤東主席寫下了上面的詞句。經過幾代人的奮力追趕，伴隨著國家工業化和現代化的巨大進步，中國海軍也正在突破一個又一個看似不可能的技術難關。相比於曾經高不可攀的對手，中國海軍已經從望塵莫及追到部分望其項背、部分並駕齊驅，部分領先超越的新時代。馬院士和他的團隊，正是這個偉大傳奇中的出色一員。儘管在現有裝備存量上，與排名第一的對手相比，中國海軍還存在巨大的差距。但在未來發展上，一個是生氣勃勃的青年，一個是暮態已生的中老年，所以也就不用奇怪對手和其小弟們各種在不安、焦慮和恐懼驅使下的奇怪盲動了。我們所需要的就是像馬院士所說「必須抓住機遇，再拼個十年、二十年」，將良好的進步態勢轉化為可以制勝任何對手的實力優勢。正是依靠「衣帶漸寬終不悔」的精神，才能有「獨上高樓望盡天涯路」的成果。相信在不遠的未來，會有那麼一天，所當我們「驀然回首」，卻發現偉大的祖國已在那「燈火闌珊處」。

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