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复杂问题与综合方法(中)

2022-06-16刘卓军

中关村 2022年6期
关键词:子系统能源建设

刘卓军

复杂事物的本质是涉及的因素多、环节多、周期长、影响面大。随着全社会普遍重视对复杂问题的理性应对,对复杂性的认识也在更加深入和深刻,不会只局限于非线性、不稳定性和不确定性。

各类复杂问题的复杂程度当然存在不同,对之进行区别和辨识需要采用恰当的方法。没有谁不想拥有能对复杂事物实施有效应对和掌控的能力,但无论在水平的提升方面还是有效方法的掌握上,路途仍旧漫长、挑战依然巨大。在这个过程中,需要设法使人的主观认识尽可能地符合客观实际并对复杂事物本身持有敬畏之心,其中最为关键和本质的是要坚持实事求是的原则和态度。任何莽撞、任何急躁、任何任性都是不可取更是不可行的。

以电力系统为例,它涉及电力的使用和消费、电力的生产和传输、电力的存储和转换等等。概括起来,电力系统是由发电(源)、输电配电(网)、储电(储)和用电(荷)这四项内容组成的,其呈现出的复杂事物之特征极为明显,非常有代表性。

如果从物质、能量和信息三个要素维度进行考察的话,现代电力系统离不开它们中的任何一个。理论上,四项内容和三个要素的全部组合共有12种可能,然而实践中并非每一种情形都需要进行分析,至少不是每一种情形都需要付出同等程度的努力和代价去给予关注、去做系统思考。但随着技术的发展和需求的扩大,应当考虑的事情只能会更多,包括四项内容之间的关联组合,三个要素相互间的关联融合等,一定也都是不可回避的。

电力是以电能作为动力的能源,其发现和使用不过才150年左右的时间,但对人类社会发展所产生的作用却是根本性的、颠覆性的。为了实现人类社会高质量的持续发展,电力系统的升级演化在所难免。从微观和技术性角度看,这是专业性、行业性极强的挑战,需要相关领域的研究人员、技术人员及发明家和工程师们持续的创新贡献;从宏观和综合性的角度看,欲对“源网荷储”四项内容的综合概念做出系统性分析,有必要采用多元化的方式,即大众化的群策群力的参与。一个非常朴实的感悟是,推进“源网荷储”发展的根本目的是要打造高质量和高效益的电力生产与消费系统,而这个综合系统的打造必须依赖至少四个子系统的建设和融合。

电力系统的发展既是技术驱动的更是需求牵引的。换句话,生产必须围绕消费展开。没有需求,过量的供给是没有必要的。当然,需求是可以培育,这一点不可否认,总之需要对需求的变化做出恰当的预测分析。对“荷”这个子系统认识清楚了,才能对一个地区在一个选定的时期内对电力的消费总量及其结构有相应的了解和掌握。为此,需要对区域内人口的数量和结构以及发展变化趋势有所认识;需要对区域经济的类型和形态及发展规划和趋势有所认识;需要对区域的地理条件及水文和气象状况有所认识。

在对需求有比较清楚理解的前提下才能安排好电力的供应问题,才能比较合理地建设好“源”这个子系统。在这个过程中,同样要考虑很多问题,比如,发什么样的电,是火电、水电、风电还是太阳能电?由于电源和电荷的平衡匹配并非轻而易举,往往需要输电网络的助力才能解决好相应的输电和配电问题。就是说,“网”这个子系统的建设同样极为重要。

在发展经济过程中,为了平衡供给和需求关系,非常期望所采纳的生产与消费模式能导致呈现零库存的局面。然而,在电力系统中,无论借助网络如何实现电源与电荷的勾连,都很难达到最理想的平衡状态,甚至根本就不存在能保证达到此目的的理论。于是,“储”这个子系统的调解作用就显得缺其不可了。事实上,生产出的电力若没有被使用本质上就是一种浪费,将发出的“多余”电力进行转换或将其储存起来是非常好的处置方式。“储”的能力在需要时,还能通过“网”来补充“源”的暂时缺位。

概括起来,“源网荷储”作为一个综合体系,其打造和运行是典型的和复杂的系统工程。这样的体系之建设不但能提升电力系统的质量,而且还能提供众多的机会,这些机会既能惠及电力行业内部,也可以助力其他行业的发展。

从物质维度看,电力系统的建设一定会涉及必要的基础设施建设,必要的产品及产业链和供应链的支撑,必要的(技术)工具和新材料的提供,这其中都可以挖掘出发展的机会点。

从能量维度看,在电力系统建设和提升过程中,当然需要消耗必要的能量,尽管电力系统本身就是提供能源的。在经济发展过程中,电能与其他能量的相互转换及综合使用同样能创造新的需求,提出新的挑战,而挑战就蕴含着新的机遇。

从信息维度看,不论从微观、中观还是宏观的层面进行分析,信息都是电力系统建设运行的最好媒介。信息的恰当传递,信息处理工具的掌握和能力的增强,必然有助于电力系统质量的提升。

2021年,國家发改委、国家能源局联合印发的《关于推进电力源网荷储一体化和多能互补发展的指导意见》明确提到“源网荷储一体化”的建设安排,指出这是实现电力系统高质量发展、促进能源行业转型和社会经济发展的重要举措。

“源网荷储”几乎关联到经济和技术发展的方方面面。它带来的机遇和挑战是广泛的。比如,人工智能、数据科学与技术、新一代工业互联网、智慧能源体系建设、(新能源)汽车、行业发展咨询业、人才培育和培训、电力产业数字化(升级)等等,都有新的发展空间。即便局限于电力系统内部,源网荷储具有的包容性也是非常明显的,可以有不同规模和分成不同层次,只是体现其灵魂的“源”“网”“荷”“储”的四项内容一个都不能少。

目前“源网荷储一体化”在我国已有初步实践。中国产学研合作促进会大力支持由富能宝能源科技集团有限公司牵头,组织中国电力企业联合会科技开发服务中心、华电电力科学研究院有限公司、常德中科多源电力融合技术研究院、清华海峡研究院、华北电力大学等单位共同建设“中国电力源网荷储一体化协同创新平台”。其目的是通过平台的共创、共建、共享,有效推动电力源网荷储一体化和多能互补技术协同创新发展,为构建清洁低碳安全高效的新型电力系统和能源行业转型升级做好服务、探索和示范。

社会的进步和经济的发展离不开能源,在兑现双碳目标承诺的条件下,用安全的能源、干净的能源、便宜的能源、可持续的能源,源网荷储一体化建设将发挥重要作用。这不但是中国电力系统的发展机会,更是我们提升应对复杂问题能力的机会。

凡事预则立,不立则废。对复杂事物更要事先在深入研判的基础上制定出尽可能符合实际的可行方案,要有阶段目标和检查机制及反馈机制。对于复杂多变的问题,存在认识不到位的情况,因而初始方案不健全,过程中受到新出现问题的干扰,这都是正常的,因此,整体实施方案还要留有修正的机会,以充分发挥反馈机制的作用。这是综合方法区别于一般方法的重要之处,这一点尤其要得到充分重视。

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