基于系统思维的电力需求侧管理研究

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1、基于系统思维的电力需求侧管理研究1、引言在《系统思维漫谈》一书中提到人类社会进入了21世纪，全球面对许多共同的难题，需要科学的整合与人类的合作，整体性思维则是基础。系统思维将白然、人类与社会作为复杂适应性系统，认识客观世界的整体性，提出了解决复杂问题的思维方法；对人类自然科学与人文科学的整合进行了初步尝试，强调以问题为中心构建知识系统与团队的合作。系统思维，在批界思想发展史上，人体上分三个阶段。第一阶段，就是古代的比较朴素的、原始的一种整体思想。希腊的亚里士多徳提出的，整体大于部分Z和，整体转移的思想,四种耍素的“四因论”。中国也有，老子提出的道生一，一生二，二

2、生三，三生万物。金木水火土等等，都是中国古代的一种系统思维，整体思维，中医、中药、针灸等等，都贯穿了整体的系统思想。到了17世纪、18世纪宜到19世纪，整体思想发展到一个分析思维。就是说把事物从大的分成小的，再分切成小的，一直分下去，分到什么程度，最后问题得到解决。这个思维对世界上的科学技术发展起到非常巨大的推动作用。电力需求侧管理是一项系统工程，木文尝试用系统思维方法的进行分析研究。2、电力需求侧管理产生的历史背景木文将《“闭环开路”原理在西部生态经济建设屮的应用》一文屮建立的“闭环开路”思想应用于能源系统。2.1“闭环”，“开环”思想介绍系统控制理论一般将系

3、统分为“开环”系统与“闭环”系统2类。“开坏”系统指系统输岀对系统输入无任何影响或反馈，系统输入是基于系统所要实现的目标和人们对系统的先验认识（见图1）,可以预期若系统一旦受到T扰，或人们事先对系统不完全了解，系统输出就可能偏离期望值。扰输入1输出►系统►图1开环系统图“闭环”系统也叫反馈系统，指系统输出信息会反馈给系统输入，系统根据反馈信息调节运行过程（见图2）。「扰输入系统M*输出反馈图2闭环系统图将系统控制理论中的“开环”、“闭环”控制原理应用于能源系统与人类社会系统进化发展的研究和分析，形成了系统进化的“闭路开坏”控制原理。所谓“闭路”指能源系统与人类社

4、会系统衣进化、演替过程屮，尽可能把对外界环境的污染和破坏等恶性后果消化在系统演进过程之内；所谓“开环”指系统把良性结果（表现为物质、能量、信息等）输出到系统之外。即输人到其他系统或其他系统组合。上述2种方式耦合在一起形成系统（如图3）。2.2能源系统对其他系统的影响分析（1）能源系统对丁•经济系统有较大的影响。一般而言，当能源价格较低吋，经济增长速度较快，反之，当能源价格偏高时，经济增长就会放慢。20世纪50〜60年代，西方发达国家实行的能源“流体化革命”为它们的经济发展带来了空前的繁荣。70年代的能源危机，又把它们从经济高速增长的势头上拉了下来。经济系统的发展

5、不畅也会制约能源系统的发展。能源系统的发展扩张和维护需要人量的资金支持。（2）能源系统的物质基础是自然资源系统。当能源资源的消费速度远远超过能源的可再生速度。有限的储量和无限的需求使发牛全球性或地区性能源危机的可能性依然存在（两次海湾战争就是最好的例证）。目前，石油、天然气、煤炭等可燃矿物燃料占世界能源消费的90%。据2004年末测算，世界煤炭可采期限为204年，石油是41年，天然气是61年。（3）能源系统对生态环境系统的影响分析。能源为人类社会创造『现代物质文明和精神文明，同时在能源开发和利用过程屮形成的负面效应也引起了人们越来越多的忧虑和警惕。可燃矿物燃料燃

6、烧后的排放物対环境的污染，正在F1趋严重地威胁着地球的健康及支持地球牛•命的生态系统。CO》是导致温室效应的主要温室气体。SO?和NOx不但是构成酸雨的主要來源,而11是导致肺心病的罪魁祸首。1952年12月高浓度的SO?和烟气粉尘笼罩伦敦上空，4000多人丧住于导致呼吸衰竭的“杀人烟雾”。有资料显示，美国的人气排放物中，有三分Z—的C02和NOx、三分Z二的S02来自火力发电厂。2.3外界负面干扰因素是DSM产生的导火索20世界70年代岀现的对能源系统的外界负面干扰因索，诸如，1973年10月6H爆发的第四次中东战争引发了震撼全球的笫一次世界能源危机。引发了1

7、974-1975年的世界经济危机。止是这个时候，人们认识到以往单纯通过增加对能源系统的输入（增加对自然矿物资源、资金、土地资源等）来加大能源系统的输出满足经济系统的需求，这种方式加大了对牛•态环境的破坏，加大了対自然资源的依赖，随着过渡开发容易导致自然资源対能量系统的限制从流量限制过渡到存量限制。这种方式不满足人类社会可持续发展的要求。通过DSM技术可以提高能源系统的白身调解能力，减少经济系统对能源的依赖，同时，DSM技术可以进一步开发能源系统的输入因索，提高能源系统的供给能力的同时提高系统抵御外界干扰的能力等。3、电力需求侧管理的定义及系统构成DSM是在政府法

8、规和政策的支持F，采取有