褚 燕，莊 峻

(1.國網(wǎng)上海市電力公司電力科學(xué)研究院，上海 200437；2.銳珂(上海)醫(yī)療器材有限公司，上海 201206)

基于自組織理論的我國智能電網(wǎng)可持續(xù)發(fā)展路徑研究

褚 燕1，莊 峻2

(1.國網(wǎng)上海市電力公司電力科學(xué)研究院，上海 200437；2.銳珂(上海)醫(yī)療器材有限公司，上海 201206)

基于自組織理論，構(gòu)建我國智能電網(wǎng)的產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)，并分析設(shè)計(jì)了基于功能區(qū)域劃分的智能電網(wǎng)可持續(xù)發(fā)展路徑選擇模式，進(jìn)而對(duì)我國智能電網(wǎng)提出了區(qū)域性可持續(xù)發(fā)展建議。

自組織理論；智能電網(wǎng)；產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)；可持續(xù)發(fā)展

區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展差異大，能源資源分布很不平衡，人均資源少，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、消費(fèi)結(jié)構(gòu)、經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)模式及電源電網(wǎng)發(fā)展?fàn)顩r等都有著自身的階段性特點(diǎn)。我國能源工業(yè)要實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，可通過智能電網(wǎng)建設(shè)來轉(zhuǎn)變電網(wǎng)發(fā)展方式，進(jìn)而促進(jìn)能源開發(fā)、輸送和利用方式的轉(zhuǎn)變，以緩解我國日益突出的能源安全、效率與環(huán)境問題。

我國發(fā)展智能電網(wǎng)的驅(qū)動(dòng)主要來自電力需求呈快速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)、電力用戶對(duì)供電可靠性、電能質(zhì)量及多元化服務(wù)的要求越來越高、可再生清潔能源開發(fā)力度不斷加大、整體網(wǎng)架結(jié)構(gòu)相對(duì)薄弱，配電網(wǎng)自動(dòng)化水平較低、以及電力行業(yè)自身可持續(xù)發(fā)展的需要。智能電網(wǎng)的發(fā)展，促進(jìn)電網(wǎng)輸電效率和電能終端使用效率的提高，帶動(dòng)水電、風(fēng)能及太陽能等清潔能源規(guī)模化開發(fā)利用，據(jù)估算，到2020年，可減排CO213.8億t，節(jié)約標(biāo)煤4.7億t[8]。 此外，智能電網(wǎng)建設(shè)在拉動(dòng)我國經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和勞動(dòng)就業(yè)也發(fā)揮著重大作用。

智能電網(wǎng)是實(shí)施新的能源戰(zhàn)略和優(yōu)化能源資源配置的重要平臺(tái)，提高能源利用效率，可實(shí)現(xiàn)清潔能源的大規(guī)模接入與利用，確保安全、可靠、優(yōu)質(zhì)的電力供應(yīng)。因而，在考慮我國智能電網(wǎng)可持續(xù)發(fā)展路徑選擇上，將基于區(qū)域自然資源和能源資源稟賦，發(fā)揮區(qū)域比較優(yōu)勢(shì)，因地制宜地促進(jìn)智能電網(wǎng)的可持續(xù)發(fā)展。

1 自組織理論與可持續(xù)發(fā)展

自組織理論作為一種系統(tǒng)理論，其全新的理論體系和思維方法為人與環(huán)境問題的分析解決提供了研究框架，其主要研究對(duì)象是復(fù)雜自組織系統(tǒng)的形成和發(fā)展機(jī)制問題，比如生命系統(tǒng)和社會(huì)系統(tǒng)，研究這些系統(tǒng)在一定條件下，如何自動(dòng)地從無序走向有序，從低級(jí)有序走向高級(jí)有序。

產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)是一類自組織系統(tǒng)，具有多樣性、開放性和要素之間非線性關(guān)系等特征。自組織系統(tǒng)形成必須滿足三個(gè)條件：必須有三個(gè)以上的系統(tǒng)組成要素、要素之間呈非線性關(guān)系和系統(tǒng)具有開放性。因?yàn)樽越M織理論認(rèn)為，復(fù)雜非均衡開放系統(tǒng)，與外界進(jìn)行能量、信息和物質(zhì)交換過程中，有可能通過眾多的系統(tǒng)基本組成要素之間的相互作用，在系統(tǒng)層次上自發(fā)形成高級(jí)的有序結(jié)構(gòu)。高級(jí)有序結(jié)構(gòu)的形成是由系統(tǒng)內(nèi)部固有的特性和相互作用關(guān)系來決定的，不是由外在的設(shè)計(jì)所決定。因而，這種系統(tǒng)自組織演化的動(dòng)力來源于系統(tǒng)內(nèi)部各個(gè)子系統(tǒng)之間的競(jìng)爭(zhēng)和協(xié)同，而不是外部指令。

產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)達(dá)到自組織運(yùn)作狀態(tài)或總體趨勢(shì)時(shí)，系統(tǒng)就達(dá)到了可持續(xù)發(fā)展。系統(tǒng)要素相互作用形成動(dòng)態(tài)平衡態(tài)勢(shì)決定了自組織系統(tǒng)能否有序演化[1]。單獨(dú)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展或社會(huì)發(fā)展或生態(tài)持續(xù)都不是可持續(xù)發(fā)展，可持續(xù)發(fā)展是社會(huì)、經(jīng)濟(jì)與自然的協(xié)調(diào)發(fā)展，其本質(zhì)就是建立人與環(huán)境之間呈動(dòng)態(tài)平衡態(tài)勢(shì)上的發(fā)展。產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)呈多樣性特征，其是由自然、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)等多因素組成的復(fù)合系統(tǒng)，這些因素之間既相互聯(lián)系又相互獨(dú)立，既相互支持又相互制約，既相互作用又共同變化。產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的要素之間關(guān)系呈非線性特征，產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)自然、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)三個(gè)子系統(tǒng)的非線性關(guān)系組成為耗散結(jié)構(gòu)，此外，由于該系統(tǒng)的開放性，作為負(fù)熵如資金、先進(jìn)的管理思想方法等引入系統(tǒng)，子系統(tǒng)之間通過系統(tǒng)內(nèi)的非線性關(guān)系發(fā)生協(xié)同作用，相互促進(jìn)，相互配合，系統(tǒng)不斷從無序變?yōu)橛行?，從低?jí)有序變?yōu)楦呒?jí)有序，使得系統(tǒng)具有來各子系統(tǒng)不具有的新功能，子系統(tǒng)間達(dá)到和諧一致的自組織狀態(tài)，產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)化到新的動(dòng)態(tài)平衡，系統(tǒng)就達(dá)到了可持續(xù)發(fā)展?fàn)顟B(tài)。

2 基于自組織理論的智能電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)建

產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)是各類產(chǎn)業(yè)組織之間、產(chǎn)業(yè)組織與其外部環(huán)境之間通過相互作用、相互影響而形成的相互依存的動(dòng)態(tài)平衡系統(tǒng)。產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)是具有一定結(jié)構(gòu)和功能的有序體系，是不斷演進(jìn)的動(dòng)態(tài)平衡系統(tǒng)，是具有自我調(diào)節(jié)機(jī)制的開放系統(tǒng)[2,3]。政府、電網(wǎng)公司、發(fā)電企業(yè)、終端用戶、裝備和服務(wù)供應(yīng)商、協(xié)會(huì)和科研支持機(jī)構(gòu)以及金融機(jī)構(gòu)等利益相關(guān)方共同組成了我國智能電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的生態(tài)系統(tǒng)。

針對(duì)我國智能電網(wǎng)“政府主導(dǎo)，電網(wǎng)公司、發(fā)電企業(yè)、終端用戶作為實(shí)施核心，科研機(jī)構(gòu)、設(shè)備與服務(wù)提供商、金融機(jī)構(gòu)作為發(fā)展支撐”的產(chǎn)業(yè)格局，和新型清潔能源、儲(chǔ)能、電動(dòng)汽車構(gòu)建基于智能電網(wǎng)的良好產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)可持續(xù)發(fā)展。各利益相關(guān)方以智能電網(wǎng)為紐帶組成了一個(gè)完整的產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有明顯的共生關(guān)系(見圖1)，其中政府、發(fā)電企業(yè)、電網(wǎng)企業(yè)和終端用戶處于主導(dǎo)地位，其對(duì)智能電網(wǎng)的態(tài)度與行動(dòng)直接關(guān)系到智能電網(wǎng)能否順利推進(jìn)，裝備和服務(wù)供應(yīng)商、協(xié)會(huì)和科研機(jī)構(gòu)和金融機(jī)構(gòu)處于輔助地位，其可替代性和競(jìng)爭(zhēng)性較強(qiáng)，但他們對(duì)智能電網(wǎng)的推進(jìn)速度和發(fā)展質(zhì)量具有一定影響。智能電網(wǎng)的可持續(xù)發(fā)展要求照顧到各方的利益，否則任何一方持消極態(tài)度都將阻礙智能電網(wǎng)順利發(fā)展。

圖1 智能電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)

在我國智能電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中，政府處于核心支配地位，也是智能電網(wǎng)發(fā)展最大的受益者，須設(shè)計(jì)良好的生態(tài)系統(tǒng)運(yùn)行機(jī)制和利益分配機(jī)制，既能促進(jìn)智能電網(wǎng)的可持續(xù)發(fā)展，又能實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)利益相關(guān)方的共贏，從而強(qiáng)化產(chǎn)業(yè)吸引力，形成集聚效應(yīng)有助于其多項(xiàng)執(zhí)政目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)；電網(wǎng)公司和發(fā)電企業(yè)是智能電網(wǎng)的實(shí)施主體，對(duì)于處于自然壟斷地位的電網(wǎng)公司，應(yīng)加強(qiáng)規(guī)劃引導(dǎo)和行政監(jiān)管，使智能電網(wǎng)建設(shè)想著全社會(huì)利益最大化的方向發(fā)展，而對(duì)于有限競(jìng)爭(zhēng)的發(fā)電企業(yè)，應(yīng)通過行政與市場(chǎng)相結(jié)合的手段，激發(fā)其開發(fā)利用新型清潔能源的積極性；但智能電網(wǎng)發(fā)展對(duì)其經(jīng)濟(jì)利益的實(shí)現(xiàn)影響不明朗；終端用戶是智能電網(wǎng)的較大受益者，應(yīng)加強(qiáng)節(jié)能和智能用電宣傳，加深用戶對(duì)智能電網(wǎng)便利性和經(jīng)濟(jì)性的了解，擴(kuò)大終端市場(chǎng)對(duì)智能電網(wǎng)的需求，進(jìn)而由智能電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)智能用電、深度參與電網(wǎng)互動(dòng)和節(jié)約電費(fèi)支出；裝備和服務(wù)供應(yīng)商、協(xié)會(huì)和科研機(jī)構(gòu)、金融機(jī)構(gòu)均屬智能電網(wǎng)的支撐服務(wù)部門，其均可從智能電網(wǎng)發(fā)展中獲益，應(yīng)在補(bǔ)貼支持的基礎(chǔ)上，充分引入競(jìng)爭(zhēng)，提高支撐服務(wù)市場(chǎng)運(yùn)行效率和成果產(chǎn)出水平，但這只是其收益的一部分，對(duì)其整體經(jīng)營格局影響有限。智能電網(wǎng)的可持續(xù)發(fā)展有利于智能電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展壯大，也有利于各利益相關(guān)方的利益實(shí)現(xiàn)。

3 基于功能區(qū)域劃分的我國智能電網(wǎng)可持續(xù)發(fā)展路徑選擇模式設(shè)計(jì)

3.1 我國能源功能區(qū)劃分

基于能源功能區(qū)分類依據(jù)[4-6]，綜合考慮社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、環(huán)境制約、能源資源、消費(fèi)行為和用能技術(shù)和等多約束要素，設(shè)計(jì)基于能源功能區(qū)的智能電網(wǎng)路徑選擇模式。基于能源數(shù)量和流動(dòng)情況，考慮經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境和技術(shù)等要素條件，可把我國劃分為以下五大區(qū)域。

第Ⅰ區(qū)為能源強(qiáng)輸入?yún)^(qū)。主要包括京津冀、長(zhǎng)三角地區(qū)、福建、珠三角地區(qū)(廣東省)、廣西、海南和湖北，集中分布于我國東部地區(qū)。

第Ⅱ區(qū)為能源基礎(chǔ)輸入?yún)^(qū)。包括湖南和江西(中部)、山東和遼寧省(東部)，主要分布于我國中部和東部地區(qū)。

第Ⅲ區(qū)為能源供需平衡區(qū)。主要包括安徽和河南(中部)、貴州和甘肅(西部)，主要分布于我國中、西部地區(qū)。

第Ⅳ區(qū)為能源基礎(chǔ)保障區(qū)。主要包括重慶和云南(西南)、內(nèi)蒙古和天津(華北)、青海與寧夏(西北)，主要分布于我國西南、華北和西北地區(qū)。

第Ⅴ區(qū)為能源強(qiáng)保障區(qū)。主要包括四川省(西南)、黑龍江和吉林(東北)，山西省(華北)，新疆和陜西省(西北)，集中分布于我國西南地區(qū)和“三北”地帶。

持續(xù)到21世紀(jì)中葉，電能消費(fèi)仍集中分布于中國東部沿海經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)，電能對(duì)外依存度最高的區(qū)域也集中分布在該地區(qū)。而電能供給則集中分布在東北、華北與西北區(qū)，而電能對(duì)外依存度最小的省份也主要分布于此。

3.2 我國智能電網(wǎng)可持續(xù)發(fā)展路徑選擇模式

(1)能源強(qiáng)輸入?yún)^(qū)須注重電力能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化與多元化

能源強(qiáng)輸入?yún)^(qū)以北京、天津、江蘇、上海、浙江、福建、廣東為代表，主要位于我國東部沿海地區(qū)，區(qū)位優(yōu)勢(shì)顯著。由于能源強(qiáng)輸入?yún)^(qū)承擔(dān)著率先發(fā)展、輻射全國的重任，在我國經(jīng)濟(jì)中占據(jù)主導(dǎo)地位，因而，保障該區(qū)域能源可持續(xù)發(fā)展是維持我國經(jīng)濟(jì)穩(wěn)健發(fā)展的基本前提。在該區(qū)里，煤炭資源儲(chǔ)量十分匱乏，但是新能源與可再生能源卻較為豐富，例如福建、江蘇、浙江、廣東與廣西五省位于沿海風(fēng)能與太陽能豐富帶，且為中國核電重點(diǎn)布局區(qū)，且湖北省擁有十分豐富的水能資源；湖北、江蘇、廣東和廣西擁有較為豐富的可供利用的廢水與垃圾等非糧生物質(zhì)資源。

屬于能源強(qiáng)輸入?yún)^(qū)的地區(qū)，著力構(gòu)建可持續(xù)發(fā)展的智能電網(wǎng)時(shí)，需立足于本地優(yōu)勢(shì)電力能源資源和區(qū)位優(yōu)勢(shì)，服務(wù)于該區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展長(zhǎng)遠(yuǎn)需求，要充分利用區(qū)外來電，加大本地新能源開發(fā)，加強(qiáng)智能電網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)和用電側(cè)智能化建設(shè)。其一，充分發(fā)揮本區(qū)資本與技術(shù)優(yōu)勢(shì)，積極挖掘本地優(yōu)勢(shì)電力能源資源潛力，最大程度地優(yōu)化電源結(jié)構(gòu)，不斷提升新能源發(fā)電比重，大力開發(fā)與利用風(fēng)電、太陽能、核電等新能源和非糧生物質(zhì)能等與可再生能源，增強(qiáng)本地電力自我保障供應(yīng)能力；其二，充分利用中西部能源資源，加強(qiáng)建設(shè)“西氣東輸”和“西電東送”等通道，，加大用于電力調(diào)峰和應(yīng)急備用電源的天然氣分布式電源和儲(chǔ)能系統(tǒng)建設(shè)，實(shí)現(xiàn)國內(nèi)能源資源的優(yōu)化配置；其三，由于本區(qū)聚集各類高端人才，充分利用本區(qū)的人才優(yōu)勢(shì)，聚焦新能源服務(wù)產(chǎn)業(yè)，著力建設(shè)智能電網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)、裝備制造的研發(fā)基地；最后，本區(qū)的城鎮(zhèn)化水平50%以上，高于全國水平，且居民生活水平較高，互聯(lián)網(wǎng)普及度高，在大力推廣用戶側(cè)智能表計(jì)的基礎(chǔ)上，加強(qiáng)智能用電建設(shè)和需求側(cè)響應(yīng)技術(shù)的應(yīng)用，推動(dòng)支撐電動(dòng)汽車發(fā)展的電網(wǎng)技術(shù)，加強(qiáng)相應(yīng)的示范工程建設(shè)。

(2)能源基礎(chǔ)輸入?yún)^(qū)屬于次強(qiáng)輸入?yún)^(qū)，須關(guān)注電力能源結(jié)構(gòu)多元化和本地化發(fā)展

根能源資源稟賦狀況特，能源基礎(chǔ)輸入?yún)^(qū)主要分布于我國膠東半島、遼東半島環(huán)渤海灣地區(qū)及長(zhǎng)江中游地區(qū)，擁有較豐富的可再生能源、新能源與非可再生能源。例如山東與遼寧有較為豐富的煤炭和油氣資源，太陽能、風(fēng)能及非糧生物質(zhì)能也較為豐富，遼寧有著較豐富的水能資源，山東卻較為缺乏，兩省且均有核電布局；湖南和江西擁有較豐富的水能、太陽能及非糧生物質(zhì)能資源，較缺乏非可再生能源，不適宜開發(fā)風(fēng)能資源。因而，該區(qū)的主要任務(wù)是實(shí)現(xiàn)電力能源資源的本地化和結(jié)構(gòu)多元化。

在能源輸入?yún)^(qū)域，為實(shí)現(xiàn)東北與華北地區(qū)能源資源的優(yōu)化配置，應(yīng)加強(qiáng)建設(shè)能源管網(wǎng)與通道，促進(jìn)華北與東北能源資源向本區(qū)域的有效流動(dòng)；如果本地區(qū)具有較豐富的可再生能源與新能源、可再生能源，應(yīng)積極開發(fā)具有比較優(yōu)勢(shì)的太陽能、風(fēng)能及非糧生物質(zhì)能。此外，充分利用液化天然氣進(jìn)口的有利區(qū)位，建設(shè)作為常規(guī)電源的滿足本地用電需求的燃?xì)怆姀S，鼓勵(lì)建設(shè)發(fā)展大規(guī)模儲(chǔ)能系統(tǒng)，在實(shí)現(xiàn)滿足本地電力需求自我供給的基礎(chǔ)上，逐步構(gòu)建外向型電力供應(yīng)體系。在能源輸入?yún)^(qū)域，如果本地區(qū)僅擁有較豐富的可再生能源，走本地化發(fā)展是保障該地區(qū)電能供應(yīng)安全的關(guān)鍵，應(yīng)著力于本地能源資源優(yōu)勢(shì)，大力開發(fā)具有比較優(yōu)勢(shì)的水電、太陽能和非糧生物質(zhì)能，促進(jìn)間歇式能源并網(wǎng)，發(fā)展大規(guī)模儲(chǔ)能系統(tǒng)，增強(qiáng)本地區(qū)電力供應(yīng)安全，從而增強(qiáng)本地區(qū)電能可持續(xù)性。

(3)能源供需平衡區(qū)屬于電力能源自給自足區(qū)域，須關(guān)注電力能源替代與結(jié)構(gòu)優(yōu)化

能源供需平衡區(qū)分布于我國內(nèi)陸，由于該區(qū)擁有較為豐富的可再生能源和非可再生能源，基本上能實(shí)現(xiàn)電力供需上自給自足，因而，該區(qū)電力能源的可持續(xù)發(fā)展核心在于優(yōu)化電源結(jié)構(gòu)，大力發(fā)展可再生能源和新能源發(fā)電，不斷提升清潔能源及可再生能源發(fā)電對(duì)火力發(fā)電的替代力度。

處于能源供需平衡區(qū)的地區(qū)的城鎮(zhèn)化率低于40%，城鎮(zhèn)化水平較低，經(jīng)濟(jì)發(fā)展和居民生活質(zhì)量水平較低。隨著該區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展，必然會(huì)帶來用電量的大幅提升。因而，實(shí)現(xiàn)該區(qū)能源可持續(xù)發(fā)展的核心是促進(jìn)可再生能源與新能源發(fā)電替代火力發(fā)電，不斷優(yōu)化電源結(jié)構(gòu)，以解決電力能源可持續(xù)發(fā)展可能導(dǎo)致的能源生產(chǎn)與消費(fèi)過程中的環(huán)境問題，保持該區(qū)域電力供應(yīng)自給自足。根據(jù)所擁有的能源資源稟賦特點(diǎn)，處于本地區(qū)的省份需選擇依托具有比較優(yōu)勢(shì)的太陽能、水能及非糧生物質(zhì)能資源，加大可再生能源對(duì)煤炭非可再生能源的替代力度，大力發(fā)展太陽能熱利用、光電、水電等，不斷優(yōu)化電源結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模間歇式風(fēng)能并網(wǎng)，發(fā)展大規(guī)模儲(chǔ)能系統(tǒng)，努力建設(shè)大型風(fēng)電基地或大型光伏發(fā)電基地，在保障電力供應(yīng)能力的基礎(chǔ)上，不斷提升電力供應(yīng)質(zhì)量。

(4)能源基本保障區(qū)屬于電力能源次強(qiáng)輸出區(qū)，作為區(qū)域電能安全緩沖區(qū)

能源基本保障區(qū)在我國電力能源供應(yīng)體系中屬電力能源資源次強(qiáng)輸出區(qū)，其電力能源供給存在大量盈余，作為周邊區(qū)域電能的安全緩沖區(qū)。

能源基本保障區(qū)擁有較豐富的可再生能源或非可再生能源資源，挖掘所在該區(qū)的各省具有比較優(yōu)勢(shì)的電力能源資源潛力，煤炭比較豐富的地區(qū)，不斷提高火力發(fā)電的電煤轉(zhuǎn)化效率，提高最大發(fā)電利用小時(shí)數(shù)，同時(shí)加強(qiáng)天然氣或水電的發(fā)電比例，提升新能源發(fā)電比重，如在內(nèi)蒙古、青海和寧夏太陽能與風(fēng)能資源十分豐富的地方，加強(qiáng)建設(shè)發(fā)展大型風(fēng)電基地或大型光伏發(fā)電基地。因而，當(dāng)前該區(qū)域需加強(qiáng)電力傳輸通道與管網(wǎng)建設(shè)力度，暢通該區(qū)電能外輸渠道，促進(jìn)該區(qū)電能資源在周邊區(qū)域范圍內(nèi)有效配置，更好地服務(wù)于周邊區(qū)域電力需求。

(5)能源強(qiáng)保障區(qū)作為電能安全保障區(qū)，屬于電能強(qiáng)輸出區(qū)

能源強(qiáng)保障區(qū)屬于電能凈輸出區(qū)，且電能外輸幅度最大，集中分布于我國“三北”和西南地區(qū)。該區(qū)作為國家電力能源基地和電力能源安全保障區(qū)。

能源強(qiáng)保障區(qū)是我國非可再生能源與可再生能源的大型供應(yīng)基地，擁有十分豐富的新能源、非可再生能源和可再生能源資源。首先，積極開發(fā)水電、火電、光電，風(fēng)電、因?yàn)樵搮^(qū)擁有具有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)的水能、煤炭、太陽能、風(fēng)能以及非糧生物質(zhì)能源資源，等。如山西、陜西和新疆的煤炭資源均極為豐富，四川次之。其次，進(jìn)一步挖掘非可再生能源資源潛力的同時(shí)，大力發(fā)展可再生能源發(fā)電并網(wǎng)，大力發(fā)展大規(guī)模儲(chǔ)能系統(tǒng)，不斷優(yōu)化電力能源供應(yīng)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)非可再生能源與可再生能源的有序結(jié)合，提高本地新能源或可再生能源電能質(zhì)量，快速增強(qiáng)本區(qū)域新能源或可再生能源電力對(duì)外輸送能力。在油氣方面，四川、新疆和陜西有著豐富的天然氣資源，黑龍江和吉林次之，均具有可用于發(fā)電的水能、太陽能和非糧生物質(zhì)能資源均較豐富，且除四川之外，五省風(fēng)能資源也十分豐富。第三，立足于更好地服務(wù)于我國電力能源的長(zhǎng)遠(yuǎn)需求，保證國家電力能源安全，該區(qū)應(yīng)加強(qiáng)建設(shè)電力輸出管網(wǎng)與通道，發(fā)揮本地能源資源潛力，促進(jìn)“三北”與西南的電力能源資源和電能資源向中、東部的有效流動(dòng)，實(shí)現(xiàn)“三北”和西南地區(qū)電力能源資源和電能資源在我國各區(qū)域間的優(yōu)化配置。

4 我國智能電網(wǎng)區(qū)域性可持續(xù)發(fā)展建議

我國智能電網(wǎng)的可持續(xù)發(fā)展必須充分考慮我國的區(qū)域差異性和各利益相關(guān)方的利益實(shí)現(xiàn)，致力于建立良好的產(chǎn)業(yè)生態(tài)環(huán)境。結(jié)合上述基于能源功能區(qū)的智能電網(wǎng)路徑選擇模式，對(duì)我國智能電網(wǎng)提出區(qū)域性可持續(xù)發(fā)展建議。

(1)能源強(qiáng)輸入?yún)^(qū)

能源強(qiáng)輸入?yún)^(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平較高，用電量大，但本區(qū)發(fā)電量較低，相當(dāng)一部分電力需求需要區(qū)外輸入支持。此類地區(qū)的智能電網(wǎng)可持續(xù)發(fā)展應(yīng)側(cè)重輸配側(cè)和用電側(cè)，并利用本地區(qū)的人才、技術(shù)和資金優(yōu)勢(shì)，開展智能電網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)與設(shè)備研發(fā)，依托智能電網(wǎng)充分開發(fā)本地清潔能源，實(shí)現(xiàn)能源資源的本地化和來源的多元化。

(2)能源基礎(chǔ)輸入?yún)^(qū)

能源基礎(chǔ)輸入?yún)^(qū)經(jīng)濟(jì)相對(duì)發(fā)達(dá)，用電量大，本區(qū)傳統(tǒng)化石能源和新型清潔能源儲(chǔ)量中等，在用電高峰期部分電力負(fù)荷需要區(qū)外支持。此類地區(qū)的智能電網(wǎng)可持續(xù)發(fā)展應(yīng)側(cè)重輸配側(cè)和用電側(cè)，并充分挖掘本地新型清潔能源發(fā)電潛力，實(shí)現(xiàn)能源來源的多元化與能源供應(yīng)的本地化。

(3)能源供需平衡區(qū)

能源供需平衡區(qū)能源資源比較豐富，經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)，用電量較低，電力供需基本可以達(dá)到區(qū)內(nèi)平衡，但是本地區(qū)人口眾多，經(jīng)濟(jì)發(fā)展?jié)摿Υ?，隨著區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展，電力需求有望大幅提升。此類地區(qū)的智能電網(wǎng)可持續(xù)發(fā)展應(yīng)側(cè)重輸配側(cè)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化，并不斷提升可再生能源對(duì)非可再生能源的替代力度，為今后用電需求提升做好準(zhǔn)備。

(4)能源基礎(chǔ)保障區(qū)

能源基礎(chǔ)保障區(qū)的主要職責(zé)和功能是作為周邊區(qū)域電能的安全緩沖區(qū)，此類地區(qū)的智能電網(wǎng)可持續(xù)發(fā)展應(yīng)側(cè)重輸電智能和新型清潔能源開發(fā)利用，為我國能源資源的大范圍調(diào)配提供通道保障。

(5)能源強(qiáng)保障區(qū)

能源強(qiáng)保障區(qū)能源資源十分豐富，其首要職責(zé)和功能是作為國家電力能源基地和電力能源安全保障區(qū)屬于電能凈輸出區(qū)，且電能外輸幅度最大，此類地區(qū)的智能電網(wǎng)可持續(xù)發(fā)展應(yīng)側(cè)重發(fā)電智能和新型清潔能源大規(guī)模利用，保障我國現(xiàn)在及未來的能源安全。

5 結(jié)語

智能電網(wǎng)的可持續(xù)發(fā)展作為影響能源體系重塑的重要問題之一，可持續(xù)發(fā)展路徑是實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)發(fā)展的重要途徑，良好的生態(tài)系統(tǒng)運(yùn)行機(jī)制和利益分配機(jī)制，既能促進(jìn)智能電網(wǎng)的可持續(xù)發(fā)展，又能實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)利益相關(guān)方的共贏，從而強(qiáng)化產(chǎn)業(yè)吸引力，形成集聚效應(yīng)，對(duì)提高智能電網(wǎng)的可持續(xù)性發(fā)展具有重要意義。

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(本文編輯：楊林青)

Research on Smart Grid Sustainable Development Path in China Based on Self-Organization Theory

CHU Yan1, ZHUANG Jun2

(1.State Grid Electric Power Research Institute, SMEPC, Shanghai 200437, China; 2. Reike (Shanghai) Medical Equipment Co., Ltd., Shanghai 201206, China)

Based on self-organization theory, this paper constructs the industrial ecosystem of the smart grid in China, analyzes and designs the smart grid sustainable development route choice model based on division of function regions, and then puts forward suggestions on the regional sustainable development of smart grid in China.

self-organization theory; smart grid; industrial ecosystem; sustainable development

10.11973/dlyny201606011

褚 燕(1976)，女，博士，研究方向?yàn)殡娏?jīng)濟(jì)、電價(jià)研究、管理決策等。

TM76

A

2095-1256(2016)06-0716-05

2016-08-31