用复杂科学管理思想协调电力、经济、环境之间的关系

一 引言

复杂科学管理创建者徐绪松教授指出，21世纪管理面临着新的时代特征：全球化、知识化、复杂性、临界性、和谐性，面对时代特征，提出了一系列观念、思维模式、理论所构成的知识体系，是21世纪新的管理思想。复杂科学管理指出，由于全球化，很多事情的依赖程度愈来愈深，互动关系愈来愈重，因此，不要去用分割式思维模式分析问题、解决问题，要改变思维模式——由分割式思维转变为系统思维。 　　我国大气污染呈现区域性、复合性、蔓延性趋势，已经成为世界上PM2.5污染最严重的地区。PM2.5富集各种重金属元素和有机污染物等致癌物质和基因毒性诱变物质，直接导致肺癌等疾病，还会引起大气酸雨、光化学烟雾等，危害非常严重，而二氧化硫、氮氧化物及烟尘又是形成PM2.5最重要的污染物。我国目前二氧化硫、氮氧化物排放是美国和欧盟28国的2到3倍，二氧化硫排放接近欧盟28个国的5倍左右，上述工业污染物中，火力发电占近48%。水能、风能、光能在我国能源结构中储量相对丰富，但富集区与需求区逆向分布，富集区当地电力需求不足，电力输送网络架构配置不合理，向电力需求去送点的外送渠道不够顺畅或者电力置换机制设计不到位，导致弃风、弃水、充光现象严重。这需要采用复杂科学管理的系统上午模式进行解决。 　

二 用复杂科学管理思想引导电力、经济、环境协调发展

　　图1 电力、经济、环境协调关系

复杂科学管理指出，管理系统中各子系统交互作用，产生了管理系统的复杂性，包括管理系统资源的多样性、异构性及非线性等。尤其是管理系统资源的多样性在电力、经济、环境协调发展中体现得非常明显。如关于电力生产与经济协调性需要分析：电能强度、电力弹性系数、清洁能源发电与总装机占比、清洁能源发电量与总发电量占比、清洁能源弃电量与应发电量占比、火电机组单位电量中污染物排放量等；如关于电力消费与环境绿色协调性，需要分析：在能源消费端以电力能源代替煤、油等常规终端能源，提高燃料使用效率、减少化石能源消耗的效果评价，包括电锅炉推广效果、电采暖推广效果、电动交通推广效果评价等；如关于电力、经济、环境绿色协调性，需要分析：电能替代度、电能价值密度、发电结构清洁度、发电运行清洁度、火电机组运行清洁度、电耗在单位GDP中能耗下占比、单位GDP中电耗下降率、火电机组单位电量二氧化硫/氮氧化物/烟尘排放值等。

三 用复杂科学管理思想构建不同发电单元之间协调置换机制

图2 不同发电单元之间置换关系

徐绪松教授提出，现代管理中需要采用复杂科学管理的整合论思想。不同类型电源投资成本不同，批复的上网发电价格不同，污染排放也不同，需要通过整合论思想构建发电单元合作机制来进行清洁能源发电机组与燃煤发电机组之间（光伏发电与燃煤发电之间、水火电之间、风火电之间、风水火电之间）的发电替代，降低环境污染排放。如燃煤电厂与清洁能源发电置换机制分析，主要包括：清洁能源发电利润与发电量、上网电价、政府补贴关系分析，燃煤电厂与清洁能源发电置换后减少的排放成本及利益分配分析等；区域之间发电置换机制分析，主要包括：不同区域燃煤电厂污染排放费率对比分析，不同区域各类电源上网电价对比分析，不同区域销售电价对比分析，区域之间输电价格分析，区域之间发电置换综合效益分析等。

四 用复杂科学管理思想构建发电供给端与用户消费端之间协调机制

图3 发电端与用户端之间协调关系

徐绪松教授提出，现代管理中需要采用复杂科学管理的互动论思想。电力用户群与发电单元通过互动可以形成参与调度的“虚拟电厂”：用户的让渡负荷（相当于发电出力）参加调度，进行向上、向下爬坡分析；参与实时市场、日前市场、合同市场、期货市场报价分析；具有让电出力的最大、最小值；用户群让电出力时能耗为零，排放为零，让电出力成本存在行业差别性、地域差别性、时间差别性分析；虚拟电厂可以参与备用容量市场、辅助服务市场的报价。再如，互动论可以用于售电商组织用户群需求响应减少发电端污染排放，电网高峰、低谷负荷差值越大造成发电能源浪费就越大；高峰负荷时需要调用大量的调峰机组，而调峰机组一般依次为抽水蓄能电站、燃煤、燃气机组；根据用电高峰段、平段、低谷段，对各时段分别制定不同的电价水平，鼓励用户集群主动改变消费行为和用电方式；分时电价将用电量从高峰段转移到平段或低谷段，减小电网峰谷差。再如，互动论可以用于电力用户直接购买清洁发电交易机制设计，风电、光伏发电具有间歇性、随机性等特点，对系统潮流控制、辅助服务调用、短路电流控制、电能质量保证等，需要增加夜间风电消纳、白天太阳能发电消纳；清洁能源发电企业与大用户集群直接交易，成交结果和价格需要供需双方协商或者报价；大用户集群需要按照电压等级、用电容量等特性来确定；清洁发电企业参与市场竞争的发电量份额需要逐步增加；交易类型可由中长期交易逐步扩展到短期交易等。再如，互动论可以用于减小电网尖峰的用户尖峰电价或可中断电价分析。根据用电尖峰段，制定尖峰电价，鼓励用户集群主动改变消费行为和用电方式，将一部分用电量从尖峰段转移到平段或低谷段，减小电网尖峰；通过中断电价激励或者补偿，在系统峰值时或紧急状态下用户按照合同规定中断或削减负荷，可提高电网负荷率，同时使发电机组经济稳定运行。