[科普中國]-能源系統(tǒng)

能源系統(tǒng)，可以分為運(yùn)輸和固定兩個(gè)分系統(tǒng)，每個(gè)系統(tǒng)內(nèi)的供應(yīng)、需求和分配設(shè)施都是高度相適配的。但相互之間卻是獨(dú)立的。

簡(jiǎn)介我們需要對(duì)一些重要研究領(lǐng)域進(jìn)行深入研究，如提高能源利用效率，將電力輸送、分配和存儲(chǔ)系統(tǒng)與各種可再生能源進(jìn)行有機(jī)整合等，以改善未來的能源供應(yīng)狀況。生物燃料、太陽能等技術(shù)依然處于研發(fā)階段，尚不能真正滿足人類的能源需求，因而必須進(jìn)行持續(xù)不斷的創(chuàng)新，改進(jìn)并完善現(xiàn)有技術(shù)或者開發(fā)全新的技術(shù)方案。

能源系統(tǒng)是將自然界的能源資源轉(zhuǎn)變?yōu)槿祟惿鐣?huì)生產(chǎn)和生活所需要的特定能量服務(wù)形式（有效能）的整個(gè)過程。是為研究能源轉(zhuǎn)換、使用規(guī)律的需要而抽象出來的社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的一個(gè)子系統(tǒng)。通常由勘探、開采、運(yùn)輸、加工、分配、轉(zhuǎn)換、儲(chǔ)存、輸配、使用和環(huán)境保護(hù)等一系列工藝環(huán)節(jié)及其設(shè)備所組成1。

能源系統(tǒng)工程能源系統(tǒng)工程能源建設(shè)與發(fā)展的系統(tǒng)方案和配套實(shí)施過程。即對(duì)能源從資源開發(fā)以至轉(zhuǎn)換、使用的整個(gè)過程，實(shí)行最優(yōu)規(guī)則、最優(yōu)設(shè)計(jì)、最優(yōu)管理，形成滿足經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展所需的能源建設(shè)系統(tǒng)。我國于1981年成立能源系統(tǒng)專業(yè)委員會(huì)。它除了組織全國能源學(xué)術(shù)討論會(huì)，還組織開展全國能源模型研究和能源軟科學(xué)研究等。能源系統(tǒng)工程的特征和要求：（1）整體性。它吸收系統(tǒng)論、運(yùn)籌學(xué)等學(xué)科的新成果，對(duì)能源相互聯(lián)系、互相依賴、互相作用的多個(gè)組成部分作總體考察，合理安排，使能源建設(shè)的每個(gè)局部服從于整體目標(biāo)，取得最佳效果。（2）科學(xué)性。通過嚴(yán)密方法和比較準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，定量定性分析能源問題，制定科學(xué)的能源發(fā)展計(jì)劃，明確能源建設(shè)各個(gè)階段的任務(wù)，使能源與國民經(jīng)濟(jì)各部門之間協(xié)調(diào)發(fā)展。（3）實(shí)用性。20世紀(jì)60年代以來，工業(yè)發(fā)達(dá)國家應(yīng)用系統(tǒng)工程（SE）方法，尋求能源總體的最優(yōu)化；應(yīng)用價(jià)值工程（AE）方法，使完成同樣“功能”的成本最低。能源系統(tǒng)工程是現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)管理的體現(xiàn)，是能源事業(yè)發(fā)展的必要條件2。

能源系統(tǒng)工程對(duì)能源系統(tǒng)進(jìn)行規(guī)劃、研究、設(shè)計(jì)、制造、試驗(yàn)和運(yùn)用的一門組織管理與經(jīng)營(yíng)管理的優(yōu)化技術(shù)。是系統(tǒng)工程的一個(gè)分支。以系統(tǒng)觀點(diǎn)和系統(tǒng)思維方式為指導(dǎo)，運(yùn)用現(xiàn)代數(shù)學(xué)方法、系統(tǒng)技術(shù)和電子計(jì)算機(jī)技術(shù)等建立能源模型，對(duì)能源系統(tǒng)進(jìn)行仿真分析，策劃能源開發(fā)、利用的綜合化、高效化和最優(yōu)化。主要內(nèi)容包括能源預(yù)測(cè)、規(guī)劃、計(jì)劃、評(píng)價(jià)、可行性研究和各類系統(tǒng)分析等。能源系統(tǒng)工程在制定國家或地區(qū)能源規(guī)劃、評(píng)價(jià)能源政策以及加強(qiáng)各級(jí)能源科學(xué)管理、促進(jìn)能源有效利用等方面都具有非常重要的作用3。

總體能源系統(tǒng)總體能源系統(tǒng)以單一燃料輸入為基礎(chǔ)的某一座建筑物，一個(gè)綜合建筑群，或一個(gè)工廠而設(shè)計(jì)的供應(yīng)并分配電力、熱能及制冷需求的系統(tǒng)4。

能源系統(tǒng)管理能源系統(tǒng)管理是能源開發(fā)利用的決策與實(shí)施過程中形成的系統(tǒng)化和科學(xué)化的管理活動(dòng)。系統(tǒng)就是相互聯(lián)系事物的集合。管理是對(duì)事物的疏導(dǎo)與控制，使之有序地運(yùn)行。能源系統(tǒng)管理是使能源管理目標(biāo)、管理內(nèi)容、管理形式和管理手段達(dá)到統(tǒng)一協(xié)調(diào)和整體效能，它是系統(tǒng)論在能源工作中的運(yùn)用。能源管理作為一個(gè)大系統(tǒng)，一般包括四個(gè)系統(tǒng)，即能源的物資資源、能源的人力資源、能源的信息資源、能源的物資裝備等方面的管理。能源系統(tǒng)管理的目標(biāo)任務(wù)和基本要求是，使能源資源合理開發(fā)和利用、合理的能源投資、節(jié)能的實(shí)施、能源的環(huán)境保護(hù)、能源創(chuàng)新和新能源的開發(fā)等等，以達(dá)到能源的總體平衡，能源與其他經(jīng)濟(jì)部門的相互促進(jìn)、共同發(fā)展。管理形式包括有經(jīng)濟(jì)的、技術(shù)的、行政的和法律的等方面。能源系統(tǒng)管理在發(fā)達(dá)國家達(dá)到了較高的程度，是發(fā)達(dá)國家實(shí)現(xiàn)高度能源利用率的社會(huì)因素5。

能源系統(tǒng)效率能源系統(tǒng)效率是能源系統(tǒng)中開發(fā)、加工、轉(zhuǎn)換、輸送、貯存、分配、利用等所有環(huán)節(jié)效率的總體衡算。反映了能源系統(tǒng)有效和合理利用能源的狀況。它受自然、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、管理、社會(huì)等多方面因素的影響6。

能源系統(tǒng)模型能源系統(tǒng)模型以各種能源為對(duì)象，研究能源的需求與供應(yīng)之間關(guān)系的數(shù)學(xué)模型。利用各種能源之間具有可替代性的特點(diǎn)，把各種能源放在一起進(jìn)行整體研究，進(jìn)行各能源品種的合理分配，選擇合理的能源工藝，合理改造能源設(shè)備，從而獲得滿足供求平衡的最佳的能源系統(tǒng)。能源系統(tǒng)模型對(duì)于制定一個(gè)國家或地區(qū)的能源發(fā)展規(guī)劃、節(jié)能規(guī)劃以及評(píng)價(jià)能源分配政策、能源技術(shù)政策和能源技術(shù)裝備政策等方面均起著十分重要的作用3。

能源模型系統(tǒng)亦稱“能源模型體系”。由若干個(gè)涉及到能源技術(shù)經(jīng)濟(jì)的相對(duì)獨(dú)立而又彼此關(guān)聯(lián)的模型所構(gòu)成的體系。自20世紀(jì)70年代中期以后逐漸流行。一般由客觀經(jīng)濟(jì)模型、產(chǎn)業(yè)部門關(guān)聯(lián)模型（即投入產(chǎn)出模型）、能源系統(tǒng)模型、能源工業(yè)及市場(chǎng)模型等若干個(gè)模型耦合而成。通過各個(gè)模型之間的信息傳遞與反饋，進(jìn)行多次迭代可達(dá)到整個(gè)系統(tǒng)的平衡，提供最優(yōu)方案。能源模型系統(tǒng)可用以全面地、定量地研究一個(gè)國家或地區(qū)的能源經(jīng)濟(jì)問題，是進(jìn)行能源系統(tǒng)分析的有力工具3。

源系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖源系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖根據(jù)各種能源從開采至最終消費(fèi)的全過程中各個(gè)環(huán)節(jié)的實(shí)際能量流向，經(jīng)簡(jiǎn)化、抽象而成的描述能源系統(tǒng)的一種圖示模型。是表示能源系統(tǒng)結(jié)構(gòu)關(guān)系的網(wǎng)絡(luò)狀流向圖。圖中常用直線段表示各相鄰環(huán)節(jié)之間的實(shí)過程；當(dāng)兩相鄰環(huán)節(jié)之間的中間過程不存在時(shí)，則用虛線段表示。線段上的箭頭表示能源流向；線段上方和下方則標(biāo)有過程能流量、過程效率、過程成本及過程環(huán)境污染因子等數(shù)據(jù)。能源系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖可描述一個(gè)國家、地區(qū)、部門或企業(yè)的能源系統(tǒng)的全貌，確切地表示系統(tǒng)的各種構(gòu)成和主要特征，并可用以進(jìn)行定量分析，是建立能源模型和進(jìn)行系統(tǒng)仿真分析的重要工具3。

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

李勇 - 副教授 - 西南大學(xué)