劉喜梅，睢 杰

（華北電力大學(xué) 經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院，北京 102206）

隨著智能電網(wǎng)建設(shè)與電力市場(chǎng)改革的逐步推進(jìn)，電網(wǎng)規(guī)模將迅速擴(kuò)張，電網(wǎng)需要處理和分析的信息以及環(huán)境知識(shí)將更趨多元和龐雜，電網(wǎng)的信息化特征日趨明顯，這就對(duì)電網(wǎng)信息管理提出了更高要求。與傳統(tǒng)信息管理不同，新型電網(wǎng)信息管理必須是一個(gè)具備智能化運(yùn)作特點(diǎn)的動(dòng)態(tài)適應(yīng)性系統(tǒng)，需要具有良好的柔性、可延展性與自適應(yīng)性等特征，能夠有效實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)運(yùn)行各環(huán)節(jié)中的數(shù)據(jù)搜集、預(yù)測(cè)、計(jì)劃、自組織、自控制與輔助決策等智能化功能，為最優(yōu)化完成智能電網(wǎng)環(huán)境下的電力生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)與交易提供全新的信息平臺(tái)支持?？梢?，未來(lái)的智能電網(wǎng)信息管理將是一個(gè)具備復(fù)雜性特征的綜合管理系統(tǒng)。

然后，由于目前智能電網(wǎng)建設(shè)在我國(guó)還處于初期階段，對(duì)其信息管理系統(tǒng)的復(fù)雜性特征認(rèn)識(shí)還不明確，這將不利于智能電網(wǎng)的戰(zhàn)略規(guī)劃、有序推進(jìn)和科學(xué)管理。因此，需要采用新型的科學(xué)管理理論與方法，對(duì)其展開深入研究。基于此，本文的研究思路是：結(jié)合復(fù)雜科學(xué)理論，針對(duì)我國(guó)智能電網(wǎng)的發(fā)展和初步規(guī)劃，深入分析智能電網(wǎng)信息系統(tǒng)的復(fù)雜性特征，并為我國(guó)智能電網(wǎng)的信息化建設(shè)提出科學(xué)管理思路。

一、智能電網(wǎng)及其信息化特征

（一）智能電網(wǎng)的含義以及我國(guó)的發(fā)展

隨著全球經(jīng)濟(jì)虛擬化與能源市場(chǎng)化趨勢(shì)，以及對(duì)能源可持續(xù)與清潔安全供應(yīng)的迫切要求，使得電力產(chǎn)業(yè)必須在技術(shù)、經(jīng)濟(jì)與管理上需做出較大變革，發(fā)展智能電網(wǎng)的愿景應(yīng)運(yùn)而生。

2003年6月，美國(guó)“未來(lái)能源聯(lián)盟智能電網(wǎng)工作組”首先提出智能電網(wǎng)（smart grid）概念，認(rèn)為它是一個(gè)“集成了傳統(tǒng)現(xiàn)代電力工程技術(shù)、高級(jí)傳感和監(jiān)視技術(shù)、信息與通信技術(shù)，并具備更加完善的性能，能夠?yàn)橛脩籼岣呦盗性鲋捣?wù)的電網(wǎng)系統(tǒng)”。

雖然目前對(duì)智能電網(wǎng)的認(rèn)識(shí)還存有不同，各國(guó)發(fā)展方向和技術(shù)重點(diǎn)也有所側(cè)重，但基本含義趨于一致，即智能電網(wǎng)是在新型智能技術(shù)支持下，資源－經(jīng)濟(jì)－環(huán)境互動(dòng)的電網(wǎng)與相關(guān)服務(wù)的綜合集成系統(tǒng)。具體來(lái)講，就是將先進(jìn)的現(xiàn)代傳感測(cè)量技術(shù)、通訊技術(shù)、信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和人工智能、自動(dòng)控制技術(shù)高度集成到物理電網(wǎng)中，并能提供多元、互動(dòng)的增值服務(wù)，具備智能化決策能力的新型電網(wǎng)系統(tǒng)。智能電網(wǎng)應(yīng)能夠在復(fù)雜環(huán)境下確保電力供應(yīng)的安全性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性，互動(dòng)性、持續(xù)性、清潔性，為用戶提供高附加值的服務(wù)。

2007年，我國(guó)的智能電網(wǎng)建設(shè)初見端倪，華東電網(wǎng)正式啟動(dòng)了智能電網(wǎng)可行性研究項(xiàng)目。2009年形成一定的發(fā)展思路，2009年5月21日，國(guó)家電網(wǎng)公司提出我國(guó)建設(shè)堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)（strong smart grid）的發(fā)展規(guī)劃，其中特別強(qiáng)調(diào)了“堅(jiān)強(qiáng)”一詞，凸顯了智能電網(wǎng)的技術(shù)特征，強(qiáng)調(diào)了電網(wǎng)運(yùn)行的安全性。規(guī)劃的具體內(nèi)容如表1所示。2009年8月，國(guó)家電網(wǎng)公司啟動(dòng)了智能化規(guī)劃編制、標(biāo)準(zhǔn)體系研究與制定、研究檢測(cè)中心建設(shè)、重大專項(xiàng)研究和試點(diǎn)工程等一系列工作。2010年1月，國(guó)家電網(wǎng)公司制定了《關(guān)于加快推進(jìn)堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)建設(shè)的意見》，確定了建設(shè)堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的基本原則和總體目標(biāo)。2010年全國(guó)“兩會(huì)”上，溫家寶總理在《政府工作報(bào)告》中強(qiáng)調(diào)：“大力發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)，推廣高效節(jié)能技術(shù)，積極發(fā)展新能源和可再生能源，加強(qiáng)智能電網(wǎng)建設(shè)”。這標(biāo)志著智能電網(wǎng)建設(shè)已成為國(guó)家的基本發(fā)展戰(zhàn)略。

表1 我國(guó)建設(shè)堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的發(fā)展規(guī)劃

（二）智能電網(wǎng)的信息化特征

毫無(wú)疑問(wèn)，智能電網(wǎng)是對(duì)傳統(tǒng)電網(wǎng)的一次技術(shù)與管理革命。根據(jù)我國(guó)智能電網(wǎng)規(guī)劃和實(shí)踐，智能電網(wǎng)重點(diǎn)發(fā)展方向可表述為：堅(jiān)強(qiáng)、自愈、清潔、經(jīng)濟(jì)、交互、優(yōu)質(zhì)。這是一個(gè)以通信信息平臺(tái)為支撐，以智能控制為手段，堅(jiān)強(qiáng)可靠、經(jīng)濟(jì)高效、清潔環(huán)保、透明開放、友好互動(dòng)的現(xiàn)代電網(wǎng)。其具體含義見表2。

我國(guó)智能電網(wǎng)要實(shí)現(xiàn)以上這些特征，均需要復(fù)雜的信息采集、分析、處理集成技術(shù)和科學(xué)系統(tǒng)化的信息管理作為支持，電力流、業(yè)務(wù)流與資金流實(shí)際上是信息流的集合，貫穿于電力系統(tǒng)的發(fā)電、輸電、變電、配電、用電和調(diào)度各個(gè)環(huán)節(jié)。即在智能電網(wǎng)的每種特征描述上與每個(gè)環(huán)節(jié)的運(yùn)行上，都需要大量的信息采集、整理、預(yù)測(cè)和監(jiān)控，其信息化和數(shù)字化特征非常明顯。如圖1所示。

表2 我國(guó)智能電網(wǎng)的主要特征

因此，在各種高科技技術(shù)包括儀器設(shè)備制造、電路電子、通信工程與導(dǎo)航、遙測(cè)、遙控與遙感等技術(shù)支持下，集成新型的網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)，對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行實(shí)施全面系統(tǒng)科學(xué)的信息化管理，是構(gòu)建堅(jiān)強(qiáng)可靠、經(jīng)濟(jì)高效、清潔環(huán)保、透明開放、互聯(lián)互動(dòng)的智能電網(wǎng)系統(tǒng)的重要基礎(chǔ)。顯然，建設(shè)堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)，首先需要加強(qiáng)對(duì)智能電網(wǎng)信息系統(tǒng)的建設(shè)，這是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)科學(xué)管理工程。

二、智能電網(wǎng)信息管理系統(tǒng)的復(fù)雜性特征

（一）復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)以及基本特征

一般來(lái)說(shuō)，系統(tǒng)是指為實(shí)現(xiàn)規(guī)定功能以達(dá)到某一目標(biāo)而構(gòu)成的相互關(guān)聯(lián)的一個(gè)集合體或裝置（部件）。復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)（complex Agent system，CAS）是一類很有代表性的復(fù)雜系統(tǒng)，它是由美國(guó)計(jì)算機(jī)科學(xué)家霍蘭（J.H.Holland）教授于1994年提出。但目前還沒(méi)有一個(gè)嚴(yán)格的定義。復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)理論的基本思想是：CAS是由大量能動(dòng)的個(gè)體（Active Agent）組成的，個(gè)體之間存在復(fù)雜的相互作用，并且個(gè)體的相互作用和行為影響著系統(tǒng)賴以生存的環(huán)境，而個(gè)體和環(huán)境相互不間斷的影響，又改變著較高層次的系統(tǒng)。這種主動(dòng)性以及相互作用，即“適應(yīng)性”是系統(tǒng)發(fā)展和進(jìn)化的基本動(dòng)因，這就是CAS理論的基本思想——適應(yīng)產(chǎn)生復(fù)雜性。

不同領(lǐng)域的復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)應(yīng)具有一些相同屬性。一般來(lái)說(shuō)，應(yīng)包括：智能性、多層次性、非線性交互、涌現(xiàn)性、非平衡有序、分散控制、自適應(yīng)性、自組織性、動(dòng)態(tài)性等特點(diǎn)。如表3所示：

表3 復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)的特征

（二）智能電網(wǎng)信息系統(tǒng)的復(fù)雜性特征分析

一般而言，智能電網(wǎng)信息系統(tǒng)是由人（具有創(chuàng)造性思維的各層管理者與員工）、資金（能源金融領(lǐng)域的投融資）、物（智能化的電力通信設(shè)備與信息技術(shù)）、信息（電網(wǎng)各層面的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)與數(shù)據(jù)）等資源構(gòu)成的具有管理屬性的人機(jī)綜合系統(tǒng)。以下參照復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)的特點(diǎn)，考察智能電網(wǎng)信息系統(tǒng)的復(fù)雜性特征。具體描述見表4。

表4 智能電網(wǎng)信息系統(tǒng)的復(fù)雜性特征

對(duì)照復(fù)雜性適應(yīng)系統(tǒng)特點(diǎn)，不難看出，智能電網(wǎng)信息管理系統(tǒng)具備典型的復(fù)雜性特征，屬于一個(gè)復(fù)雜性適應(yīng)系統(tǒng)，它與傳統(tǒng)電力信息管理系統(tǒng)存在著根本區(qū)別不同，主要體現(xiàn)在：

1.處理對(duì)象不同。不僅有電力數(shù)據(jù)，還有知識(shí)。獲取、存取和處理知識(shí)的能力是智能電網(wǎng)信息管理系統(tǒng)與傳統(tǒng)系統(tǒng)的主要區(qū)別。知識(shí)包括專家經(jīng)驗(yàn)與歷史處理經(jīng)驗(yàn)和訣竅等。所以智能電網(wǎng)信息管理系統(tǒng)也是一個(gè)基于知識(shí)處理的系統(tǒng)。

2.求解模式不同。智能電網(wǎng)信息管理系統(tǒng)往往采用人工智能求解模式來(lái)獲得結(jié)果。有三個(gè)明顯特征，即求解算法具有復(fù)雜性，往往是非確定型的或啟發(fā)式的；求解在很大程度上依賴知識(shí)；求解方法大致分為搜索、推理和規(guī)劃三類。

3.執(zhí)行與控制模式不同。智能電網(wǎng)信息管理系統(tǒng)具有現(xiàn)場(chǎng)感應(yīng)（環(huán)境適應(yīng)）能力，即自組織性與自適應(yīng)性，具有智能化執(zhí)行命令和自動(dòng)控制性極強(qiáng)的特點(diǎn)。

該系統(tǒng)的構(gòu)建需要全面使用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、運(yùn)籌學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)、模型論和人工智能等各種最優(yōu)化技術(shù)。

三、對(duì)我國(guó)智能電網(wǎng)信息化管理的啟示

（一）智能電網(wǎng)的信息化管理，需要借鑒復(fù)雜科學(xué)管理思維

復(fù)雜科學(xué)管理的研究對(duì)象是社會(huì)層面上的復(fù)雜系統(tǒng)，如社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)、金融系統(tǒng)、企業(yè)系統(tǒng)等。其思維模式包括：系統(tǒng)思維——研究復(fù)雜問(wèn)題的思考方式；環(huán)狀因果思維——觀察復(fù)雜問(wèn)題的角度；模塊化思維——分析復(fù)雜問(wèn)題的思維過(guò)程；可視化思維——研究復(fù)雜問(wèn)題的思維方法。

智能電網(wǎng)信息管理系統(tǒng)是一個(gè)具有高度復(fù)雜性、多元性和綜合性的人機(jī)系統(tǒng)。該系統(tǒng)既屬于技術(shù)系統(tǒng)，也屬于社會(huì)系統(tǒng)，因此，智能電網(wǎng)的信息化管理也可采取復(fù)雜科學(xué)管理思維模式。

1.系統(tǒng)思維。結(jié)合智能電網(wǎng)信息管理的復(fù)雜特征，根據(jù)系統(tǒng)目標(biāo)（優(yōu)化電力資源、提高智能信息管理效率，實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)電網(wǎng)運(yùn)行等），將各類現(xiàn)實(shí)與潛在資源（包括各種顯性與隱性知識(shí)）進(jìn)行整合與優(yōu)化，發(fā)揮其涌現(xiàn)性作用，該系統(tǒng)需要資源－組織－個(gè)體的協(xié)調(diào)配合和有效運(yùn)作；

2.環(huán)狀因果思維。電網(wǎng)系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的信息管理具動(dòng)態(tài)性、非線性、交互性的復(fù)雜環(huán)狀因果關(guān)系。如用戶信息改變將導(dǎo)致發(fā)電配電生產(chǎn)行為信息改變，電價(jià)與電量信息改變，又會(huì)影響用電信息。系統(tǒng)中各種因素的變化，將會(huì)導(dǎo)致其他因素甚至系統(tǒng)與環(huán)境發(fā)生變化，所以需要謹(jǐn)慎處理智能電網(wǎng)信息管理系統(tǒng)流程各環(huán)節(jié)的關(guān)系。

3.模塊化思維。按照智能電網(wǎng)發(fā)展要求，可構(gòu)建不同層次的智能化信息模塊，如電力再生產(chǎn)層、區(qū)域?qū)?、管理層、資源層與電源層信息模塊等等，

4.可視化思維。在智能電網(wǎng)信息管理中，各種資源、供求、管理等復(fù)雜關(guān)系可通過(guò)循環(huán)圖、結(jié)構(gòu)圖、流程圖等加以解釋，充分調(diào)動(dòng)管理人員的想象力，創(chuàng)造性解決智能電網(wǎng)信息管理問(wèn)題

（二）智能電網(wǎng)的信息化管理，需要加快實(shí)施智能電網(wǎng)信息技術(shù)的創(chuàng)新

堅(jiān)強(qiáng)的智能電網(wǎng)需要堅(jiān)強(qiáng)的智能信息化技術(shù)，信息技術(shù)硬件建設(shè)是實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)智能化的關(guān)鍵，這是一項(xiàng)系統(tǒng)信息技術(shù)工程建設(shè)，包括輸電網(wǎng)的狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)、變電站設(shè)備的在線監(jiān)測(cè)技術(shù)、配電網(wǎng)智能化通信組網(wǎng)、智能饋線的自動(dòng)化與信息技術(shù)、微網(wǎng)控制信息技術(shù)、智能調(diào)度的可視化技術(shù)、互動(dòng)智能電表與需求側(cè)管理的信息技術(shù)等等，涉及到智能電網(wǎng)建設(shè)的各個(gè)環(huán)節(jié)，這些技術(shù)不僅需要借鑒國(guó)外的引進(jìn)技術(shù)，更需要國(guó)內(nèi)相關(guān)技術(shù)部門的研發(fā)，應(yīng)充分利用國(guó)內(nèi)高新產(chǎn)業(yè)群及電網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)部的技術(shù)研發(fā)部門的合作創(chuàng)新機(jī)制，加快其創(chuàng)新與應(yīng)用。

（三）智能電網(wǎng)的信息化管理，需要加強(qiáng)對(duì)電網(wǎng)信息技術(shù)管理人才的培養(yǎng)

堅(jiān)強(qiáng)的智能信息化管理除了需要加強(qiáng)信息技術(shù)硬件建設(shè)，突破技術(shù)瓶頸外，信息管理人才隊(duì)伍的培養(yǎng)和建設(shè)也十分重要。智能電網(wǎng)信息管理的復(fù)雜性特點(diǎn)，包括智能化、非線性行為、自適應(yīng)性與自組織性、涌現(xiàn)性等，不僅需要提高目前電網(wǎng)設(shè)備的人工智能水平，更需要提高信息管理人員的智能決策水平和科學(xué)管理水平，以適應(yīng)電網(wǎng)運(yùn)行的高標(biāo)準(zhǔn)要求，提高人機(jī)界面的開發(fā)、操作與應(yīng)對(duì)環(huán)境變化和意外風(fēng)險(xiǎn)的能力。在人才隊(duì)伍建設(shè)上，要結(jié)合智能電網(wǎng)信息管理規(guī)劃，加強(qiáng)對(duì)專業(yè)信息管理人才的培養(yǎng)，以及各層級(jí)管理人員的信息管理水平培訓(xùn)。

（四）智能電網(wǎng)的信息化管理，在微觀上需要加強(qiáng)企業(yè)管理制度建設(shè)

由于智能電網(wǎng)的信息化管理可以根據(jù)環(huán)境、資源與目標(biāo)的不同，可采用多層面多環(huán)節(jié)的信息智能體模塊結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)各分散控制系統(tǒng)的目標(biāo)訴求，所以智能電網(wǎng)信息化管理系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性、非均衡演化性等復(fù)雜性特點(diǎn)，對(duì)其管理組織建設(shè)與其他制度提出了更高要求，要求有相應(yīng)的柔性組織結(jié)構(gòu)與制度體系的配套支持，包括組織戰(zhàn)略、組織目標(biāo)、組織結(jié)構(gòu)、組織過(guò)程和組織文化等。因此，電網(wǎng)企業(yè)系統(tǒng)內(nèi)部應(yīng)該建立并健全適應(yīng)智能電網(wǎng)發(fā)展的科學(xué)、明確的管理制度。

（五）智能電網(wǎng)的信息化管理，在宏觀上需要相關(guān)政府部門的政策支持

智能電網(wǎng)建設(shè)是一項(xiàng)適合我國(guó)國(guó)情的基礎(chǔ)能源系統(tǒng)建設(shè)項(xiàng)目，該項(xiàng)目不僅促進(jìn)了電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效率，而且將帶動(dòng)能源與相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展與技術(shù)進(jìn)步，為我國(guó)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展提供堅(jiān)強(qiáng)有力的能源安全保障，應(yīng)該從國(guó)家戰(zhàn)略層面上予以支持與保障。因此，智能電網(wǎng)建設(shè)不僅需要電網(wǎng)企業(yè)系統(tǒng)內(nèi)部的技術(shù)、制度與人才支持，更應(yīng)該國(guó)家宏觀層面的政策支持與制度保障，如設(shè)立智能電網(wǎng)技術(shù)創(chuàng)新基金，提出促進(jìn)智能電網(wǎng)技術(shù)引進(jìn)與研發(fā)的優(yōu)惠財(cái)稅政策與信貸政策，建立智能電網(wǎng)設(shè)備與信息技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化體系，為促進(jìn)我國(guó)智能電網(wǎng)科學(xué)發(fā)展的宏觀政策與保障制度體系。

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