未来能源系统，不能只盯着电网

智能电网能自己感知情况，更快调度，出了故障能及时处理，看上去相当“聪明”。但这篇文章里提出一个新问题：未来能源系统遇到的麻烦，真的都发生在电网里面吗？

作者的回答是否定的。过去谈电力系统，常常默认两件事：上游的能源供应稳定，下游的用户需求好预测。这种前提下，研究重点会放在电网本身：发电、输电、配电、用电过程如何更高效、更安全。风电、光伏等可再生能源越来越多。电动车、分布式发电、储能设备，还有价格变化带来的选择，都会反过来影响整个系统。也就是说，真正让未来能源系统变难的，已经不只是“网内问题”，还有“网外变化”。

图 1把整个能源链分成三段：一次能源、二次能源和终端用能。一次能源是煤、风、太阳能这类原始能源，二次能源是经过转换后可以大规模输送和调配的能源，终端用能则是用户怎么用它。图 1 里的绿色阴影表示智能电网平时主要覆盖的范围，是电网最擅长处理的部分；至于上游能源本身的变化、下游用户行为的变化，并没有完整装进原来的框架里。作者就是从这里得出判断：只谈智能电网，边界已经太窄了。

作者强调未来能源系统越复杂，电力越重要。电依然是最方便运输、储存和使用的能源形式。文中引用了一项研究：发达国家的电气化率每提高 1%，能源强度下降 3.7%。即未来能源系统的中心仍然很可能是电，只是这个“以电为中心”的系统不能只用电网内部的眼光去看。图 2 也进一步说明：即使其他能源形式继续发展，电力仍会是最核心的载体。

文章里提到一套WARMAP系统，可以理解为：不仅要看哪里出了问题，还要提前发现可能引发大面积停电的风险。图 4可知这套系统已经服务超过 80% 的省级及以上电网。当工程上真的要防停电、保安全时，排放约束、市场波动、用户侧变化、通信风险，都要进入决策视野。

作者通过图5提出，未来应该把能源系统理解成 “信息、物理、社会共同作用的系统”：未来能源问题不只是机器和线路的问题，同时包括市场、政策、人的选择，甚至不同参与者之间的相互影响。即未来的研究视角正在从传统电力系统，走向智能电网，再走向能源系统框架。

作者简介：薛禹胜，中国工程院院士，稳定性理论及电力系统自动化专家，长期从事电力系统稳定性量化理论、大电网停电防御系统及能源领域信息—物理—社会系统研究，提出电力系统暂态稳定 EEAC 理论与算法，主持研发 WARMAP 大电网停电防御体系。

ORCID：0000-0002-5765-078X

DOI：10.1109/JPROC.2017.2768698

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