第2章　理论基础与文献综述

2.1　系统理论

系统是由部分构成整体的意思。系统论是研究各种系统的共同特征的一门科学。对系统的一般定义为：由许多要素组成的，要素之间以一定结构形式联结的，并且所有这些构成的要素是一个有机整体，这个整体具备某种功能[1]。开放性、自组织性、复杂性、关联性、等级结构性、生态平衡性、时序性等是系统论中所认为的所有系统共有的基本特征^[1]。这一理论既是系统学的基本思想观点也是系统方法的基本原则。这意味着系统论不仅是可以反映客观规律的科学理论，也是具有科学方法论的科学理论。

系统动力学（简称SD，System Dynamics）理论产生于1956年，是一门分析、解决系统问题的综合学科。系统动力学汲取了控制论、信息论的精髓，是综合自然、社会科学的横向学科[2]。系统动力学根据系统内部组成要素互为因果的反馈特点，从内部结构来寻找问题发生的根源。在系统应用学的实际应用方面，陈国卫、金家善、耿俊豹等在《系统动力学应用研究综述》一文中指出，系统动力学初期主要应用于企业管理领域，解决如原材料供应、生产、库存、销售、市场等问题。后期作为一种研究复杂系统的有效方法，应用于全球发展战略领域、区域发展战略领域，国家政治、经济、军事、对外关系领域，生态、医疗、卫生、工业企业发展领域等^[2]。

能源系统是系统工程的一个门类，由运输分系统和固定分系统组成，各系统中的供需及分配是适配的，但又是相互独立的。在能源可持续利用和低碳经济的前提下，关于如何提高能源的利用率，学术界提出了综合能源系统、能源互联网、多能源系统等概念。王伟亮、王丹、贾宏杰、陈沼宇等在《能源互联网背景下的典型区域综合能源系统稳态分析研究综述》中说明，综合能源系统是将探视单一能源的视角转换至分析不同能源之间内部运作机理、推进不同能源互联的角度，在能源互联网的基础上，探究能源的转换、分配和有机结合[3]。马钊、周孝信、尚宇炜、盛万兴等在《能源互联网概念、关键技术及发展模式探索》中指出能源互联网的提出打破了传统能源产业之间的供需界限，促进了煤炭、石油、天然气、电力等各种能源的互联互通[4]。邵成成、王锡凡、王秀丽、王碧阳等在《多能源系统分析规划初探》中指出，未来多能源系统将以电力系统为核心，通过多类型能源协调，促进可再生能源吸纳，实现能源梯级利用，提升能源使用效率，保障用户用能的可靠性[5]。

能源系统工程以定量方法研究能源供需、转换、技术开发并评价能源政策等问题。20世纪40至50年代，数学方法开始被引入系统工程理论之中，1977年提出全球能源系统模型（WAEA）。1981年国际应用系统分析研究所（IIASA）建立有一定影响的世界能源模型。从1980年开始至今，我国先后采用了宏观经济、投入产出、计量经济等模型，对我国未来能源形势及能源政策进行研究。