福建省微電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展技術(shù)路線(xiàn)圖研究

唐清慧　張景瑞　陳雅琳　林爽

[摘要]本文在綜述產(chǎn)業(yè)發(fā)展技術(shù)路線(xiàn)圖制定方法的基礎(chǔ)上，對(duì)福建省微電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的市場(chǎng)需求、產(chǎn)業(yè)目標(biāo)、關(guān)鍵技術(shù)與項(xiàng)目研發(fā)需求等進(jìn)行詳細(xì)的分析，為福建省微電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)技術(shù)路線(xiàn)圖的繪制和政府及相關(guān)科技部門(mén)決策提供參考依據(jù)。

[關(guān)鍵詞]產(chǎn)業(yè)；微電網(wǎng)；技術(shù)路線(xiàn)圖

引言

近年來(lái)，福建省微電網(wǎng)實(shí)驗(yàn)研究平臺(tái)的建成投 運(yùn)，對(duì)分布式電源接入配電網(wǎng)、微電網(wǎng)運(yùn)行控制與優(yōu)化設(shè)計(jì)、保護(hù)技術(shù)、電能質(zhì)量控制技術(shù)以及并網(wǎng)檢測(cè)技術(shù)等理論研究具有重要的支撐作用[1]。未來(lái)一段時(shí)間，微電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)將成為新能源這一戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)的有生力量。為避免微電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)產(chǎn)能過(guò)剩，需對(duì)微電網(wǎng)這一新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展路線(xiàn)進(jìn)行規(guī)劃，對(duì)關(guān)鍵技術(shù)和研發(fā)需求進(jìn)行預(yù)測(cè)，以增強(qiáng)產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

技術(shù)路線(xiàn)圖作為一種創(chuàng)新前瞻性管理工具，首先應(yīng)用于美國(guó)摩托羅拉公司管理領(lǐng)域。它是對(duì)某一特定技術(shù)領(lǐng)域未來(lái)延伸的預(yù)測(cè)，幫助相關(guān)人員明確該領(lǐng)域的發(fā)展方向和實(shí)現(xiàn)目標(biāo)所需的關(guān)鍵技術(shù)。技術(shù)路線(xiàn)圖采用定量與定性相結(jié)合的系統(tǒng)工程理論與方法，并集成技術(shù)、產(chǎn)業(yè)與管理等方面的專(zhuān)家知識(shí)，集思廣益，最終得出合理的、科學(xué)的、權(quán)威的產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展路徑、市場(chǎng)應(yīng)用前景。本文以福建省微電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)為例，研究了產(chǎn)業(yè)技術(shù)路線(xiàn)制定方法、制定過(guò)程并得出相關(guān)結(jié)果[2]。

1、產(chǎn)業(yè)技術(shù)路線(xiàn)圖研究方法

微電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展技術(shù)路線(xiàn)圖的制定是一項(xiàng)非常復(fù)雜，需要采用科學(xué)方法篩選出微電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的市場(chǎng)需求要素、產(chǎn)業(yè)目標(biāo)、技術(shù)瓶頸和項(xiàng)目研發(fā)需求。下面簡(jiǎn)單介紹制定技術(shù)路線(xiàn)圖所用到的方法。

1.1頭腦風(fēng)暴法[3]

該方法由美國(guó)學(xué)者阿歷斯·奧斯本發(fā)明，它使用一系列激勵(lì)和引發(fā)新觀點(diǎn)的特定的規(guī)則與技巧，與會(huì)的專(zhuān)家自由地發(fā)表自己的觀點(diǎn)，在此過(guò)程中，與會(huì)人員不能對(duì)任何人的觀點(diǎn)的進(jìn)行任何評(píng)價(jià)，以便激發(fā)個(gè)體發(fā)散性思維，產(chǎn)生更多新的思想。

1.2德?tīng)柗品?/p>

該方法主要由調(diào)查者擬定調(diào)查內(nèi)容，按照既定程序，以函件的方式分別向?qū)＜医M成員進(jìn)行征詢(xún)，而專(zhuān)家組成員又以函件（匿名）的方式提交意見(jiàn)。經(jīng)過(guò)幾次反復(fù)征詢(xún)和反饋，專(zhuān)家組成員的意見(jiàn)逐漸趨于一致，最后得到高準(zhǔn)確率的集體判斷結(jié)果。德?tīng)柗浦笖?shù)法統(tǒng)計(jì)值為，其表達(dá)式如下：

某一項(xiàng)指標(biāo)重要性為高、較高、中、較低和低的專(zhuān)家數(shù)，Nall為所有專(zhuān)家的人數(shù)。

1.3 SWOT分析法[3]

SWOT分析法就是將于研究對(duì)象密切相關(guān)的的內(nèi)部因素優(yōu)勢(shì)（Strength）、劣勢(shì)（Weakness）和外部因素機(jī)會(huì)（Opportunity）、威脅（Threat）等通過(guò)調(diào)研列舉出來(lái)，將獲得的各種因素按照輕重緩急或影響程度等排序，構(gòu)造SWOT矩陣。利用這種方法找出對(duì)自己有益的、值得繼續(xù)發(fā)揚(yáng)的因素，以及對(duì)自己不利的需要避免的因素，明確未來(lái)的發(fā)展方向。

1.4主成分分析法

主成分分析法是利用降維的思想，將多指標(biāo)轉(zhuǎn)化為少數(shù)幾個(gè)綜合指標(biāo)的多元統(tǒng)計(jì)分析方法。通過(guò)線(xiàn)性組合將原始變量形成互不相關(guān)的盡可能多的反映原始變量信息的新變量，其求解步驟如下：

1）標(biāo)準(zhǔn)化原始數(shù)據(jù)

將由n個(gè)樣本方案，p個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)構(gòu)成的樣本數(shù)據(jù)按照公式（2）進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化：

2）計(jì)算相關(guān)矩陣

3）求R的特征值與特征向量

由特征方程可求得P個(gè)特征值，將按大小順序排序，并求出其相應(yīng)的特征向量。

4）求方差貢獻(xiàn)率ak與累積方差貢獻(xiàn)率a（k）

當(dāng)累積方差貢獻(xiàn)率a（k） 達(dá)到一定數(shù)值（）時(shí)，提取前F個(gè)主成分，則認(rèn)為這k個(gè)主成分以較少的指標(biāo)反映了原來(lái)P個(gè)指標(biāo)的信息。

5）計(jì)算前k個(gè)主成分并綜合評(píng)價(jià)主成分

前k個(gè)主成分的表示如公式（6），并且通過(guò)公式（7），利用這k個(gè)主成分的方差貢獻(xiàn)率對(duì)各評(píng)價(jià)對(duì)象進(jìn)行綜合加權(quán)評(píng)分。

2、福建省微電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)技術(shù)路線(xiàn)圖分析研究

2.1市場(chǎng)需求分析

對(duì)通過(guò)問(wèn)卷調(diào)查獲得的微電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的多個(gè)市場(chǎng)需求要素采用頭腦風(fēng)暴以及SWOT分析法進(jìn)行分析，從中提煉出六個(gè)市場(chǎng)需求，利用加權(quán)求和的方法求出微電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)需求要素在不同時(shí)間節(jié)點(diǎn)上的重要性，并進(jìn)行重要性排序，其結(jié)果如表1所示，其中M代表重要度、N代表重要性排序。從表1中可以看出近期、中期與遠(yuǎn)期最重要的市場(chǎng)需求都是節(jié)能環(huán)保。

2.2產(chǎn)業(yè)目標(biāo)

通過(guò)對(duì)問(wèn)卷調(diào)查所獲得的調(diào)研表進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，利用定性與定量相結(jié)合的方法，篩選出提高微電網(wǎng)的可靠性與安全性、提高電力利用效率、新能源示范工程和示范城市、提高經(jīng)濟(jì)效益、實(shí)現(xiàn)微電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)化、健全人才培養(yǎng)機(jī)制強(qiáng)化產(chǎn)學(xué)研與節(jié)能環(huán)保七個(gè)產(chǎn)業(yè)目標(biāo)要素，并分別用 來(lái)表示。利用主成分分析法對(duì)市場(chǎng)需求與產(chǎn)業(yè)目標(biāo)進(jìn)行關(guān)聯(lián)度析，獲得不同時(shí)間節(jié)點(diǎn)上的關(guān)聯(lián)度評(píng)價(jià)值及優(yōu)先排序如表2所示。

從表2中可以看出，近期、中期和遠(yuǎn)期與市場(chǎng)需求要素相關(guān)聯(lián)的產(chǎn)業(yè)目標(biāo)要素排在第一位的都是新能源示范工程與示范城市。新能源微電網(wǎng)代表了未來(lái)能源的發(fā)展趨勢(shì)，可再生能源“十二五”規(guī)劃把新能源微電網(wǎng)作為可再生能源與分布式能源發(fā)展機(jī)制創(chuàng)新的重要方向[4]，由此可見(jiàn)，微電網(wǎng)新能源示范工程與示范城市在微電網(wǎng)發(fā)展中占有舉足輕重的地位。

2.3關(guān)鍵技術(shù)

根據(jù)福建省微電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)需求和產(chǎn)業(yè)目標(biāo)，分析影響實(shí)現(xiàn)這些產(chǎn)業(yè)目標(biāo)的關(guān)鍵技術(shù)，利用德?tīng)柗浦笖?shù)法對(duì)不同時(shí)間節(jié)點(diǎn)的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行排序，篩選出優(yōu)先要解決的技術(shù)瓶頸，福建省微電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵技術(shù)要素重要度排序如表3所示。

從表3中可以看出，近期排在第一位的關(guān)鍵技術(shù)為電力電子和電源及儲(chǔ)能技術(shù)，中期與遠(yuǎn)期排在第一位的都為電源及儲(chǔ)能技術(shù)。

2.4研發(fā)需求

在市場(chǎng)需求分析、產(chǎn)業(yè)目標(biāo)分析與關(guān)鍵技術(shù)分析研究的基礎(chǔ)上，確定突破關(guān)鍵技術(shù)所對(duì)應(yīng)的研發(fā)項(xiàng)目，各研發(fā)項(xiàng)目對(duì)應(yīng)的優(yōu)先順序、時(shí)間節(jié)點(diǎn)、組織主體以及研發(fā)模式。優(yōu)先順序等級(jí)為頂級(jí)、高級(jí)、中級(jí)與低級(jí)；時(shí)間節(jié)點(diǎn)為近期、中期與遠(yuǎn)期；研發(fā)組織主體為政府、產(chǎn)業(yè)與企業(yè)；研發(fā)模式分為自主創(chuàng)新、集成創(chuàng)新、引進(jìn)消化吸收再創(chuàng)新和技術(shù)引進(jìn)。采用德?tīng)柗浦笖?shù)法對(duì)優(yōu)先順序進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析計(jì)算，對(duì)于時(shí)間節(jié)點(diǎn)、組織主體與研發(fā)模式則采用最大值確定分析結(jié)果，分析結(jié)果如表4所示。

從表4中可以看出，福建省微電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)中優(yōu)先要研發(fā)的頂級(jí)項(xiàng)目為自動(dòng)穩(wěn)定控制、微電網(wǎng)接入標(biāo)準(zhǔn)、負(fù)荷預(yù)測(cè)、電能控制裝置、諧波抑制技術(shù)和反孤島策略及保護(hù)間的協(xié)調(diào)；組織主體為政府的研發(fā)項(xiàng)目有降低發(fā)電成本、微電網(wǎng)接入標(biāo)準(zhǔn)、綜合性能評(píng)價(jià)和接地方式與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。項(xiàng)目研發(fā)優(yōu)先順序、時(shí)間節(jié)點(diǎn)、組織主體與研發(fā)模式的關(guān)系相輔相成，密不可分。如我國(guó)現(xiàn)在將微電網(wǎng)接入配電網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)并不明確，故需引進(jìn)消化吸收國(guó)外成熟的微電網(wǎng)接入標(biāo)準(zhǔn)，然后再創(chuàng)新出適用于我國(guó)的微電網(wǎng)接入標(biāo)準(zhǔn)，只有先明確微電網(wǎng)接入標(biāo)準(zhǔn)，才能是微電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)得以快速發(fā)展。

3、結(jié)論

本文通過(guò)對(duì)相關(guān)領(lǐng)域的權(quán)威專(zhuān)家進(jìn)行問(wèn)卷調(diào)查，采用定性與定量相結(jié)合的方法，綜合分析了福建省微電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的市場(chǎng)需求、產(chǎn)業(yè)目標(biāo)、技術(shù)瓶頸和研發(fā)項(xiàng)目。通過(guò)上述分析可以為微電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展技術(shù)路線(xiàn)圖制定提供參考，為政府及相關(guān)科技部門(mén)決策和產(chǎn)業(yè)技術(shù)資源優(yōu)化配置提供依據(jù)。

表4 福建省微電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)研發(fā)項(xiàng)目?jī)?yōu)先順序、時(shí)間節(jié)點(diǎn)、組織主體與研發(fā)模式

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介

張景瑞，博士，廈門(mén)大學(xué)助理教授、碩士生導(dǎo)師，研究方向：電力系統(tǒng)運(yùn)行與優(yōu)化、微電網(wǎng)能量管理。