福建省微電網產業發展技術路線圖研究

唐清慧 張景瑞 陳雅琳 林爽

廈門大學航空航天學院 福建廈門 361005

福建省微電網產業發展技術路線圖研究

唐清慧 張景瑞 陳雅琳 林爽

廈門大學航空航天學院 福建廈門 361005

本文在綜述產業發展技術路線圖制定方法的基礎上，對福建省微電網產業的市場需求、產業目標、關鍵技術與項目研發需求等進行詳細的分析，為福建省微電網產業技術路線圖的繪制和政府及相關科技部門決策提供參考依據。

產業；微電網；技術路線圖

引言

近年來，福建省微電網實驗研究平臺的建成投運，對分布式電源接入配電網、微電網運行控制與優化設計、保護技術、電能質量控制技術以及并網檢測技術等理論研究具有重要的支撐作用[1]。未來一段時間，微電網產業將成為新能源這一戰略新興產業的有生力量。為避免微電網產業產能過剩，需對微電網這一新興產業的發展路線進行規劃，對關鍵技術和研發需求進行預測，以增強產業競爭力，推動產業可持續發展。

技術路線圖作為一種創新前瞻性管理工具，首先應用于美國摩托羅拉公司管理領域。它是對某一特定技術領域未來延伸的預測，幫助相關人員明確該領域的發展方向和實現目標所需的關鍵技術。技術路線圖采用定量與定性相結合的系統工程理論與方法，并集成技術、產業與管理等方面的專家知識，集思廣益，最終得出合理的、科學的、權威的產業技術發展路徑、市場應用前景。本文以福建省微電網產業為例，研究了產業技術路線制定方法、制定過程并得出相關結果[2]。

1、產業技術路線圖研究方法

微電網產業發展技術路線圖的制定是一項非常復雜，需要采用科學方法篩選出微電網產業的市場需求要素、產業目標、技術瓶頸和項目研發需求。下面簡單介紹制定技術路線圖所用到的方法。

1.1 頭腦風暴法[3]

該方法由美國學者阿歷斯·奧斯本發明，它使用一系列激勵和引發新觀點的特定的規則與技巧，與會的專家自由地發表自己的觀點，在此過程中，與會人員不能對任何人的觀點的進行任何評價，以便激發個體發散性思維，產生更多新的思想。

1.2 德爾菲法

某一項指標重要性為高、較高、中、較低和低的專家數，Nall為所有專家的人數。

1.3 SWOT分析法[3]

SWOT分析法就是將于研究對象密切相關的的內部因素優勢（Strength）、劣勢（Weakness）和外部因素機會（Opportunity）、威脅（Threat）等通過調研列舉出來，將獲得的各種因素按照輕重緩急或影響程度等排序，構造SWOT矩陣。利用這種方法找出對自己有益的、值得繼續發揚的因素，以及對自己不利的需要避免的因素，明確未來的發展方向。

1.4 主成分分析法

主成分分析法是利用降維的思想，將多指標轉化為少數幾個綜合指標的多元統計分析方法。通過線性組合將原始變量形成互不相關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）標準化原始數據

NIMAK公司于1965年在德國魯爾工業區Wissen市成立，2006年尼瑪克焊接技術（北京）有限公司在北京成立，該公司始終致力于白車身電阻焊領域的手動焊鉗、自動焊鉗、固定式凸焊/點焊焊接設備和KES儲能焊機、鋁板焊接技術、電磁加壓技術、自動/手動涂膠設備、焊接控制柜、移動焊接工作站等焊接裝備的生產和研發創新，迄今已成為國內高端品牌汽車廠的主要供貨商。

式中：xij為第i個方案關于第j個指標的值；、Sj分別指標變量的均值和樣本標準差。標準化的樣本數據為

當累積方差貢獻率a(k)達到一定數值（75%≤α(k)≤95%）時，提取前F個主成分F1,…,Fk，則認為這k個主成分以較少的指標反映了原來P個指標的信息。

5）計算前k個主成分并綜合評價主成分

前k個主成分的表示如公式（6），并且通過公式（7），利用這k個主成分的方差貢獻率對各評價對象進行綜合加權評分。式中：ej為第j特征值所對應的特征向量，Y為對k個主成分的綜合加權評價函數。

2、福建省微電網產業技術路線圖分析研究

2.1 市場需求分析

表1 微電網產業不同時間節點市場需求要素排序

對通過問卷調查獲得的微電網產業的多個市場需求要素采用頭腦風暴以及SWOT分析法進行分析，從中提煉出六個市場需求，利用加權求和的方法求出微電網產業市場需求要素在不同時間節點上的重要性，并進行重要性排序，其結果如表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、中期與遠期最重要的市場需求都是節能環保。

2.2 產業目標

通過對問卷調查所獲得的調研表進行統計分析，利用定性與定量相結合的方法，篩選出提高微電網的可靠性與安全性、提高電力利用效率、新能源示范工程和示范城市、提高經濟效益、實現微電網產業化、健全人才培養機制強化產學研與節能環保七個產業目標要素，并分別用來表示。利用主成分分析法對市場需求與產業目標進行關聯度析，獲得不同時間節點上的關聯度評價值及優先排序如表2所示。

從表2中可以看出，近期、中期和遠期與市場需求要素相關聯的產業目標要素排在第一位的都是新能源示范工程與示范城市。新能源微電網代表了未來能源的發展趨勢，可再生能源“十二五”規劃把新能源微電網作為可再生能源與分布式能源發展機制創新的重要方向[4]，由此可見，微電網新能源示范工程與示范城市在微電網發展中占有舉足輕重的地位。

2.3 關鍵技術

根據福建省微電網產業市場需求和產業目標，分析影響實現這些產業目標的關鍵技術，利用德爾菲指數法對不同時間節點的關鍵技術進行排序，篩選出優先要解決的技術瓶頸，福建省微電網產業關鍵技術要素重要度排序如表3所示。

表3 微電網產業關鍵技術要素重要度排序

從表3中可以看出，近期排在第一位的關鍵技術為電力電子和電源及儲能技術，中期與遠期排在第一位的都為電源及儲能技術。

2.4 研發需求

在市場需求分析、產業目標分析與關鍵技術分析研究的基礎上，確定突破關鍵技術所對應的研發項目，各研發項目對應的優先順序、時間節點、組織主體以及研發模式。優先順序等級為頂級、高級、中級與低級；時間節點為近期、中期與遠期；研發組織主體為政府、產業與企業；研發模式分為自主創新、集成創新、引進消化吸收再創新和技術引進。采用德爾菲指數法對優先順序進行統計分析計算，對于時間節點、組織主體與研發模式則采用最大值確定分析結果，分析結果如表4所示。

從表4中可以看出，福建省微電網產業中優先要研發的頂級項目為自動穩定控制、微電網接入標準、負荷預測、電能控制裝置、諧波抑制技術和反孤島策略及保護間的協調；組織主體為政府的研發項目有降低發電成本、微電網接入標準、綜合性能評價和接地方式與技術標準。項目研發優先順序、時間節點、組織主體與研發模式的關系相輔相成，密不可分。如我國現在將微電網接入配電網的標準并不明確，故需引進消化吸收國外成熟的微電網接入標準，然后再創新出適用于我國的微電網接入標準，只有先明確微電網接入標準，才能是微電網產業得以快速發展。

3、結論

本文通過對相關領域的權威專家進行問卷調查，采用定性與定量相結合的方法，綜合分析了福建省微電網產業發展的市場需求、產業目標、技術瓶頸和研發項目。通過上述分析可以為微電網產業發展技術路線圖制定提供參考，為政府及相關科技部門決策和產業技術資源優化配置提供依據。

表4 福建省微電網產業研發項目優先順序、時間節點、組織主體與研發模式

[1]林梅妹，范元亮，郭清梅.福建風光儲充微電網實驗室建成[N].國家電網報，2014-03-11(002).

[2]莫愁，陳吉清，溫宗孔等.電動汽車產業技術路線圖制定實踐研究[J].科技管理研究，2013，19：83-88.

[3]曾路，孫永明.產業技術路線圖原理與制定[M].廣州：華南理工大學出版社，2007-11-08，62-91.

[4]馬建勝.國家能源局發布《關于推進新能源微電網示范項目建設的指導意見》[N].中國電力報，2015-7-23（002）.

本文得到福建省軟科學計劃項目（編號：2014R0093)的資助

張景瑞，博士，廈門大學助理教授、碩士生導師，研究方向：電力系統運行與優化、微電網能量管理。