福建省微电网产业发展技术路线图研究

唐清慧　张景瑞　陈雅琳　林爽

[摘要]本文在综述产业发展技术路线图制定方法的基础上，对福建省微电网产业的市场需求、产业目标、关键技术与项目研发需求等进行详细的分析，为福建省微电网产业技术路线图的绘制和政府及相关科技部门决策提供参考依据。

[关键词]产业；微电网；技术路线图

引言

近年来，福建省微电网实验研究平台的建成投 运，对分布式电源接入配电网、微电网运行控制与优化设计、保护技术、电能质量控制技术以及并网检测技术等理论研究具有重要的支撑作用[1]。未来一段时间，微电网产业将成为新能源这一战略新兴产业的有生力量。为避免微电网产业产能过剩，需对微电网这一新兴产业的发展路线进行规划，对关键技术和研发需求进行预测，以增强产业竞争力，推动产业可持续发展。

技术路线图作为一种创新前瞻性管理工具，首先应用于美国摩托罗拉公司管理领域。它是对某一特定技术领域未来延伸的预测，帮助相关人员明确该领域的发展方向和实现目标所需的关键技术。技術路线图采用定量与定性相结合的系统工程理论与方法，并集成技术、产业与管理等方面的专家知识，集思广益，最终得出合理的、科学的、权威的产业技术发展路径、市场应用前景。本文以福建省微电网产业为例，研究了产业技术路线制定方法、制定过程并得出相关结果[2]。

1、产业技术路线图研究方法

微电网产业发展技术路线图的制定是一项非常复杂，需要采用科学方法筛选出微电网产业的市场需求要素、产业目标、技术瓶颈和项目研发需求。下面简单介绍制定技术路线图所用到的方法。

1.1头脑风暴法[3]

该方法由美国学者阿历斯·奥斯本发明，它使用一系列激励和引发新观点的特定的规则与技巧，与会的专家自由地发表自己的观点，在此过程中，与会人员不能对任何人的观点的进行任何评价，以便激发个体发散性思维，产生更多新的思想。

1.2德尔菲法

该方法主要由调查者拟定调查内容，按照既定程序，以函件的方式分别向专家组成员进行征询，而专家组成员又以函件（匿名）的方式提交意见。经过几次反复征询和反馈，专家组成员的意见逐渐趋于一致，最后得到高准确率的集体判断结果。德尔菲指数法统计值为，其表达式如下：

某一项指标重要性为高、较高、中、较低和低的专家数，Nall为所有专家的人数。

1.3 SWOT分析法[3]

SWOT分析法就是将于研究对象密切相关的的内部因素优势（Strength）、劣势（Weakness）和外部因素机会（Opportunity）、威胁（Threat）等通过调研列举出来，将获得的各种因素按照轻重缓急或影响程度等排序，构造SWOT矩阵。利用这种方法找出对自己有益的、值得继续发扬的因素，以及对自己不利的需要避免的因素，明确未来的发展方向。

1.4主成分分析法

主成分分析法是利用降维的思想，将多指标转化为少数几个综合指标的多元统计分析方法。通过线性组合将原始变量形成互不相关的尽可能多的反映原始变量信息的新变量，其求解步骤如下：

1）标准化原始数据

将由n个样本方案，p个评价指标构成的样本数据按照公式（2）进行标准化：

2）计算相关矩阵

3）求R的特征值与特征向量

由特征方程可求得P个特征值，将按大小顺序排序，并求出其相应的特征向量。

4）求方差贡献率ak与累积方差贡献率a（k）

当累积方差贡献率a（k） 达到一定数值（）时，提取前F个主成分，则认为这k个主成分以较少的指标反映了原来P个指标的信息。

5）计算前k个主成分并综合评价主成分

前k个主成分的表示如公式（6），并且通过公式（7），利用这k个主成分的方差贡献率对各评价对象进行综合加权评分。

2、福建省微电网产业技术路线图分析研究

2.1市场需求分析

对通过问卷调查获得的微电网产业的多个市场需求要素采用头脑风暴以及SWOT分析法进行分析，从中提炼出六个市场需求，利用加权求和的方法求出微电网产业市场需求要素在不同时间节点上的重要性，并进行重要性排序，其结果如表1所示，其中M代表重要度、N代表重要性排序。从表1中可以看出近期、中期与远期最重要的市场需求都是节能环保。

2.2产业目标

通过对问卷调查所获得的调研表进行统计分析，利用定性与定量相结合的方法，筛选出提高微电网的可靠性与安全性、提高电力利用效率、新能源示范工程和示范城市、提高经济效益、实现微电网产业化、健全人才培养机制强化产学研与节能环保七个产业目标要素，并分别用 来表示。利用主成分分析法对市场需求与产业目标进行关联度析，获得不同时间节点上的关联度评价值及优先排序如表2所示。

从表2中可以看出，近期、中期和远期与市场需求要素相关联的产业目标要素排在第一位的都是新能源示范工程与示范城市。新能源微电网代表了未来能源的发展趋势，可再生能源“十二五”规划把新能源微电网作为可再生能源与分布式能源发展机制创新的重要方向[4]，由此可见，微电网新能源示范工程与示范城市在微电网发展中占有举足轻重的地位。

2.3关键技术

根据福建省微电网产业市场需求和产业目标，分析影响实现这些产业目标的关键技术，利用德尔菲指数法对不同时间节点的关键技术进行排序，筛选出优先要解决的技术瓶颈，福建省微电网产业关键技术要素重要度排序如表3所示。

从表3中可以看出，近期排在第一位的关键技术为电力电子和电源及储能技术，中期与远期排在第一位的都为电源及储能技术。

2.4研发需求

在市场需求分析、产业目标分析与关键技术分析研究的基础上，确定突破关键技术所对应的研发项目，各研发项目对应的优先顺序、时间节点、组织主体以及研发模式。优先顺序等级为顶级、高级、中级与低级；时间节点为近期、中期与远期；研发组织主体为政府、产业与企业；研发模式分为自主创新、集成创新、引进消化吸收再创新和技术引进。采用德尔菲指数法对优先顺序进行统计分析计算，对于时间节点、组织主体与研发模式则采用最大值确定分析结果，分析结果如表4所示。

从表4中可以看出，福建省微电网产业中优先要研发的顶级项目为自动稳定控制、微电网接入标准、负荷预测、电能控制装置、谐波抑制技术和反孤岛策略及保护间的协调；组织主体为政府的研发项目有降低发电成本、微电网接入标准、综合性能评价和接地方式与技术标准。项目研发优先顺序、时间节点、组织主体与研发模式的关系相辅相成，密不可分。如我国现在将微电网接入配电网的标准并不明确，故需引进消化吸收国外成熟的微电网接入标准，然后再创新出适用于我国的微电网接入标准，只有先明确微电网接入标准，才能是微电网产业得以快速发展。

3、结论

本文通过对相关领域的权威专家进行问卷调查，采用定性与定量相结合的方法，综合分析了福建省微电网产业发展的市场需求、产业目标、技术瓶颈和研发项目。通过上述分析可以为微电网产业发展技术路线图制定提供参考，为政府及相关科技部门决策和产业技术资源优化配置提供依据。

表4 福建省微电网产业研发项目优先顺序、时间节点、组织主体与研发模式

参考文献

[1]林梅妹，范元亮，郭清梅.福建风光储充微电网实验室建成[N].国家电网报，2014-03-11（002）.

[2]莫愁，陈吉清，温宗孔等.电动汽车产业技术路线图制定实践研究[J].科技管理研究，2013，19：83-88.

[3]曾路，孙永明.产业技术路线图原理与制定[M].广州：华南理工大学出版社，2007-11-08，62-91.

[4]马建胜.国家能源局发布《关于推进新能源微电网示范项目建设的指导意见》[N].中国电力报，2015-7-23（002）.

作者简介

张景瑞，博士，厦门大学助理教授、硕士生导师，研究方向：电力系统运行与优化、微电网能量管理。