电网创新技术影响评估

本书是国网公司总部科技项目“公司科技发展战略决策关键技术研究”的主要研究成果之一。本着通用性、前瞻性、系统性、实用性和时效性原则，在阐述电网创新技术影响评估的背景、定义、内容、技术路线和评估方法的基础上，系统阐述了新能源发电、大数据、云计算与云服务、智能电网、特高压、电动汽车充放电、能源互联网等技术对电网发展影响的预测评估模型及其应用，提出了电网复合创新技术对电网综合影响的评估指标体系和评估模型，分析了电网创新技术影响电网发展的应对策略，很后针对其评估模型的具体应用，设计并研发了电网创新技术影响评估决策支持系统。本书适用于电网企业创新技术的管理决策人员、研究开发人员、推广应用人员及其相关人员参考使用，也适用于高等院校的相关专业师生、科技管理和创新技术研究人员参考使用，对发电企业或其他行业的创新技术影响评估也具有很高的参考价值。

李存斌，华北电力大学经济与管理学院教授、博士生导师，经济与管理学院企业管理与信息化研究所所长。曾获能源部很好青年教师、北京市师德标兵、北京高校育人标兵、华北电力大学红烛颂教师等称号。2000年以来，发表学术论文240余篇，其中被SCI和EI收录110余篇；出版学术专著14部；主持科研项目60项，其中主持国家自然科学基金项目4项；申请专利4项、软件著作权22项；主编并出版教材23部；获各种奖励和荣誉证书30余个。
王建军，华北电力大学经济与管理学院副教授，博士，硕士生导师。主持国家自然科学基金项目1项、北京市哲学社会科学项目1项，参与企业相关横向课题10余项；发表学术论文20多篇，其中被SCI、EI收录10余篇；参与编写著作3部。目前主研方向：电力负荷预测理论及其应用、电力能源经济系统仿真建模以及电力技术经济评价。
周景，华北电力大学控制与计算机工程学院教师，博士，硕士生导师，信息系统项目管理师，2013年入选北京高等学校青年英才计划项目。近5年来发表学术论文20余篇，其中被SCI和EI收录10余篇，主编出版教材2部。主持北京市英才计划项目1项，参与国家自然科学基金项目3项。以第壹发明人申请专利10余项，已授权发明和实用新型专利6项，获软件著作权20余项。目前主研方向：电力智能软件技术、决策支持系统。

序言
前言
第1章概述1
1.1电网创新技术影响评估的背景1
1.2电网创新技术的拟定2
1.2.1全球科技创新视角下的电网创新技术2
1.2.2基于调查问卷确定的电网创新技术3
1.3电网创新技术影响评估概述9
1.3.1电网创新技术影响评估相关概念9
1.3.2电网创新技术影响机理分析10
1.3.3电网创新技术影响评估前沿成果12
1.4电网创新技术影响评估的内容和技术路线13
第2章电网创新技术影响评估理论基础19
2.1电网创新技术影响评估实施步骤19
2.2电网创新技术影响评估常用方法和模型20
2.2.1专家意见评估方法20
2.2.2因子分析法和主成分分析法21
2.2.3模糊层次分析法23
2.2.4人工神经网络预测模型24
2.2.5鸟群算法优化模型27
2.2.6支持向量机预测模型29
2.2.7常用方法模型的分类对比30
第3章新能源发电技术对电网影响的预测评估31
3.1新能源发电技术31
3.2新能源发电技术对电网的影响33
3.2.1对电能质量的影响33
3.2.2对电网调度的影响34
3.2.3对电网安全控制的影响35
3.3新能源发电技术对电网运行的影响评估36
3.3.1新能源发电并网对电网运行影响评估指标体系36
3.3.2新能源发电并网对电网运行影响评估实证分析37
3.4新能源发电并网对电网技术经济效益的影响评估38
3.4.1新能源发电并网对电网技术经济效益影响评估指标体系38
3.4.2新能源发电并网对电网技术经济效益影响评估实证分析38
3.5新能源发电技术对电网影响的应对策略42
3.5.1在电网规划中考虑新能源发电并网需求42
3.5.2新能源发电并网的相关标准制定42
3.5.3提高新能源发电并网在电网运营中的监控调度管理能力43
第4章大数据技术对电网发展影响的预测评估44
4.1大数据技术对电网的影响分析44
4.1.1大数据技术对电网的运营影响分析44
4.1.2集成大数据促进电网企业运行数据环境的重组45
4.2微观视角下电网大数据技术影响评估的层次分析模型45
4.2.1大数据技术对电网发展影响的指标体系45
4.2.2大数据技术对电网发展影响的评估及实证分析46
4.3宏观视角下电网大数据技术影响预测的群评估模型49
4.3.1宏观视角的影响预测方法选择49
4.3.2群评价下的专家权重分配50
4.3.3电网大数据技术影响预测群评估模型构建51
4.3.4实例分析53
4.4基于大数据知识挖掘技术的预测分析56
4.4.1基于大数据知识挖掘技术分析的数据视图规范56
4.4.2集成气象数据影响的大数据负荷曲线聚类分析56
4.4.3利用粗糙集进行属性筛选57
4.4.4基于大数据知识挖掘决策树分类算法进行分类规则提取57
4.4.5基于BSA群智能优化算法的支持向量机智能负荷影响预测58
4.4.6基于大数据知识挖掘技术实例分析59
第5章云计算与云服务技术促进电网商务模式变革的评估62
5.1云计算和云服务技术平台构建的需求与可行性分析62
5.1.1需求分析62
5.1.2可行性分析65
5.2云计算环境下电网商务模式变革趋势分析68
5.2.1商务模式的变革68
5.2.2盈利方式和服务角色的转变68
5.3云计算与云服务技术对电网企业商业运营模式的影响分析70
5.3.1云计算与云服务对电网运营模式的影响分析70
5.3.2云计算与云服务对用户服务的商业模式影响分析71
5.3.3云计算与云服务环境下面向营销决策的客户分类分析72
5.4云计算控制技术对电网的影响评估73
5.4.1构建指标体系73
5.4.2基于改进VIKOR法的影响分析评估74
5.4.3计算结果及分析77
第6章智能电网技术促进电网发展的影响评估80
6.1智能电网建设发展影响评估80
6.1.1智能电网建设发展影响评价指标体系80
6.1.2实证分析81
6.2智能电网技术对电力营销的影响84
6.3峰谷分时电价政策对电网企业营销的影响分析86
6.3.1峰谷分时电价条件下电网收益影响分析86
6.3.2电网企业实行峰谷分时电价政策的影响模型构建89
6.3.3峰谷分时电价影响传递模型算例分析93
6.4智能电网环境下面向营销决策的商业运营模式设计96
第7章电网其他重大创新技术促进电网发展的评估98
7.1储能和超导技术促进电网发展的影响评估98
7.1.1储能和超导技术对电网的影响分析98
7.1.2反映储能和超导技术影响的相关统计指标100
7.1.3储能和超导技术影响的驱动因素识别102
7.1.4驱动因素影响电网发展的关联关系评估102
7.2特高压技术促进电网发展的影响评估106
7.2.1特高压技术发展的PEST？SWOT分析106
7.2.2特高压技术影响评估指标体系109
7.3电动汽车充放电技术促进电网发展的影响评估111
7.3.1电动汽车充放电技术促进电网发展影响分析111
7.3.2电动汽车充放电技术影响评估指标体系113
7.4能源互联网技术促进电网发展的影响评估114
7.4.1能源互联网技术促进电网发展影响因素分析114
7.4.2能源互联网技术促进电网发展影响评估指标体系115
7.4.3能源互联网技术促进电网发展影响评估118
第8章电网复合创新技术对电网综合影响的评估123
8.1电网创新技术复合应用现状分析123
8.2基于突变理论的电网复合创新技术关键技术识别与评估124
8.2.1电网复合创新技术关键技术识别124
8.2.2电网复合创新技术关键技术影响分析127
8.3基于物元可拓学的电力企业信息集成技术在电网应用水平评估128
8.3.1电力企业信息集成技术在电网应用水平评估指标体系129
8.3.2电力企业信息集成技术在电网应用水平评估130
8.4基于直觉模糊集理论的电网复合创新技术综合影响评估136
8.4.1电网复合创新技术综合影响评估指标体系136
8.4.2基于模糊层次分析法的电网复合创新技术综合影响评估138
第9章电网创新技术影响电网发展的应对策略144
9.1电网创新技术影响电网发展的应对策略概述144
9.1.1电网企业内部重大技术创新的实施策略144
9.1.2电网企业外部重大技术创新的实施和赶超策略146
9.1.3电网企业应对世界能源格局变化的应对策略147
9.2电网创新技术影响电网发展的风险管控机制148
9.2.1风险管控流程分析148
9.2.2影响电网发展的主要风险因素识别149
9.2.3影响电网发展主要风险因素量化与评估153
9.2.4建立风险预警机制161
9.3电网创新技术影响电网发展的其他应对机制162
9.3.1推进创新文化倡导机制162
9.3.2实施重大技术创新资源配置保障机制162
9.3.3实施重大技术创新考核和奖励机制163
第10章电网创新技术影响评估决策支持系统164
10.1电网创新技术影响评估决策支持系统需求分析与设计164
10.1.1业务功能需求164
10.1.2系统架构设计171
10.1.3系统界面设计173
10.1.4系统技术路线173
10.2电网创新技术影响评估决策支持系统关键技术174
10.2.1基于Struts+EJB的软件架构174
10.2.2Java与Matlab数据接口实现176
10.2.3基于ECharts的前端可视化技术183
10.3电网创新技术影响评估决策支持系统的实现184
10.3.1系统主界面和功能菜单184
10.3.2新能源发电趋势分析185
10.3.3电力大数据增长分析190
10.3.4需求侧变化趋势分析191
10.3.5新能源发电技术影响评估194
10.3.6大数据技术影响评估197
10.3.7云计算控制技术评估199
10.3.8智能电网发展影响评估201
10.3.9关键程序代码203
参考文献211

序 言创新技术作为科学之本、发展之源，是企业科技创新的先导、科技领先的基础。优秀的企业都十分重视创新技术，普遍把创新技术作为增强企业创新能力、确保行业领先地位的战略重点。随着我国经济的发展与现代科学技术的进步，涌现了一大批创新技术，很多创新技术应用到了电网企业生产运营当中，潜移默化地改变着电网的生产运营模式，不仅给电网带来了机遇，也形成了挑战。如何针对电网创新技术对电网的影响展开前瞻性的研究，并更好地为电网企业制定科技发展战略、科学指导电网创新技术的管理是未来电网发展面临的重大课题之一。在此背景下，国家电网公司总部于2015 年专门设立了“公司科技发展战略决策关键技术研究”科技项目，华北电力大学李存斌教授及其团队成员通过竞争性谈判有幸获得这一项目的研究工作。本书基于项目研究报告和项目相关论文，本着通用性、前瞻性、系统性和实用性原则，经过系统总结编撰而成。本书是项目研究成果的系统总结，是李存斌教授及其团队集体智慧的结晶。本书在阐述电网创新技术的背景、定义及分类的基础上，从不同角度分析新能源发电技术、大数据技术、云计算技术、智能电网技术、大规模储能和超导技术、特高压技术、电动汽车充放电技术、能源互联网技术和电网复合创新技术对电网的影响；针对不同创新技术，分别采用不同方法开展综合评价，并选取典型技术对电网发展的影响进行实证预测评估；根据这些技术给电网企业带来的影响，从风险管控、预测预警、资源配置、绩效奖励等角度给出电网创新技术的应对策略及机制；基于上述理论研究成果，构建电网创新技术影响评估决策支持系统，为管理者制定科技发展战略提供依据和参考。全书思路清晰、结构合理、层次分明、深入浅出、应用翔实，形成了电网创新技术影响评估的系统理论和方法。可以预见，本书的出版将为电网等相关企业应对未来能源电力领域创新技术的影响和更好地进行科技创新、转化和应用等领域的战略决策提供有益借鉴。华北电力大学校长2017 年6 月前言电网是由输电、变电、配电设备及相应的辅助系统组成的联系发电与用电的统一整体。电网正在向安全、稳定、友好、自愈、高效的方向发展，电网的建设、生产与运营必然会应用大量的创新技术，这些创新技术给电网发展注入了强大动力，推动了电网跨越式发展，也是实现坚强智能电网以及构建全球能源互联网的重要基础。电网创新技术给电网企业生产与运营带来一定的影响，而不同类别的创新技术使这种影响更为复杂。因此，开展电网创新技术影响评估是对创新技术进行有效管理的前提，对制定电网科技发展战略的有效决策有着十分重要的意义。本书是国家电网公司总部科技项目“公司科技发展战略决策关键技术研究”子课题一和子课题四的主要研究成果之一，是在已发表的20 余篇相关学术论文和10 多篇相关博士硕士学位论文的基础上，经过系统归纳、整理、提炼和编撰而成的，是对电网创新技术影响评估的系统性阐述和总结。本书共分为10 章，本着通用性、系统性、实用性、前瞻性的原则，由浅及深、循序渐进进行安排。第1 章论述了电网创新技术及其影响评估的基本概念、评估内容和技术路线；第2 章介绍了电网创新技术影响评估的实施步骤、评估方法和模型；第3~6 章分别探讨了新能源发电技术、大数据技术、云计算与云服务技术、智能电网技术对电网的影响；第7 章列举并分析了其他重大创新技术对电网的影响，包括储能和超导技术、特高压技术、电动汽车充放电技术和能源互联网技术；第8 章提出了电网复合创新技术对电网综合影响的评估指标体系和评估模型；第9 章在前面分析的基础上，提出了电网创新技术影响的应对策略，并给出电网创新技术的风险管控机制和风险预警机制，是全书的升华；第10 章设计并研发了电网创新技术影响评估的决策支持系统，使书中的理论方法得到实际应用。本书由李存斌、王建军、周景进行策划、构思、拟定大纲、编撰和统稿等工作。在本书编写过程中，国家电网公司科技管理方面专家或领导李英、黄仁乐、刘前卫、姚建国、严胜、李红梅、覃剑、徐慧明、朱承治、宋卫东、张东霞、胡君慧、马莉、李晓龙等，华北电力大学檀勤良、董军、徐岸柳、张磊等，均给予了大力支持和帮助，通过直接或间接方式提出了许多指导性意见和建议；参加国网科技项目“公司科技发展战略决策关键技术研究”研究人员有刘吉成、董福贵、唐平舟、刘谊、陈永权、田惠英、黄敏芳、王辉、王钇、瞿斌、梁春燕等老师，还有博士和硕士研究生蔺帅帅、刘定、李小鹏、苑嘉航、徐方秋、鲁平、郑书誉、马原、李雯乐、潘张益、孙润波、计丽妍、李雅然等，这些老师和研究生通过发表学术论文、起草项目研究报告、撰写研究生毕业论文等方式进行了深入研究，为本书的写作提供了很好的素材。在本书的写作过程中，刘定、蔺帅帅、李雯乐、潘张益、张嘉慧和齐志平做了大量具体补充整理和修改完善等工作；华北电力大学校长杨勇平为本书起草了序言。在此，特向对本书撰写和出版给予帮助的所有人员一并表示衷心的感谢！期望本书的出版能够对广大读者有所裨益，帮助读者了解电网创新技术影响评估的相关知识和内容，若能抛砖引玉，激起读者进一步了解、学习和研究的兴趣，笔者将倍感欣慰。由于编撰和整理书稿的时间仓促，书中难免存在不妥和疏漏之处，恳请各位读者批评、斧正，欢迎各位同仁切磋、共勉。华北电力大学 李存斌（E-mail：lcb999@263.net QQ：844933566）2017 年6 月