智能變壓器是組成智能變電站的核心設(shè)備,其在智能系統(tǒng)環(huán)境下,通過網(wǎng)絡(luò)與其他設(shè)備或系統(tǒng)進行交互,實現(xiàn)先進、可靠、集成、低碳和環(huán)保的目標,以滿足電網(wǎng)運行的安全性、可靠性、靈活性要求,實現(xiàn)資源優(yōu)化配置。本文通過分析智能變壓器技術(shù)國內(nèi)外專利現(xiàn)狀,以期促進我國智能變壓器技術(shù)的發(fā)展,幫助國內(nèi)相關(guān)企業(yè)利用專利信息提高研究起點、跟蹤技術(shù)的國際發(fā)展趨勢、調(diào)整技術(shù)研究方向,提高技術(shù)實力。
專利布局起步較早
從全球范圍看,智能電網(wǎng)輸電技術(shù)領(lǐng)域的專利申請最早始于1967年,但直到1982年,與之相關(guān)的智能變壓器技術(shù)的年專利申請量也未超過5件,這一階段屬于智能變壓器技術(shù)發(fā)展的萌芽期。從1983年至2000年,智能變壓器技術(shù)的專利申請量呈現(xiàn)出波浪式前進的趨勢,年專利申請量在5件至20件,處于智能變壓器技術(shù)的緩慢發(fā)展期。2001年至2009年,該領(lǐng)域的專利申請量開始出現(xiàn)較快的增長,如2008年全年的專利申請量已接近50件,而2009年全年的專利申請量更是增長到120件,此后一直保持著較高的增長率,這一時期處于智能變壓器技術(shù)的快速發(fā)展期。值得注意的是,自2010年以來,每年智能變壓器技術(shù)相關(guān)專利申請均超過200件。統(tǒng)計結(jié)果顯示,該技術(shù)領(lǐng)域近5年的申請量之和已經(jīng)占到智能變壓器技術(shù)全部專利申請的62%。
下面,筆者分別對智能變壓器技術(shù)涉及的測量技術(shù)、監(jiān)測技術(shù)、控制技術(shù)、保護技術(shù)以及綜合技術(shù)等進行統(tǒng)計分析。從相關(guān)專利檢索的數(shù)量來看,涉及監(jiān)測技術(shù)的專利申請量最多,已經(jīng)占據(jù)該領(lǐng)域全部專利申請的50%以上;涉及控制技術(shù)的專利申請量占據(jù)了該領(lǐng)域?qū)@暾埖?8%;而涉及測量技術(shù)、保護技術(shù)、綜合技術(shù)的專利申請占該領(lǐng)域?qū)@暾埖?%至5%。可見,智能變壓器監(jiān)測和控制相關(guān)技術(shù)是申請人研發(fā)和提交專利申請的關(guān)鍵和重點領(lǐng)域。
以測量技術(shù)為例,該技術(shù)是智能化變電站的基本技術(shù),即對相關(guān)參量數(shù)字化測量,所屬參量包括變壓器油溫、有載分接開關(guān)分接位置、開關(guān)設(shè)備分合閘位置等。測量技術(shù)的作用在于提供主油箱頂層和底部油溫度的測量,可判斷變壓器是否過熱、冷卻裝置運行是否異常等。此外,智能化變電站對智能化設(shè)備要求的另一項基本技術(shù)是控制網(wǎng)絡(luò)化,即對有控制需求的部件實現(xiàn)基于網(wǎng)絡(luò)控制,如變壓器冷卻裝置、有載分接開關(guān)和開關(guān)操作機構(gòu)等。
申請數(shù)量總體占優(yōu)
值得一提的是,在智能變壓器技術(shù)全部專利申請中,我國的專利申請占全球申請總量的65%,在數(shù)量上具有絕對優(yōu)勢,排名第二位的是日本,占比達14%。我國企業(yè)相比于其他國家企業(yè)具有明顯的數(shù)量優(yōu)勢。
從專利申請量排名來看,智能變壓器技術(shù)領(lǐng)域申請量排名前十位的申請人包括國家電網(wǎng)公司、東芝公司、三菱公司、ABB公司、新疆特變電工、韓國電力公司、天威集團、上海交通大學(xué)、日立株式會社及富士電子工業(yè)株式會社,但這十名主要申請人的申請總量僅占智能變壓器技術(shù)專利申請總量的35%。這說明躋身智能變壓器技術(shù)領(lǐng)域的申請人相對較分散,全球各大企業(yè)及研究機構(gòu)都對智能變壓器技術(shù)研發(fā)十分關(guān)注。
從專利申請涉及技術(shù)領(lǐng)域來看,相關(guān)企業(yè)都關(guān)注監(jiān)測與控制方面,其中新疆特變電工、天威集團、上海交通大學(xué)特別注重這兩大領(lǐng)域的技術(shù)研發(fā)和專利布局。國家電網(wǎng)公司也在這兩大領(lǐng)域進行了專利布局,此外其還在測量、保護、綜合技術(shù)領(lǐng)域進行了專利布局。ABB公司在測量技術(shù)和綜合技術(shù)領(lǐng)域都投入了較多精力,尤其是在綜合技術(shù)方面,其專利申請占比位居第一。
筆者認為,目前智能變壓器技術(shù)處于技術(shù)發(fā)展期,屬于智能電網(wǎng)技術(shù)中的熱點技術(shù)之一。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示,在智能變壓器技術(shù)各技術(shù)領(lǐng)域中,監(jiān)測技術(shù)的專利申請量在該領(lǐng)域中的權(quán)重最大,緊跟其后的分別是控制技術(shù)、測量技術(shù)、保護技術(shù)、綜合技術(shù)。但就該技術(shù)領(lǐng)域?qū)@暾埌l(fā)展態(tài)勢來看,它們都是全球較為關(guān)注的技術(shù)領(lǐng)域。
筆者建議,我國企業(yè)在進行相關(guān)技術(shù)研發(fā)時,應(yīng)充分應(yīng)用專利信息,提升研發(fā)效率,進一步優(yōu)化和完善相關(guān)領(lǐng)域的專利布局。(趙露澤)