無功補(bǔ)償技術(shù)的專利申請分析

摘要：國外涉及無功補(bǔ)償技術(shù)的專利申請從20世紀(jì)60年代就已經(jīng)開始，在20世紀(jì)80年代和90年代的申請量相對達(dá)到最大，而國內(nèi)涉及無功補(bǔ)償技術(shù)的專利申請從1985年開始呈逐漸增長的態(tài)勢，從2005年之后呈幾何式增長，在2012年達(dá)到申請量的頂峰。中國國家電網(wǎng)公司在無功補(bǔ)償領(lǐng)域的申請量遙遙領(lǐng)先，達(dá)到排在第二位的日本東芝的申請量的2倍，日本企業(yè)在無功補(bǔ)償領(lǐng)域的研發(fā)實(shí)力非常雄厚，全球排名前12位的申請人中，日本企業(yè)占據(jù)7席。從國內(nèi)來看，排名前九位的申請人中有六位是研究院或高校申請人，表明國內(nèi)對無功補(bǔ)償?shù)难芯恐饕性诶碚撋?，對?yīng)用于實(shí)際的無功補(bǔ)償裝置和設(shè)備的設(shè)計(jì)、投產(chǎn)還比較少。

關(guān)鍵詞：無功補(bǔ)償；專利申請

一、緒論

近年來，隨著中國電力工業(yè)的不斷發(fā)展，大范圍的高壓輸電網(wǎng)絡(luò)逐漸形成，同時(shí)對電網(wǎng)無功功率的要求也日益嚴(yán)格。無功電源如同有功電源一樣，是保證電力系統(tǒng)電能質(zhì)量、降低電網(wǎng)損耗以及保證其安全運(yùn)行所不可缺少的部分。電網(wǎng)無功功率不平衡將導(dǎo)致系統(tǒng)電壓的巨大波動，嚴(yán)重時(shí)會導(dǎo)致用電設(shè)備的損壞，出現(xiàn)系統(tǒng)電壓崩潰事故。[1]因此，無功補(bǔ)償對電力系統(tǒng)是十分重要的，研究無功補(bǔ)償有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。

本文重點(diǎn)分析了無功補(bǔ)償技術(shù)的專利申請情況，從無功補(bǔ)償?shù)膶＠暾垜B(tài)勢，國內(nèi)外重要申請人分析等幾方面進(jìn)行了詳細(xì)的介紹；專利數(shù)據(jù)選取的時(shí)限為2015 年12 月31 日之前公開的專利申請。

二、無功補(bǔ)償領(lǐng)域全球?qū)＠暾垜B(tài)勢

圖1示出了無功補(bǔ)償領(lǐng)域全球申請量趨勢，從全球申請量隨年份變化的趨勢可以看出，國外涉及無功補(bǔ)償技術(shù)的專利申請從20世紀(jì)60年代就已經(jīng)開始，在20世紀(jì)80年代和90年代的申請量相對達(dá)到最大，而國內(nèi)涉及無功補(bǔ)償技術(shù)的專利申請從1985年開始呈逐漸增長的態(tài)勢，從2005年之后呈幾何式增長，在2012年達(dá)到申請量的頂峰。造成這種申請量趨勢的原因可能在于，國外西方發(fā)達(dá)國家的國內(nèi)經(jīng)濟(jì)水平較高，從上個(gè)世紀(jì)60年代開始便對電能的需求有了大量的增長，而大量增長的電能需求必然會對電網(wǎng)的無功補(bǔ)償水平提出更高的要求，因而從70年代開始西方發(fā)達(dá)國家進(jìn)入了對無功補(bǔ)償技術(shù)的深入研究。直至80年代末，國外對無功補(bǔ)償?shù)膶＠暾埍３衷诿磕?00多件左右，一些有代表性的無功補(bǔ)償技術(shù)也誕生在這段時(shí)期，比如70年代末出現(xiàn)的靜止無功補(bǔ)償器（SVG）以及80年代誕生的靜止同步補(bǔ)償器（SVG）。

從圖中可以看到國內(nèi)的無功補(bǔ)償專利技術(shù)申請主要集中在2005年以后，在此之前一直增長緩慢，造成這種趨勢的原因可能在于2005年以前配電網(wǎng)無功補(bǔ)償領(lǐng)域主要應(yīng)用的方式是SVC以及并聯(lián)電容的補(bǔ)償方式，而SVC在國外出現(xiàn)得較早，其技術(shù)已經(jīng)非常成熟，因此有關(guān)SVC的專利大部分被國外企業(yè)所持有，數(shù)據(jù)表明，20世紀(jì)90年代，90%以上的國內(nèi)SVC市場被國際公司瓜分，不到10%由新興的國內(nèi)企業(yè)占有，2000年以后，國內(nèi)企業(yè)的市場份額才逐漸增加，但由于SVC的大部分核心專利被外國企業(yè)持有，因而國內(nèi)專利申請量依然較少。到2005年以后，隨著靜止同步補(bǔ)償器（SVG）的應(yīng)用逐漸廣泛，由于SVG的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)昂貴，使用成本居高不下，國內(nèi)以國家電網(wǎng)公司、中國電力科學(xué)院以及各大高校展開了對SVG的大量深入研究，在SVG補(bǔ)償裝置的結(jié)構(gòu)、組成以及控制方法等方面都取得了較大的突破，因此國內(nèi)的專利申請量從2005年以后也出現(xiàn)了爆炸性增長，在2012年達(dá)到頂峰，全年的專利申請量達(dá)到700多件，目前，國內(nèi)對SVG的研究在有些方面已處于國際先進(jìn)水平。

三、無功補(bǔ)償領(lǐng)域申請人分析

（一）全球重要申請人分布

圖2示出了在無功補(bǔ)償領(lǐng)域全球重點(diǎn)申請人的專利申請數(shù)量，從圖中可以看出中國國家電網(wǎng)公司在無功補(bǔ)償領(lǐng)域的申請量遙遙領(lǐng)先，達(dá)到排在第二位的日本東芝的申請量的2倍，日本企業(yè)在無功補(bǔ)償領(lǐng)域的研發(fā)實(shí)力非常雄厚，全球排名前12位的申請人中，日本企業(yè)占據(jù)7席，排在第二至六位的申請人全部是日本企業(yè)，排名依次為東芝（TOSHIBA）、三菱（MITSUBISHI）、富士電機(jī)（FUJI）、日進(jìn)（NISSHIN）以及日立（HITACHI）。另外德國西門子（SIMENS）、美國通用電氣（GENERAL）也在該榜單中占有一席之地。關(guān)于日本企業(yè)在上個(gè)世紀(jì)八、九十年代大量研發(fā)無功補(bǔ)償技術(shù)的原因，經(jīng)分析可能有以下兩點(diǎn)：（1）日本國內(nèi)經(jīng)濟(jì)水平發(fā)展較快，用電需求越來越高，相應(yīng)地對電能質(zhì)量的要求也越來越高，否則不能滿足社會大量用電的需求；（2）日本是一個(gè)資源匱乏的國家，節(jié)約能源刻不容緩，因此日本國內(nèi)非常重視能源的利用效率，先進(jìn)的無功補(bǔ)償技術(shù)能極大地提高電網(wǎng)電能的利用率，避免因無功功率得不到及時(shí)補(bǔ)償而造成的電網(wǎng)波動、諧波、設(shè)備損毀等一系列問題。

（二） 國內(nèi)重要申請人分布

圖3示出了國內(nèi)重點(diǎn)申請人在無功補(bǔ)償領(lǐng)域的專利申請量，從圖中可以看到國家電網(wǎng)公司依然一家獨(dú)大，其申請量超過了總量的60%，這歸因于國家電網(wǎng)公司雄厚的技術(shù)實(shí)力。作為掌握全國供電事業(yè)的大型國有企業(yè)，國家電網(wǎng)公司有義務(wù)，也有責(zé)任不斷研發(fā)新的無功補(bǔ)償技術(shù)來服務(wù)全國。另外從圖中可以看到，排名前九位的申請人中有六位是研究院或高校申請人，表明國內(nèi)對無功補(bǔ)償?shù)难芯恐饕性诶碚撋希瑢?yīng)用于實(shí)際的無功補(bǔ)償裝置和設(shè)備的設(shè)計(jì)、投產(chǎn)還比較少，因此國內(nèi)申請人可以在目前重視理論研究的基礎(chǔ)上，加大對產(chǎn)品應(yīng)用的研發(fā)力度，開發(fā)出能夠應(yīng)用目前處于世界先進(jìn)水平的無功補(bǔ)償理論的無功補(bǔ)償裝置。

四、結(jié)語

本文對無功補(bǔ)償領(lǐng)域?qū)＠暾垜B(tài)勢進(jìn)行了綜述。進(jìn)入八十年代后，靜止無功發(fā)生器（SVG）的出現(xiàn)使得無功補(bǔ)償技術(shù)進(jìn)入了快速發(fā)展期。我國在無功補(bǔ)償領(lǐng)域的技術(shù)起步較晚，但目前已成為全球該領(lǐng)域?qū)＠暾埩孔畲蟮膰?。同時(shí)，全球的重要申請人中，大部分為日本企業(yè)，而國內(nèi)的重要申請人則以國家電網(wǎng)公司為主。

參考文獻(xiàn)：

[1]高晶晶，趙玉林.電網(wǎng)無功補(bǔ)償技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2004，35（5）：639644.

作者簡介：肖高（1989），男，漢族，四川達(dá)州人，碩士，專利審查員，研究方向?yàn)榕潆娋W(wǎng)絡(luò)。