無功補償技術的專利申請分析

摘要：國外涉及無功補償技術的專利申請從20世紀60年代就已經開始，在20世紀80年代和90年代的申請量相對達到最大，而國內涉及無功補償技術的專利申請從1985年開始呈逐漸增長的態勢，從2005年之后呈幾何式增長，在2012年達到申請量的頂峰。中國國家電網公司在無功補償領域的申請量遙遙領先，達到排在第二位的日本東芝的申請量的2倍，日本企業在無功補償領域的研發實力非常雄厚，全球排名前12位的申請人中，日本企業占據7席。從國內來看，排名前九位的申請人中有六位是研究院或高校申請人，表明國內對無功補償的研究主要集中在理論上，對應用于實際的無功補償裝置和設備的設計、投產還比較少。

關鍵詞：無功補償；專利申請

一、緒論

近年來，隨著中國電力工業的不斷發展，大范圍的高壓輸電網絡逐漸形成，同時對電網無功功率的要求也日益嚴格。無功電源如同有功電源一樣，是保證電力系統電能質量、降低電網損耗以及保證其安全運行所不可缺少的部分。電網無功功率不平衡將導致系統電壓的巨大波動，嚴重時會導致用電設備的損壞，出現系統電壓崩潰事故。[1]因此，無功補償對電力系統是十分重要的，研究無功補償有著重要的現實意義。

本文重點分析了無功補償技術的專利申請情況，從無功補償的專利申請態勢，國內外重要申請人分析等幾方面進行了詳細的介紹；專利數據選取的時限為2015 年12 月31 日之前公開的專利申請。

二、無功補償領域全球專利申請態勢

圖1示出了無功補償領域全球申請量趨勢，從全球申請量隨年份變化的趨勢可以看出，國外涉及無功補償技術的專利申請從20世紀60年代就已經開始，在20世紀80年代和90年代的申請量相對達到最大，而國內涉及無功補償技術的專利申請從1985年開始呈逐漸增長的態勢，從2005年之后呈幾何式增長，在2012年達到申請量的頂峰。造成這種申請量趨勢的原因可能在于，國外西方發達國家的國內經濟水平較高，從上個世紀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的無功補償水平提出更高的要求，因而從70年代開始西方發達國家進入了對無功補償技術的深入研究。直至80年代末，國外對無功補償的專利申請保持在每年100多件左右，一些有代表性的無功補償技術也誕生在這段時期，比如70年代末出現的靜止無功補償器（SVG）以及80年代誕生的靜止同步補償器（SVG）。

從圖中可以看到國內的無功補償專利技術申請主要集中在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年以前配電網無功補償領域主要應用的方式是SVC以及并聯電容的補償方式，而SVC在國外出現得較早，其技術已經非常成熟，因此有關SVC的專利大部分被國外企業所持有，數據表明，20世紀90年代，90%以上的國內SVC市場被國際公司瓜分，不到10%由新興的國內企業占有，2000年以后，國內企業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持有，因而國內專利申請量依然較少。到2005年以后，隨著靜止同步補償器（SVG）的應用逐漸廣泛，由于SVG的結構復雜，造價昂貴，使用成本居高不下，國內以國家電網公司、中國電力科學院以及各大高校展開了對SVG的大量深入研究，在SVG補償裝置的結構、組成以及控制方法等方面都取得了較大的突破，因此國內的專利申請量從2005年以后也出現了爆炸性增長，在2012年達到頂峰，全年的專利申請量達到700多件，目前，國內對SVG的研究在有些方面已處于國際先進水平。

三、無功補償領域申請人分析

（一）全球重要申請人分布

圖2示出了在無功補償領域全球重點申請人的專利申請數量，從圖中可以看出中國國家電網公司在無功補償領域的申請量遙遙領先，達到排在第二位的日本東芝的申請量的2倍，日本企業在無功補償領域的研發實力非常雄厚，全球排名前12位的申請人中，日本企業占據7席，排在第二至六位的申請人全部是日本企業，排名依次為東芝（TOSHIBA）、三菱（MITSUBISHI）、富士電機（FUJI）、日進（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。關于日本企業在上個世紀八、九十年代大量研發無功補償技術的原因，經分析可能有以下兩點：（1）日本國內經濟水平發展較快，用電需求越來越高，相應地對電能質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）日本是一個資源匱乏的國家，節約能源刻不容緩，因此日本國內非常重視能源的利用效率，先進的無功補償技術能極大地提高電網電能的利用率，避免因無功功率得不到及時補償而造成的電網波動、諧波、設備損毀等一系列問題。

（二） 國內重要申請人分布

圖3示出了國內重點申請人在無功補償領域的專利申請量，從圖中可以看到國家電網公司依然一家獨大，其申請量超過了總量的60%，這歸因于國家電網公司雄厚的技術實力。作為掌握全國供電事業的大型國有企業，國家電網公司有義務，也有責任不斷研發新的無功補償技術來服務全國。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，表明國內對無功補償的研究主要集中在理論上，對應用于實際的無功補償裝置和設備的設計、投產還比較少，因此國內申請人可以在目前重視理論研究的基礎上，加大對產品應用的研發力度，開發出能夠應用目前處于世界先進水平的無功補償理論的無功補償裝置。

四、結語

本文對無功補償領域專利申請態勢進行了綜述。進入八十年代后，靜止無功發生器（SVG）的出現使得無功補償技術進入了快速發展期。我國在無功補償領域的技術起步較晚，但目前已成為全球該領域專利申請量最大的國家。同時，全球的重要申請人中，大部分為日本企業，而國內的重要申請人則以國家電網公司為主。

參考文獻：

[1]高晶晶，趙玉林.電網無功補償技術現狀及發展趨勢[J].東北農業大學學報，2004，35（5）：639644.

作者簡介：肖高（1989），男，漢族，四川達州人，碩士，專利審查員，研究方向為配電網絡。