风力发电专题专利综述.docx

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风力发电专题专利综述

我国风电机组技术专利申请情况及分析

作者：

马君

单位：

专业：

学号：

摘要：

风能是一种清洁、廉价、储量极为丰富的可再生能源，不会带来环境污染问题，其储量也不会随着本身的转化和利用而减少。

目前世界风力发电发展速度超过其他新能源发展速度。

我国风能资源比较丰富，风能的开发可以缓解我国能源供应紧张的局面，也是我国实现减排目标的必要途径之一。

本文试图对风电机组技术在我国的专利申请情况进行统计和分析。

通过检索，统计风电机组技术的专利申请量，分析其历年的专利申请变化趋势，统计专利申请分布的技术领域，重点统计外国申请人，特别是外国大公司在我国的专利申请情况。

关键词：

风能可再生风电机组

Abstract:

thewindenergyisaclean,cheap,abundantreservesofrenewableenergy,won'tbringenvironmentalpollutionproblems,whichisalsonotasthetransformationandtheuseofitselfreduction.Thecurrentworldwindpowerdevelopmentspeedthanothernewenergydevelopmentspeed.WindpowerinChinaresourcesabundant,windenergyinChina'senergysupplydevelopmentcanalleviatethetight,Chinaisthenecessarywaytorealizeoneofthetargets.ThisarticleattemptstowindpowergeneratortechnologiesinChina'spatentapplicationforstatisticsandanalysis.Throughtheretrieval,thewindgeneratortechnologystatisticsofpatentapplication,analyzesitscalendaryearpatentapplicationchangetrend,statisticalpatentapplicationareasoftechnology,keydistributionofforeignapplicant,especiallyforeignstatisticsofbigcompaniesinChina'spatentapplication.

Keywords:

windenergyrenewableWindturbinepatent

风电机组技术在我国的专利申请情况及分析

风能是一种清洁、廉价、储量极为丰富的可再生能源，不会带来环境污染问题，其储量也不会随着本身的转化和利用而减少。

目前世界风力发电发展速度超过其他新能源发展速度。

我国风能资源比较丰富，陆地上离地面50米高度达到3级以上风能资源的潜在开发量约23.8亿千瓦，5一25米水深线以内近海区域、海平面以上50米高度可装机容量约2亿千瓦，我国风能开发潜力逾25亿千瓦。

风能的开发可以缓解我国能源供应紧张的局面，也是我国实现减排目标的必要途径之一。

国家政策的引导使得近年来我国风能产业得到迅猛发展，直接导致了风电设备制造队伍的迅速扩大，目前全国风机制造企业总计已经超过70家。

在知识经济时代，风能技术的进步是风能资源开发持续发展的基础，了解或拥有相关知识产权是企业生存和发展的基础。

风能技术主要包括风电机组技术、风电并网技术、海上风电技术和风能应用技术，其中风电机组技术是关键技术。

在现阶段，风能技术领域的知识产权主要是指专利权。

本文试图对风电机组技术在我国的专利申请情况进行统计和分析。

通过检索，统计风电机组技术的专利申请量，分析其历年的专利申请变化趋势，统计专利申请分布的技术领域，重点统计外国申请人，特别是外国大公司在我国的专利申请情况。

基于上述统计结果，分析风电机组技术的发展过程、风电机组技术的分布状况、外国申请人的专利申请情况以及外国大公司在我国的专利布局，从而为我国相关企业和研究人员借鉴、吸收和超越现有专利技术成果提供帮助，为我国政府和企业制定科研规划和商业决策提供参考信息。

风电机组技术专利申请情况统计分析

1.专利技术分析的样本构成

（1）检索范围和检索年限

本文采用的数据库是中国专利数据库（CPRSABS）。

CPRSABS的数据起止时间为1985年至2010年12月。

由于部分2009年和大量2010年的专利文献还没有公开，这两年的数据不完整。

即便如此，针对这些数据对风电机组领域的专利技术进行分析，仍然具有启示性意义。

（2）检索要素

采用分类号、关键词、分类号和关键词相结合的检索方式。

（3）检索结果

共检索到6704件专利文献。

2.专利申请的基本情祝及分析

通过在CPRSABS数据库中检索，得到风电机组方面的全部申请为6704件，其中发明专利申请共3713件，占全部申请量的53.4%。

图1显示了专利申请量按年份分布的情况，图2显示了发明专利申请和实用新型专利申请的变化趋势。

需要说明的是，由于专利数据存在两年的失真期，因此本文中2008年以前的数据才能准确反映当年的专利申请量情况。

图1申请量按时间分布情况

图2专利申请量的变化趋势

从图1中可以看出，风电机组专利申请有两个发展阶段，第一阶段是平稳的、处于低水平增长状态的阶段，时间从1985年到1999年间，每年申请均在50件以下;从2000年开始，申请量从平稳上升到急剧上升，2002年申请量首次突破100件，达到142件，2008年电请量首次突破1000件，达到1342件，2009年高达1726件。

这反映出专利申请受到技术发展水平、经济形势、国家政策的影响。

1985年，我国的专利制度刚开始建立，风电机组技术也处于从兴起到发展的阶段。

进人21世纪以来，世界范围内出现了能源危机和环保问题，国家对风能技术给予了高度关注和支持，因此风电机组技术得到了迅猛发展，专利申请量出现急剧增加，这也反映了申请人对市场、技术发展方向的敏感性。

图2显示了发明专利申请量和实用新型专利申请量的变化趋势。

无论是发明专利申请，还是实用新型专利申请，申请量都是逐年增加，并且二者都是在2001年之后，申请量有了比较大的增加。

2001年之后，发明专利申请量大于实用新型专利申请量，但是在2009年实用新型专利申请量首次超过发明专利申请量，这也反映出风电机组技术在我国正从研发阶段走向市场阶段。

3.专利申请的}要技术分布情祝及分析

《国际专利分类表》（IPC）是目前唯一国际通用的专利文献分类和检索工具，IPC分类号能够准确和细致地反映各个技术领域，因此，本文对样本中的专利申请按照IPC分类号进行统计，结果如图3所示。

在风电机组领域主要的IPC分类号包括:

F03D1/00具有基本上与风向一致的旋转轴线的风力发动机。

F03D3/00:

具有基本上与风向成直角的旋转轴线的风力发动机。

F03D5/00其他风力发动机。

F03D7/00:

风力发动机的控制。

F03D9/00:

特殊用途的风力发动机;风力发动机与受它驱动的装置的组合。

F03D11/00:

不包含在本小类其他组中或与本小类其他组无关的零件、部件或附件。

图3各IPC分类号下的专利申请

从图3中可以看出，F03D9下的专利申请数量明显多于其他分类号下的。

F03D9下的专利文献涉及特殊用途的风力发动机、风力发动机与受它驱动的装置的组合，这说明组合型的风力发动机（例如与太阳能的组合、风/气互补发电机、与其他动力设备的组合等）以及特殊用途的风力发动机（例如风电的物理储能、化学储能，离网风电等）是专利申请的热点。

此外，申请量由多到少依次为:

F03D11,F03D3,F03D1,F03D7,F03DS。

F03D11涉及风电机组关键部件，F03D3涉及垂直轴风电机组，F03D1涉及水平轴风电机组，F03D7涉及风电机组的控制技术，F03D5涉及其他类型的风电机组。

专利申请量在各个技术领域中的分布比较真实地反映了技术的发展情况。

4.外国申请人的申请情祝及分析

（1）国别分布

现阶段，尽管我国风电场中运行的风电机组大部分已是国产化机组，但是其中的关键技术和核心技术我国还没有完全掌握，因此，属于我国申请人的核心技术申请不多。

在该领域中，美国、德国、丹麦等发达国家始终保持世界一流的技术发展水平，在拥有相关专利与技术方面具有相对领先的优势。

这里选取美国（US）、德国（DF）、丹麦（DK）、日本（JP）、西班牙（F6）、韩国（KR）、英国（GB）、加拿大（CA）,澳大利亚（AL）、荷兰（NL）、瑞典（SF）、法国（FR）,俄罗斯（包括前苏联）（RU/SU）作为分析对象，对其向中国提交的风电机组技术专利申请量分别进行统计，统计结果参见图4

图4外国人申请的国别分布

图4所示是外国申请人的国别分布。

可以看出美国的专利申请量排名第一，为379件。

申请量在100件以上或接近100件的有德国、丹麦、日本、西班牙，上述4国的申请量分别是282件、197件、113件和77件。

这充分反映了在风电机组技术领域，美国、德国、丹

麦、日本、西班牙不仅具有一流的研发能力，而且对中国市场也给予了高度关注。

另外，还有较多专利申请的国家依次是韩国、英国、加拿大、澳大利亚、荷兰、瑞典、

（2）主要外国申请人

国外申请人主要以大公司为主，其专利申请的技术含量相对较高，具有较大的优势和竞争力。

本文选取已经进人中国市场的世界风电巨头:

维斯塔斯风力系统有限公司（Vestas）（丹麦）、通用电气公司（GEWind）（美国）、西门子有限公司（SiementWind）（德国）、歌美飒风电有限公司（包括歌美飒创新技术公司）（Gamasa）（西班牙）、再生动力系统股份公司（Rapowar）（德国）为样本，对其向中国提交的申清进行了统计。

图5主要国外申请人的申请量分布

从图5可以看出，美国通用电气公司在该领域的申请量达到299件，处于领先地位。

丹麦维斯塔斯风力系统有限公司位居第二，申请量为130件。

德国西门子有限公司、西班牙歌美飒风电有限公司（包括歌美飒创新技术公司）、德国再生动力系统股份公司也都有较大的申请量，分别是76件、55件和37件。

为了进一步了解这5家大公司在中国的专利布局，本文对其在中国的专利申请的具体情况进行了统计，具体参见表1一5。

表1通用电气公司的申请分布

表2维斯塔斯风力系统有限公司的申请分布

表3西门子有限公司的申请分布

表4歌美飒风电有限公司申请分布

表5再生动力系统股份有限公司申请分布

从表1一5可以看出，通用电气公司自1998年起就有了该领域的专利申请，但是大量申请都是在2003年之后，并且专利申请集中在F03D1,F03D11,F03D7分类号下。

西门子有限公司自1998年起就有了该领域的专利申请，但是在1998一2006年之间，申请量比较少，2007年之后才有明显增长，专利申请主要分布在F03D1,F03D11,F03D7,F03D9分类号下。

维斯塔斯风力系统有限公司2000年开始申请专利，申请量也是在2003年之后有了较快增长，并且在F03D11,F03D1,F03D7领域有较多的专利申请。

歌美飒风电有限公司是从2004年开始有了该领域专利申请，专利申请主要分布在F03D11,F03D7,F03D1分类号下。

再生动力系统股份公司（Repower）也是从2004年开始有了该领域专利申请，专利申请集中在

F03D7分类号下。

从这些数据可以看出，这些大公司在水平轴风机、部件、控制方面的申请量要高于在其他领域的，这也表明上述技术领域中的技术发展相当活跃。

结语

通过上述统计和分析可以看出:

从2000年开始，风电机组技术在我国的专利申请量高速增长，总申请量高达6704件。

专利申请集中在组合型的风力发动机以及特殊用途的风力发动机方面，此外，风机部件、垂直轴风电机组和水平轴风电机组、风机控制也是申请热点。

美国、德国、丹麦、日本、西班牙在我国已提出大量的专利申请，各大外国公司在我国的专利布局各有特点，但是在水平轴风机、部件、控制方面的申请量都比较集中。

风电机组技术是知识密集型的战略性高技术，其专利技术一定程度上代表了本行业的技术发展水平和发展方向。

尽管我国企业还没有完全掌握风电机组技术的核技术，但是华锐风电、金风科技、东方电气、湘能电气等一批企业，无论是在技术研发还是产品制造上都在

J决速进步。

我们应当抓住机遇，争取在风电机组技术领域形成我国的技术高点，以期对全球低碳经济的发展作出贡献。

参考文献

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电子工业出版社,2010

[2]蔡凯.《风电场对电力系统稳定性的影响》.江苏:

江苏大学出版社,2010

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机械工业出版社,2010

[4]王志新.风电机组关键技术分析.中国电机工程学报,2009（11）：

38-43

[5]宁玉泉.新型风电机组发展趋势.电气技术,2009（8）：

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[6]王君.中国风电机组发展现状与关键技术.内蒙古石油化工,2011（06）：

15-20

[7]薛正福.大型风电机组现状及关键技术.科技创新导报,2008（24）:

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