中國風電技術專利戰略探討與研究

婁靜麗

湘電風能有限公司 湖南 湘潭 411102

引言

從2004年開始，我國風電行業在裝機容量、制造水平及規模上快速發展，目前我國的裝機量已經居于世界前列，風電已成為我國新能源產業的重中之重。但是在風電的發展過程中也暴露了不少的缺點和不足，比如最初風電機組都是購買國外的技術，在專利技術上受到歐美國家的相關制約，很多關鍵配套產品受制于歐美國家的供貨限制，一定程度上阻礙了國內風電產業的發展。所以，要想擺脫歐美國家的技術限制，在風電行業上專利技術的發展不可或缺。本文章針對國內風電行業專利技術進行總結分析，在對中國風力發電技術的專利進行檢索的基礎上，針對專利類型的分布、區域分布、主要申請人以及專利生命周期進行定性定量分析，結合我國風電制造業的實際情況，研究和提出制定專利戰略的措施和建議。

1 中國風電技術的發展歷程

從當前技術的應用現狀來看，風力發電技術的發展趨勢可以歸納為以下六個方面:①單機容量不斷增大，2010年底5MW的風機進入試運行階段，2020年已經開始10MW風機的生產和安裝；②機組葉片更大更長，葉片捕風效率更高，成本更低；③塔架高度不斷增加，目前塔筒高度最高可達140米；④ 由陸地擴張至海洋。海上風力發電機組的功率更大，近幾年海上風電的平均增長速度達到80%。⑤分散式發電蓬勃發展，更加適合地區性，配置更加靈活。⑥智慧風場成為主流，智慧運維技術融入風電場的管理技術，大大提高使用和運維效率。[1]

2 基于不同分類標準的風力發電機的類型劃分

大型風力發電機組根據不同的分類標準可以劃分為:①按是否變槳劃分:分為定槳距和變槳距風電機組。變槳距是調節安裝在輪轂上葉片的迎風角度的大小，定槳矩是指葉片與輪轂是剛性連接，角度不能調節。②按葉片數量劃分:有兩葉片、三葉片和多葉片風力發電機組，目前三葉片風力發電機組是主流機型；③按電機種類劃分:分為直驅永磁同步和雙饋異步風力發電機組，總體來說直驅永磁同步風力發電機組具有可傳動部件少，結構簡單，故障率低的優點，而雙饋異步風力發電機組能控制無功功率，并通過獨立控制轉子勵磁電流解耦有功功率和無功功率控制[2]；④按軸的方向劃分:可分為水平軸、垂直軸風力發電機組，目前大部分風力發電機組都是水平軸，垂直軸主要集中在小型風電機組上；⑤按安裝區域劃分:包括海上和陸上風力發電機組，相比陸上風力發電機組，海上風機具有風能利用率更高、單機裝機容量更大的優點，但也比陸上風機有更高的技術要求。

3 中國風電行業技術專利分析

3.1 中國風電專利的專利類型分布 專利類型的分布反映該技術領域的申請人專注于保護創新的功能還是外觀。其中，通常情況下，發明專利相對于實用新型的占比，反映該領域的創新程度高低。根據檢索數據分析，更新至2020年底，有關風力發電技術的專利，中國發明專利數量為19392件，實用新型為20325件，占比分別為48.8%和51.1%。發明專利所占的比重將近一半，說明風電行業是一個以科技創新為主的行業，并且還有極大的技術發展前景。當前風力發電面臨著技術路線之爭，海上風電、高原風電、低風區發電等也有許多技術問題需要解決。這些技術領域將會出現越來越多的發明專利。

圖1 中國風電專利的類型分布

圖2 中國風電專利申請區域分布

3.2 中國風電專利的區域分布 從圖中可以看出，江蘇省以5806件風電專利成為全國風電技術領域專利申請最多的省份，其次是北京4908，專利申請量為543個件，再次是廣東，專利申請量為3105件。除此之外，浙江、上海和山東等省市也都有較多的風電專利申請量。由此說明這些省市比較注重風電技術的發展，風電機組制造企業較多。

如果按地理區域劃分，東南沿海經濟發達以及風力資源較為豐富的省份風電專利申請量較多，另外科技創新較多的江蘇和北京也排名前列。由此說明風電技術的發展一是取決于市場需求，二是取決于科技創新的程度。

3.3 中國風電專利的申請人分析 中國風電專利主要申請人，排名前三的分別是金風科創、國電聯合動力和新疆金風。除了這三個申請人之外，明陽、國家電網、通用電氣、西門子、華北電力大學、上海電力大學和上海電氣風電集團等單位或個人也在中國申請了較多的風電專利。排名前十的主要風電企業基本占據了中國風電市場的半壁江山，充分說明了專利戰略的實質就是“兵馬未動，糧草先行”，中國風電專利領域未來的競爭，也將主要來自于這些申請人之間的競爭。

在中國風電專利申請量排名前十申請人當中，中國申請人占了80%，而且申請量位于前5的都是中國企業。相對于風電技術發展早期，中國申請人的數量和排名均有了極大地提高。由此可以看出，在中國風電領域早期階段，外國申請人比中國更具有競爭優勢和創新能力，通過國家對風電設備國產化率的政策要求，以及中國風電企業通過引進、吸收、二次創新，國內風電企業成長迅速。

對于中國本土風電企業來說，因地制宜地開發適用于中國地理特征和氣候環境的風電機組，借鑒國外風力發電技術的經驗，轉化吸收再自主創新，進行二次創新，建立自身的競爭優勢[3]。

圖3 中國風電專利的主要申請人及其專利申請量

3.4 中國風電專利生命周期分析 圖4對中國風電專利的申請量和申請人數進行了同時考量，從圖中可以看出，中國風電技術領域的專利申請量和專利申請人數的發展基本上保持了同樣的發展趨勢。從2000年到2003年兩者都是處于90到200之間的水平，而在2008年之后，兩者都有了較大幅度的增長，達到了1000以上，之后一直穩步增長。

從中國風電專利生命周期進行分析，2000年以前屬于中國風電技術的起步階段，剛剛開始進行研究探索，專利申請量寥寥可數。在這之后，中國風電技術進入了快速發展期，專利申請量穩步上升。2013年以后，中國風電技術日趨成熟，專利申請速度減緩，但一直保持穩步增長。

圖4 中國風電技術領域生命周期

4 我國風電專利情況研究結論

根據對我國風電專利情況的分析，結果國內的風電發展趨勢，對風電行業的專利發展的結論和建議如下:

4.1 重視知識產權創造與保護

(1)重視知識產權創造:加快研發力度和研發進度，盡早實現從技術引進型企業到自主創新型企業的的轉型。我國大部分風電制造業都是技術引進型企業，一旦做大做強，可能面臨的最嚴峻的問題就是知識產權問題，所以加快研發力度和研發進度，盡早實現從技術引進到自主創新的歷史轉型，是中國風電設備制造業亟需完成的任務。并且中國的地理特征跟國外不同，氣候環境也比歐洲更惡劣，對于風力發電機組的適應性要求更高，中國風電企業應該在巨人的肩膀上進一步優化風機技術，形成自己的知識產權。

(2)提高專利申請文本的質量:把握發明要點，確定權利要求保護范文，提高專利授權率。通過國內主要競爭者的重要專利進行分析可以看出，一方面，從權利要求上看，國外申請人專利申請的權利要求數量整體上要比國內申請人專利申請人的權利要求數量要占絕對優勢。雖然權利要求數量并不是衡量專利質量唯一指標，但依此可說明國外申請人所撰寫的專利申請文件及其專利本身的質量更高，對創新性技術提供了一個嚴密的體系性保護。另一方面，國外申請人的專利申請書比國內申請人的專利申請書包含了更多的實施例，此即說明國外在該技術領域的專利技術具有更大的實現可能性，是一種真正的技術上的進行和創新，而國內專利申請當中，有相當數量的專利在實施例方面非常不夠，除了策略上的考慮之外，可以認為這些專利在很大程度上尚處于理論上的探討階段，在技術的執行和實現方面較弱。

因此，對于中國風電制造企業而言，除了要緊緊結合自身的技術優勢，緊跟技術發展前沿和脈絡，注重技術創新的同時，要重視專利申請并注重提高專利申請文件的撰寫質量，提高專利授權率，發揮專利保護創新的價值和功能。

(3)制定適應于自身發展階段的知識產權戰略。根據創新型企業的一般成長規律，企業可以根據研發水平和經濟實力選擇進攻型專利戰略、防御型專利戰略、混合型專利戰略或跟進型專利戰略。目前中國風電企業宜采取防御型專利戰略和跟進型專利戰略為主，等到發展一定階段，可考慮選擇進攻型專利戰略[4]。此外，企業應充分開展產、學、研合作，在關鍵技術研發上進行聯合攻關，實現技術的再創新與集成創新，實施“外圍專利”包圍策略。中國風電企業當前可以抓住后經濟危機時代的契機，在進行細致的專利調查的基礎上進行海外企業并購。

4.2 加強專利預警數據庫建設與相應的制度完善 針對企業自身產品確定關鍵技術領域，建立專利預警數據庫，并加強預警制度建設。

一方面，在科研立項、產品開發、技術貿易和解決侵權糾紛等環節充分運用利用專利預警數據庫，尤其是在作出重要的決策如收購活動之前，必須預先進行知識產權盡職調研，進行風險評估和相應的風險控制。

另一方面，建立健全知識產權預警機制與應對機制。中國風電企業應建立與自身知識產權戰略目標相協調的知識產權管理體系，完善與其商業發展模式相適應的知識產權保護和風險防控機制，為企業增強市場競爭優勢，進而提升市場控制力提供有效支撐。