娄静丽

湘电风能有限公司 湖南 湘潭 411102

引言

从2004年开始，我国风电行业在装机容量、制造水平及规模上快速发展，目前我国的装机量已经居于世界前列，风电已成为我国新能源产业的重中之重。但是在风电的发展过程中也暴露了不少的缺点和不足，比如最初风电机组都是购买国外的技术，在专利技术上受到欧美国家的相关制约，很多关键配套产品受制于欧美国家的供货限制，一定程度上阻碍了国内风电产业的发展。所以，要想摆脱欧美国家的技术限制，在风电行业上专利技术的发展不可或缺。本文章针对国内风电行业专利技术进行总结分析，在对中国风力发电技术的专利进行检索的基础上，针对专利类型的分布、区域分布、主要申请人以及专利生命周期进行定性定量分析，结合我国风电制造业的实际情况，研究和提出制定专利战略的措施和建议。

1 中国风电技术的发展历程

从当前技术的应用现状来看，风力发电技术的发展趋势可以归纳为以下六个方面:①单机容量不断增大，2010年底5MW的风机进入试运行阶段，2020年已经开始10MW风机的生产和安装；②机组叶片更大更长，叶片捕风效率更高，成本更低；③塔架高度不断增加，目前塔筒高度最高可达140米；④ 由陆地扩张至海洋。海上风力发电机组的功率更大，近几年海上风电的平均增长速度达到80%。⑤分散式发电蓬勃发展，更加适合地区性，配置更加灵活。⑥智慧风场成为主流，智慧运维技术融入风电场的管理技术，大大提高使用和运维效率。[1]

2 基于不同分类标准的风力发电机的类型划分

大型风力发电机组根据不同的分类标准可以划分为:①按是否变桨划分:分为定桨距和变桨距风电机组。变桨距是调节安装在轮毂上叶片的迎风角度的大小，定桨矩是指叶片与轮毂是刚性连接，角度不能调节。②按叶片数量划分:有两叶片、三叶片和多叶片风力发电机组，目前三叶片风力发电机组是主流机型；③按电机种类划分:分为直驱永磁同步和双馈异步风力发电机组，总体来说直驱永磁同步风力发电机组具有可传动部件少，结构简单，故障率低的优点，而双馈异步风力发电机组能控制无功功率，并通过独立控制转子励磁电流解耦有功功率和无功功率控制[2]；④按轴的方向划分:可分为水平轴、垂直轴风力发电机组，目前大部分风力发电机组都是水平轴，垂直轴主要集中在小型风电机组上；⑤按安装区域划分:包括海上和陆上风力发电机组，相比陆上风力发电机组，海上风机具有风能利用率更高、单机装机容量更大的优点，但也比陆上风机有更高的技术要求。

3 中国风电行业技术专利分析

3.1 中国风电专利的专利类型分布 专利类型的分布反映该技术领域的申请人专注于保护创新的功能还是外观。其中，通常情况下，发明专利相对于实用新型的占比，反映该领域的创新程度高低。根据检索数据分析，更新至2020年底，有关风力发电技术的专利，中国发明专利数量为19392件，实用新型为20325件，占比分别为48.8%和51.1%。发明专利所占的比重将近一半，说明风电行业是一个以科技创新为主的行业，并且还有极大的技术发展前景。当前风力发电面临着技术路线之争，海上风电、高原风电、低风区发电等也有许多技术问题需要解决。这些技术领域将会出现越来越多的发明专利。

图1 中国风电专利的类型分布

图2 中国风电专利申请区域分布

3.2 中国风电专利的区域分布 从图中可以看出，江苏省以5806件风电专利成为全国风电技术领域专利申请最多的省份，其次是北京4908，专利申请量为543个件，再次是广东，专利申请量为3105件。除此之外，浙江、上海和山东等省市也都有较多的风电专利申请量。由此说明这些省市比较注重风电技术的发展，风电机组制造企业较多。

如果按地理区域划分，东南沿海经济发达以及风力资源较为丰富的省份风电专利申请量较多，另外科技创新较多的江苏和北京也排名前列。由此说明风电技术的发展一是取决于市场需求，二是取决于科技创新的程度。

3.3 中国风电专利的申请人分析 中国风电专利主要申请人，排名前三的分别是金风科创、国电联合动力和新疆金风。除了这三个申请人之外，明阳、国家电网、通用电气、西门子、华北电力大学、上海电力大学和上海电气风电集团等单位或个人也在中国申请了较多的风电专利。排名前十的主要风电企业基本占据了中国风电市场的半壁江山，充分说明了专利战略的实质就是“兵马未动，粮草先行”，中国风电专利领域未来的竞争，也将主要来自于这些申请人之间的竞争。

在中国风电专利申请量排名前十申请人当中，中国申请人占了80%，而且申请量位于前5的都是中国企业。相对于风电技术发展早期，中国申请人的数量和排名均有了极大地提高。由此可以看出，在中国风电领域早期阶段，外国申请人比中国更具有竞争优势和创新能力，通过国家对风电设备国产化率的政策要求，以及中国风电企业通过引进、吸收、二次创新，国内风电企业成长迅速。

对于中国本土风电企业来说，因地制宜地开发适用于中国地理特征和气候环境的风电机组，借鉴国外风力发电技术的经验，转化吸收再自主创新，进行二次创新，建立自身的竞争优势[3]。

图3 中国风电专利的主要申请人及其专利申请量

3.4 中国风电专利生命周期分析 图4对中国风电专利的申请量和申请人数进行了同时考量，从图中可以看出，中国风电技术领域的专利申请量和专利申请人数的发展基本上保持了同样的发展趋势。从2000年到2003年两者都是处于90到200之间的水平，而在2008年之后，两者都有了较大幅度的增长，达到了1000以上，之后一直稳步增长。

从中国风电专利生命周期进行分析，2000年以前属于中国风电技术的起步阶段，刚刚开始进行研究探索，专利申请量寥寥可数。在这之后，中国风电技术进入了快速发展期，专利申请量稳步上升。2013年以后，中国风电技术日趋成熟，专利申请速度减缓，但一直保持稳步增长。

图4 中国风电技术领域生命周期

4 我国风电专利情况研究结论

根据对我国风电专利情况的分析，结果国内的风电发展趋势，对风电行业的专利发展的结论和建议如下:

4.1 重视知识产权创造与保护

(1)重视知识产权创造:加快研发力度和研发进度，尽早实现从技术引进型企业到自主创新型企业的的转型。我国大部分风电制造业都是技术引进型企业，一旦做大做强，可能面临的最严峻的问题就是知识产权问题，所以加快研发力度和研发进度，尽早实现从技术引进到自主创新的历史转型，是中国风电设备制造业亟需完成的任务。并且中国的地理特征跟国外不同，气候环境也比欧洲更恶劣，对于风力发电机组的适应性要求更高，中国风电企业应该在巨人的肩膀上进一步优化风机技术，形成自己的知识产权。

(2)提高专利申请文本的质量:把握发明要点，确定权利要求保护范文，提高专利授权率。通过国内主要竞争者的重要专利进行分析可以看出，一方面，从权利要求上看，国外申请人专利申请的权利要求数量整体上要比国内申请人专利申请人的权利要求数量要占绝对优势。虽然权利要求数量并不是衡量专利质量唯一指标，但依此可说明国外申请人所撰写的专利申请文件及其专利本身的质量更高，对创新性技术提供了一个严密的体系性保护。另一方面，国外申请人的专利申请书比国内申请人的专利申请书包含了更多的实施例，此即说明国外在该技术领域的专利技术具有更大的实现可能性，是一种真正的技术上的进行和创新，而国内专利申请当中，有相当数量的专利在实施例方面非常不够，除了策略上的考虑之外，可以认为这些专利在很大程度上尚处于理论上的探讨阶段，在技术的执行和实现方面较弱。

因此，对于中国风电制造企业而言，除了要紧紧结合自身的技术优势，紧跟技术发展前沿和脉络，注重技术创新的同时，要重视专利申请并注重提高专利申请文件的撰写质量，提高专利授权率，发挥专利保护创新的价值和功能。

(3)制定适应于自身发展阶段的知识产权战略。根据创新型企业的一般成长规律，企业可以根据研发水平和经济实力选择进攻型专利战略、防御型专利战略、混合型专利战略或跟进型专利战略。目前中国风电企业宜采取防御型专利战略和跟进型专利战略为主，等到发展一定阶段，可考虑选择进攻型专利战略[4]。此外，企业应充分开展产、学、研合作，在关键技术研发上进行联合攻关，实现技术的再创新与集成创新，实施“外围专利”包围策略。中国风电企业当前可以抓住后经济危机时代的契机，在进行细致的专利调查的基础上进行海外企业并购。

4.2 加强专利预警数据库建设与相应的制度完善 针对企业自身产品确定关键技术领域，建立专利预警数据库，并加强预警制度建设。

一方面，在科研立项、产品开发、技术贸易和解决侵权纠纷等环节充分运用利用专利预警数据库，尤其是在作出重要的决策如收购活动之前，必须预先进行知识产权尽职调研，进行风险评估和相应的风险控制。

另一方面，建立健全知识产权预警机制与应对机制。中国风电企业应建立与自身知识产权战略目标相协调的知识产权管理体系，完善与其商业发展模式相适应的知识产权保护和风险防控机制，为企业增强市场竞争优势，进而提升市场控制力提供有效支撑。