謝 晶

（國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作天津中心，天津 300304）

智能用電依托堅(jiān)強(qiáng)電網(wǎng)、高級(jí)量測(cè)系統(tǒng)、智能分析、大數(shù)據(jù)等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了用戶側(cè)與電網(wǎng)側(cè)的雙向互動(dòng)[1-2]。智能用電技術(shù)主要包括智能電表、智能用電小區(qū)和V2G技術(shù)分支。

智能電表是智能用電環(huán)節(jié)中用于數(shù)據(jù)采集的基礎(chǔ)設(shè)備，主要實(shí)現(xiàn)電能數(shù)據(jù)的采集、記錄及上傳，是用電數(shù)據(jù)智能分析的基礎(chǔ)。

智能用電小區(qū)是智能用電與“互聯(lián)網(wǎng)+”的深度融合，是一個(gè)由傳統(tǒng)電力通信網(wǎng)絡(luò)、用電信息采集系統(tǒng)及區(qū)域配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)組成的電力系統(tǒng)框架，主要實(shí)現(xiàn)小區(qū)用電的智能化管理[3-4]。

V2G 技術(shù)指電動(dòng)汽車向電網(wǎng)送電的技術(shù)，其描述了電動(dòng)汽車與電網(wǎng)之間的雙向互動(dòng)，當(dāng)車載電池需要充電時(shí)，電流則由電網(wǎng)流向車輛，當(dāng)電動(dòng)汽車不使用時(shí)，車載電池將剩余可控電能反向輸送到電網(wǎng)系統(tǒng)[5]。

1 智能用電技術(shù)專利現(xiàn)狀分析

1.1 專利申請(qǐng)趨勢(shì)

為了更好地分析智能用電技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，挖掘其研究重點(diǎn)，文章選擇在Incopat 專利數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行檢索和數(shù)據(jù)分析。基于智能用電領(lǐng)域的各個(gè)技術(shù)分支進(jìn)行檢索，得到智能用電領(lǐng)域的各個(gè)技術(shù)分支專利在全球申請(qǐng)和中國(guó)申請(qǐng)的發(fā)展趨勢(shì)。

近年來，全球智能用電產(chǎn)業(yè)均處于增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，其中智能電表作為智能用電技術(shù)中最基礎(chǔ)的產(chǎn)品，在智能用電產(chǎn)業(yè)發(fā)展初期快速增長(zhǎng)，在2011 年后稍有回落，隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展，對(duì)電量數(shù)據(jù)的智能計(jì)量、分析提出了更高的要求，智能電表產(chǎn)業(yè)又出現(xiàn)了新的增長(zhǎng)期。

智能用電小區(qū)涉及自動(dòng)化技術(shù)、智能技術(shù)及供電技術(shù)的融合，其產(chǎn)業(yè)因市場(chǎng)規(guī)模等的限制，增長(zhǎng)趨勢(shì)較為緩慢。

作為典型的雙向互動(dòng)型柔性負(fù)荷，V2G 在智能用電產(chǎn)業(yè)中表現(xiàn)出極大的優(yōu)勢(shì)，隨著新能源技術(shù)的發(fā)展，自2009 年以后，專利申請(qǐng)量迅速增長(zhǎng)。

在中國(guó)申請(qǐng)中，智能用電領(lǐng)域的專利申請(qǐng)趨勢(shì)與全球申請(qǐng)趨勢(shì)保持一致，智能電表、智能用電小區(qū)和V2G 均基本保持增長(zhǎng)趨勢(shì)。其中，智能電表、V2G 增速較大，這與近年來人工智能技術(shù)及新能源技術(shù)的不斷發(fā)展密不可分；智能用電小區(qū)增長(zhǎng)較慢，與智能用電小區(qū)的技術(shù)綜合性覆蓋性廣以及對(duì)先進(jìn)技術(shù)的依賴性強(qiáng)等因素密切相關(guān)。

1.2 專利技術(shù)領(lǐng)域分布

由圖1 中的智能用電領(lǐng)域各技術(shù)分支的申請(qǐng)趨勢(shì)和申請(qǐng)量可知，在技術(shù)領(lǐng)域分布上，智能電表和V2G占比較大，智能用電小區(qū)占比較小。并且隨著分布式電源等技術(shù)的發(fā)展，V2G 的市場(chǎng)份額不斷增長(zhǎng)，而智能用電小區(qū)則受限于市場(chǎng)規(guī)模、技術(shù)發(fā)展等因素，專利申請(qǐng)量相對(duì)較小。

圖1 中國(guó)智能用電技術(shù)專利申請(qǐng)趨勢(shì)

1.3 專利技術(shù)來源分析

如圖2 所示技術(shù)主要來源國(guó)家和地區(qū)，在全球智能用電技術(shù)領(lǐng)域中，中國(guó)占據(jù)了一半以上的專利申請(qǐng)數(shù)量。中、美、韓、日、德占據(jù)全球前5 的專利申請(qǐng)量。

圖2 智能用電技術(shù)主要來源國(guó)家和地區(qū)分布

圖3 智能用電技術(shù)國(guó)外申請(qǐng)人分布

由表1 所示的全球智能用電技術(shù)流向（橫向?yàn)榧夹g(shù)來源國(guó)，縱向?yàn)榧夹g(shù)流向國(guó)），中、美、韓、日、德均以本國(guó)為主要專利布局對(duì)象，并且，除在本國(guó)布局以外，中國(guó)、美國(guó)、日本、德國(guó)均將WIPO 作為最大的專利申請(qǐng)目標(biāo)國(guó)，韓國(guó)將美國(guó)作為最大的專利申請(qǐng)目標(biāo)國(guó)，也充分體現(xiàn)了智能用電技術(shù)在國(guó)際市場(chǎng)的重要性。

而在智能用電技術(shù)中國(guó)專利申請(qǐng)中，中國(guó)專利技術(shù)主要來源于本土，中國(guó)本土申請(qǐng)量占據(jù)了申請(qǐng)總量95%，國(guó)外來華申請(qǐng)僅占5%，國(guó)外來華申請(qǐng)國(guó)主要包括日本、美國(guó)、韓國(guó)和德國(guó)，其中日本在中國(guó)的專利布局最多，美國(guó)和韓國(guó)僅次于日本。且國(guó)內(nèi)申請(qǐng)與國(guó)外來華申請(qǐng)均保持增長(zhǎng)的趨勢(shì)。國(guó)內(nèi)申請(qǐng)自2009 年后，迅速增長(zhǎng)，而國(guó)外來華申請(qǐng)則始終保持較低增速，并且兩者之間的差額還呈現(xiàn)不斷擴(kuò)大的趨勢(shì)。

1.4 國(guó)內(nèi)申請(qǐng)地域分布

在中國(guó)的地區(qū)分布圖中可以看出，廣東、江蘇、北京、浙江排名靠前，占比分比為16%，15%，12%和11%，這些省市的制造業(yè)相對(duì)發(fā)達(dá)，在智能電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的投入較大，且智能電網(wǎng)相關(guān)企業(yè)較多。并且這些省市在新能源汽車領(lǐng)域的投入也較大，有利于促進(jìn)新能源產(chǎn)業(yè)與新型電力系統(tǒng)的構(gòu)建。

1.5 國(guó)內(nèi)專利申請(qǐng)類型及有效性

在智能用電技術(shù)領(lǐng)域，中國(guó)專利申請(qǐng)類型主要以發(fā)明為主，實(shí)用新型為輔。智能用電領(lǐng)域的專利申請(qǐng)中的61%為發(fā)明專利，實(shí)用新型專利占比39%，這與該領(lǐng)域?qū)＠暾?qǐng)中多涉及智能控制方法有關(guān)。其中發(fā)明申請(qǐng)中授權(quán)的專利申請(qǐng)占29%。

我國(guó)智能用電領(lǐng)域的專利申請(qǐng)，雖然國(guó)內(nèi)申請(qǐng)與國(guó)外來華申請(qǐng)的專利有效性均為40%，但是由于國(guó)內(nèi)申請(qǐng)占比較大，我國(guó)的有效專利數(shù)量明顯高于國(guó)外來華的有效專利。

2 專利技術(shù)發(fā)展分析

伴隨智能終端、新型電力系統(tǒng)、新能源技術(shù)的發(fā)展，智能用電技術(shù)顯得尤為重要。目前智能用電技術(shù)的研究主要集中在智能電表、智能用電小區(qū)以及V2G技術(shù)領(lǐng)域，并且V2G 技術(shù)的研究呈現(xiàn)不斷增長(zhǎng)的趨勢(shì)。隨著分布式電源的研究深入，新能源與電網(wǎng)的融合互動(dòng)逐步加深，V2G 技術(shù)越發(fā)成為該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，可以為新型電力系統(tǒng)的構(gòu)建提供重要支撐。并且，隨著人工智能、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算的不斷發(fā)展，智能用電服務(wù)與小區(qū)智能系統(tǒng)的集成不斷加強(qiáng)，可以實(shí)現(xiàn)小區(qū)內(nèi)設(shè)備的智能化管理，以達(dá)到節(jié)能降耗的目的，智能用電小區(qū)也將成為該領(lǐng)域的重點(diǎn)研究方向。我國(guó)的智能用電技術(shù)的專利申請(qǐng)布局多集中于本國(guó)，國(guó)外市場(chǎng)份額占比較少，國(guó)際市場(chǎng)作為智能用電產(chǎn)業(yè)的重要市場(chǎng)，應(yīng)該引起我們的足夠重視。

3 總結(jié)

我國(guó)的智能用電技術(shù)起步較晚，但發(fā)展迅速，在各個(gè)技術(shù)分支均有一定的研究。作為智能電網(wǎng)的重要組成部分，可以結(jié)合已形成的智能電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，以示范區(qū)建設(shè)和應(yīng)用示范工程為基礎(chǔ)，在更大范圍、更深層次上改變我國(guó)用戶的用電模式，推動(dòng)我國(guó)電力系統(tǒng)的重大變革。