直流输电技术海外预警和专利布局--以南网科研院为例

直流输电技术海外预警和专利布局--以南网科研院为例

黄智达1，柳勇军1，付少帅2

(1.南方电网科学研究院有限责任公司，广州 510663；2.北京智专北斗知识产权咨询有限公司，北京 100080)

直流输电技术近年来发展迅速，广泛应用于国内外大容量、长距离的大型电力工程中，有力推动了电网技术发展。本文对直流输电技术进行海外专利预警分析，并以南方电网科学研究院有限责任公司（以下简称“南网科研院”）为例，为我国创新主体“走出去”提供专利布局建议。

一、直流输电技术海外专利预警分析

专利预警是由专利风险而发出的提前预警，包括地域分布、技术发展趋势、技术分布等宏观预警分析和重要竞争对手、重点研发团队、重点技术、核心专利分析等微观分析。

1.主要目标国家专利预警分析

目前，直流输电技术主要目标国家为中国、印度、马来西亚、越南、菲律宾、新加坡、泰国等中南亚国家，以及巴西、阿根廷、智利等南美洲国家。本文对直流输电技术全球主要国家专利预警风险等级进行分析，根据上述地域、专利法律状态及类型的布局分析，将直流输电技术海外专利预警风险划分为三个等级。其中，红色代表高风险区，授权及在审专利量大于等于200件；橙色达标中风险区，授权及在审专利量介于20-200件之间；绿色代表低风险或者无风险地区，授权及在审专利量少于20件。其中，专利在各个国家和地区布局的授权量或有效量比较大，专利壁垒风险较高，就会加大国内企业在海外布局的难度。

图1全球主要国家专利预警风险等级

对于直流输系统技术领域，印度处于中风险等级，巴西、阿根廷、马来西亚、越南、菲律宾、泰国、智利、新加坡处于低风险区；直流输电系统控制保护技术分支的技术壁垒较高，印度、巴西均处于中风险区，技术研发有一定的难度；直流输电系统仿真技术、直流输电系统调试技术授权或在审专利较少，专利壁垒较小，海外国家和地区均处于低风险区，可作为今后重点研发方向。

2. 重点申请人直流输电技术专利布局分析

ABB集团是电力和自动化技术领域的领导厂商，业务遍及全球100多个国家，其主要目标市场是中国（79件）其次是美国（43件）、印度（41件）。ABB的发明、实用新型专利的申请主要集中在H02J分类号内，包括供电或配电的电路装置或系统，发明的占比虽然不高，但在直流输电相关领域仍然具有一定的技术实力。ABB重点布局技术分支主要有三个，第一个是直流输电系统控制保护技术领域，其次是直流输电系统设计技术，第三是直流输电关键装备。上述三个重点布局点与我国的重点布局方向一致。

表1 ABB各技术分支专利有效性

值得注意的是，ABB重点专利CN102280898B公开了控制高压直流系统中的电压源变换器(CON1；CON2)的方法包括独立于连接到电压源变换器(CON1；CON2)的交流网络(N1；N2)中的状况地控制电压源变换器(CON1；CON2)生成的交流电压(UV1；UV2)的频率和电压幅值的步骤；该方法由高压直流系统的控制单元来执行；该专利的核心在于采用多相交错并联技术，将多个单相电压源变换器以交错的方式连接在一起，实现多相电流的交错并联，这种结构能够减小输入和输出电流的纹波，提高系统的稳定性和可靠性。同时，由于采用了多个单相电压源变换器，可以分散系统的功率负担，提高系统的可靠性和效率。

西门子的专利主要目标市场是德国（123件）国内、中国（51件）和美国（49件），向其它海外市场布局的专利较少。西门子主要布局在H02J分类号，包括供电或配电的电路装置或系统，发明专利占比虽然不高，但在直流输电相关技术领域仍然具有一定的技术实力。

表2西门子各技术分支专利有效性

西门子重点布局技术分支主要有三个，分别为直流输电系统控制保护技术领域、直流输电系统设计技术和直流输电关键装备，上述三个重点布局点与我国的重点布局方向一致。从2005年起，西门子主要集中在直流输电系统控制保护技术，其次是直流输电系统设计技术，其专利申请量较为连续，是西门子一直以来的研发热点和重点布局领域，尤其是针对直流输电系统控制保护技术，其在2014-2017年间均有较多的专利布局，而直流输电系统设计技术则保持稳定连续布局。

其重点专利DE102011005905B4公开了一种用于高压直流输电线路的开关，涉及直流输电系统控制保护技术领域，当电流过零或接近电流过零时，真空断路器断开，气体绝缘断路器的附加关断确保绝缘强度最终很高，并且不会发生真空断路器中的复燃。

该专利的核心在于采用了一种机械式开关装置，能够在高压直流输电线路出现故障时快速切断电流，防止故障扩大和保护线路设备。

三、南网科研院直流输电技术专利布局定位分析

南网科研院是我国重要创新主体，2011年开始布局直流输电技术领域，在直流输电技术领域共申请专利720件，其中发明申请559件，实用新型申请161件，授权发明349件，占总申请量的48.47%，发明专利的授权率超过50%，可见南网科研院在直流输电技术领域的专利申请质量较高，进一步说明了南网科研院在直流输电技术领域的专利质量高，应用价值高，具有雄厚的研发实力。此外，南网科研院海外专利布局主要涉及美国和欧洲专利局。

图2南网科研院各技术分支发展趋势

南网科研院在直流输电系统设计技术、直流输电系统控制保护技术以及直流输电系统仿真技术领域发展较早，随着直流输电的投入和运行，南网科研院近年来还在直流输电系统设计技术、直流输电系统控制保护技术、直流输电系统调试技术等方面有所发展。

四、直流输电专利技术海外布局建议

通过对上述现有国内外、竞争对手以及南网科研院自身现有专利布局的现状分析，建议整体上采用保护式和储备式结合的方式进行整体分阶段布局。

对于第一阶段，由于企业和主要竞争对手在专利申请量、专利布局数量和地区以及专利质量方面有一定差距，建议主要以保护式布局为主，辅以少量储备式专利布局，积蓄竞争资本，主要围绕企业核心技术构建严密专利网，提高竞争者的规避设计难度和研发成本，布局一些策略性专利。该阶段中，主要围绕竞争对手（如ABB、西门子）的核心专利或基础专利技术布局大量的外围专利，如涉及直流输电系统仿真技术、直流输电系统调试技术可重点布局基础专利或作为企业技术秘密予以保护。

第二阶段，可采用保护式和储备式兼顾的方式，该阶段南网科研院需要在前期专利分析，研判技术发展方向，进行前瞻性专利布局，重点进行专利围墙布局。

第三阶段，可采用对抗式、保护式以及储备式结合的方式进行，围绕竞争焦点布局有针对性的专利，形成对竞争者具有对抗作用或牵制作用的专利筹码，重点采用策略式、包绕式以及组合式专利布局方式。

南网科研院首先通过分析、评议、自查已有专利组合的疏漏。具体地，是否存在他人通过规避设计来绕开企业专利的可能、专利权是否稳定等，据此开展有针对性的布局规划，布局模式见下图。

图3 专利布局模式

地域布局方面，南网科研院主要面向传统的国内市场进行专利布局，其直流输电技术和产品主要是国内自用，仅有少量海外布局。建议重点布局在美国、俄罗斯、德国、法国、加拿大等重点知识产权保护环境较好的国家，同时，建议向一些新兴经济体，如东南亚印尼、马来西亚等国家、中东以及南美这些今后对直流输电技术有大量需求的国家或地区预先布局专利，占领市场。

类型布局方面，可针对南网科研院在直流输电技术领域的产品、方法、用途等进行发明、实用新型、外观设计或技术秘密方面的专利布局。南网科研院创新点较高的技术方案，考虑到技术的重要程度以及企业的发展策略，建议申请和布局国内的发明专利申请或者PCT专利申请，并布局国外发明专利，挖掘布局高价值专利；技术改进点较小或创造性较低的技术方案，建议申请国内实用新型专利申请；企业自身重要的核心技术机密如涉及直流输电具体工艺参数等可作为技术秘密予以永久保护。

另外，南网科研院在专利布局前应对市场和技术进行充分调研，了解国内外竞争对手的专利布局和技术发展情况，避免侵犯他人专利权；在研发成果达到一定成熟度后应及时申请专利，确保及时获得专利权，对涉及核心技术的研发成果应采取严格的保密措施，防止技术泄露和被抄袭。

五、结论

本文对直流输电技术进行海外专利预警分析，并以南网科研院为例，给出了相应的技术布局、地域布局、类型布局的建议，引导南网科研院在企业整体战略规划的基础上，从时间、地域、技术和产品等维度快速布局直流输电技术，构建严密高效的专利保护网，最终形成对企业有利格局的专利组合，保持南网科研院在直流输电技术领域的专利竞争优势，引领全球发展趋势，为国家能源安全做出突出贡献。