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摘 要：能源生產和消费革命是我国的一项长期战略，但是运用新能源技术装机规模较大，由于其中风、光电源出力的间歇性和波动性，以及反负荷特性，不仅无法应对高峰负荷时段的支撑需求，反而在低谷或汛期增加了电网调峰困难。因此，需要将当前原始出力特性的新能源装机建设转变为广义源储系统。本文以专利技术为切入点，对广义源储系统领域的国内专利申请进行分析研究，通过对统计数据的深入分析，客观的认定该领域专利技术的发展重点，该领域的区域分布，以及该领域中参与技术竞争的主要申请人和主要技术人才，解析该领域的核心专利技术，并预测该领域的发展趋势，以对广义源储系统的专利布局提供借鉴。
关键词：广义源储系统;新能源;专利
Research on intellectual property of generalized source storage system
Mo Xiaoqi Deng Cui Xie Xinmiao
Changshashi Huhang Patent Agency Office HunanChangsha 410100
Abstract：The revolution of energy production and consumption is a longterm strategy in China.However，the installed capacity of new energy technology is relatively large.and due to the intermittent and fluctuating output of wind and optical power sources，as well as the anti load characteristics，it can not meet the support demand in peak load period，increase the difficulty in peak load regulation in low valley or flood season.Therefore，it is necessary to transform the current new energy installation with original output characteristics into generalized source storage system.Based on the patent technology，this paper analyzes and studies the domestic patent applications in the field of generalized source storage system.Through the indepth analysis of the statistical data，it objectively identifies the development focus of the patent technology in the field，the regional distribution of the field，as well as the main applicants and main technical talents participating in the technical competition in the field，analyzes the core patent technology in this field，and predicts the development of the patent technology in this field The development trend of this field is measured in order to provide reference for the patent layout of generalized source storage system Keywords：Generalized source storage system;New energy;Patent
1 概述
2014年6月，中央财经领导小组第六次会议正式提出，把推动“能源生产和消费革命”作为我国的一项长期战略。2017年，国家发改委和国家能源局联合印发的《能源生产和消费革命战略（2016—2030）》被认为是能源革命的具体路线图。因此，按照国策方针，今后的电源建设重点之一就是持续地开发新能源，并利用新技術深入挖掘其资源开发潜力，提升其发电量。但是运用新能源技术装机规模较大，但由于其中风、光电源出力的间歇性和波动性，以及反负荷特性，不仅无法应对高峰负荷时段的支撑需求，反而在低谷或汛期增加了电网调峰困难。因此，需要将当前原始出力特性的新能源装机建设转变为广义智能友好型源储系统，下文简称广义源储系统。
本文以专利技术为切入点，对截至2019年底广义源储系统领域的国内专利申请进行分析研究，通过对统计数据的深入分析，客观的认定该领域专利技术的发展重点，该领域的区域分布，以及该领域中参与技术竞争的主要申请人和主要技术人才，解析该领域的核心专利技术，并预测该领域的发展趋势，以对广义源储系统的专利布局提供借鉴。
2 广义源储系统专利发展状态分析
广义源储系统为时空分散、多种形式的储能+多种形式的新能源构筑的统一调度联动系统。通过互联网技术的运用实现生产、存储、传输、消费环节市场自由配置，从而实现产业物联化、智能化、市场化。通过云平台将分布式能量采集装置，分布式能量储存装置和各种类型负载构成的太阳能、风能、生物质能等多种形式能源综合使用。
2.1 广义源储系统专利申请发展概况分析
2.1.1 专利类型分布
在本次检索的数据中可以看出发明占比76.5%，实用新型占比23.5%，发明占比较重，侧面反映了广义源储系统技术的重要性。
2.1.2 年度申请量分析
对于广义源储系统的技术研究中，申请量总体呈起伏中增长趋势，2008—2012年为缓慢发展阶段，从2012年开始进入迅猛发展期，2012—2018年增速较快，技术创新较为活跃。由于专利申请有公开滞后问题且2019年尚未结束，所以2019年的申请有一部分尚未公开，所以这年的数据不能反映真正的专利申请量。
2.1.3 年度申请人数分析
对于广义源储系统的技术研究中，申请量总体呈起伏中增长趋势，2008—2012年为缓慢发展阶段，从2012年开始进入迅猛发展期，2012—2018年增速较快，技术创新较为活跃。由于专利申请有公开滞后问题且2019年尚未结束，所以2019年的申请有一部分尚未公开，所以这年的数据不能反映真正的专利申请量。
2.1.4 技术生命周期分析
由于2019年的数据不完整，可以暂时忽略，2008—2011年为技术萌芽期，申请量和申请人数量均较少，技术仍处于试验开发阶段;2012—2018年技术进入技术发展期大量专利产品产生，2019年的申请有一部分尚未公开，所以这年的数据不能反映真正的专利申请量。
2.2 申请人分析
2.2.1 申请人排行榜
在广义源储技术领域，排名前十的申请人不足50%，表明该领域仍处于发展阶段，技术并未被垄断在极少数企业、组织、院校或个人手中。
2.2.2 申请人年度申请量分析
以申请量靠前的两位国家电网公司和中国电力科学研究院为例可知，2012—2014年和2016—2017年为其在本技术领域的高研发年，创新十分活跃;而自2017年后在该技术领域的关注明显减弱。
2.2.3 申请人主分类小组分析
国家电网公司和中国电力科学研究院在广义源储系统技术方面具有较强的优势。
2.2.4 申请人法律状态分析
国家电网公司和中国电力科学研究院在广义源储系统技术方面专利申请总量和有权专利量较多，在该技术领域的地位较高。
2.3 广义源储系统专利申请发明人分析
2.3.1 发明人排行榜
前十位发明人申请专利仅占发明总数的约27.9%。上述结果同样表明该领域处于发展阶段，技术并没有被垄断在少数几个企业或个人手中。
2.3.2 发明人法律状态分析
发明人李建林和惠东在广义源储系统技术方面专利申请总量和有权专利量较多，在该技术领域的地位较高。
2.4 广义源储系统专利申请专利地域分析
省市年度申请量分析。通过对省市年度申请量分析，可以在一定程度上反映出该领域技术在不同省市的关注度。国内的申请主要集中在北京、江苏和广东三省市，并且聚集度较高。
2.5 分析总结
通过以上分析，可以发现广义源储系统领域的相关专利申请自2008年初始出现。经过如下阶段发展：2008—2011年为进入起步阶段，申请人和发明数量均较少;2012至今为发展期，专利数量、申请人均高速上升。国内申请量排名前五的公司，在该技术领域处于领先水平。
从广义源储系统主要发明人和申请人的数量来看，该领域尚处于发展阶段，并未被少数企业、个人或其他组织垄断。
此外，从采集的数据可以看出国内申请的重点主要集中在广义源储系统的储能装置部分，针对广义源储系统自身结构、光伏储能系统和风能储能系统的申请较少。 3 广义源储系统发展趋势及未来专利布局点建议
3.1 广义源储系统发展趋势
（1）全面掌握具有国际领先水平的储能关键技术和核心装备，部分储能技术装备引领国际发展，以应用为导向，突破现有储能技术发展瓶颈。高安全、长寿命、高效率、低成本大规模、可持续发展是衡量先进储能技术的主要维度。重点发展长时、中短时、高功率三类规模储能技术;降低度电使用成本;延长储能器件寿命;发展模块化、标准化、智能化关键技术;发展梯级利用，全寿命周期、可持续发展的关键技术;发展高度安全、高度可靠、高水平规模化制造的关键技术。
（2）形成较为完善的技术和标准体系并拥有国际话语权。需要继续加快储能规划、设计、设备、试验、施工、验收、并网、运行、维护等储能全生命周期的标准出台，建成从规划设计、建设运行、设备维护等全过程的储能安全防控体系。
（3）如何能够在不影响容量的前提下，调整广义源储系统结构，不断降低广义源储系统成本系统成本，使其走过应用的盈亏平衡点，为广义源储系统的实现商业化发展奠定基础。
（4）合理配置广义源储系统，实现规模化项目的实施与运行以验证广义源储系统对于提升电力系统的稳定性、灵活性，提升系统的运行效率，实现电力与电量的平衡具有积极意义。
（5）完善我国广义源储系统产业链布局，突破从材料生产、设备制造、系统集成、资源回收等全产业链的关键技术，形成较为完整的产业体系，成为能源领域经济新增长点。基于电力与能源市场的多种储能商业模式蓬勃发展，形成一批有国际竞争力的市场主体。
3.2 未来专利布局点建议
综上所述，广义源储系统的未来专利布局点可以从如下几方面考虑：
（1）在传统风/光互补发电及合成燃料储能的基础上，考虑引入生物质，实现风/光/生物质互补发电，同时可把多余电力转化成化学品（化学品储能），最终实现可再生能源的高效转化与储存利用。但该模型涉及化学品合成对设备、工厂规格要求较高。
在传统风/光互补发电及合成燃料储能的基础上，引入氢储能，充分利用风力、太阳能的余电进行能量的储存，在风力发电、太阳能供电不足时燃料电池系统利用足够的氢气进行电能供应，高效解决弃风、弃光的效纳问题。
在传统风/光互补发电及储能的基础上，将蓄电池和超级电容器组合在一起储能，实现储能装置同时满足功率与能量两方面要求。该技术方案在当时算是比较大的进步。
在传统风电/光互补发电及储能的基础上，以其最大经济收益为目标，构建了基于复合滤波结构的风电/光伏联合储能发电系统协调优化控制模型，利用PSO算法计算得出两个滤波器的最优时间常数组合，最终实现优化控制的目的。
在传统风电/光互补发电及储能的基础上，采用分层结构管理各个子系统，通过各个子系统的SCADA监控软件完成子系统的监控和管理，并提供子系统的信息到统一平台进行控制操作，对负荷实施削峰填谷，减少输电网络的损耗。
（2）在廣义源储系统的模型中引入光伏、储能装置和燃气轮机，且储能装置包括能量型储能的锂电池、铅酸蓄电池以及全矾液流电池及功率型储能的超级电容器、飞轮储能，并建立多种类型电源的最优经济模型;利用控制策略对最优经济模型进行计算，获取多种类型电源的容量配置的最优值。
（3）在现有风光储联合发电系统的模型下，期望引入统计学方法实现优化配置。探索了超级电容器、蓄电池的容量配置子算法，还提出一种能量控制策略来改善蓄电池运行环境以延长蓄电池寿命周期，且对统计模型进行蒙特卡洛模拟获得混合储能系统容量概率分布。
（4）在现有风、光、柴、储的联合发电的模型下，引入微电网一次系统和二次系统开发设计。一次系统包括风力发电系统、光伏发电系统、柴油发电系统、储能系统、负荷系统和微电网母线;二次系统包括控制系统、监测系统和通信系统，可实时监控微电网各分布式电源和负荷的实时运行状态，对开展微电网系统能量优化管理有重要工程应用价值。
参考文献：
[1]习近平就推动能源生产和消费革命提5点要求，载http：//www.chinanews.com/gn/2014/0613/6279475.shtml，最后访问日期：2010817.
[2]新能源瞭望“十四五”时期我国储能产业发展五大趋势研判，载http：//hxny.com/nd45162017.html，最后访问日期：2010817.
[3]新能源及储能发展调研，载https：//baijiahao.baidu.com/s？id=1674075054777837941&wfr=spider&for=pc，最后访问日期：2010817.
[4]专利：中国科学院青岛生物能源与过程研究所.一种风/光与生物质互补的发电和化学品储能系统及控制方法：CN201811257970.4[P].20181026.
[5]专利：中国电力科学研究院有限公司，国网江苏省电力有限公司电力科学研究院.一种面向虚拟电厂优化运行的多类型储能系统规划配置方法及系统：CN201810410502.X[P].20180502.
[6]专利：宁波拜特测控技术股份有限公司.风光互补氢储能混合发电系统：CN201711119233.3[P].20171114.
[7]专利：东北电力大学，国家电网公司，黑龙江省电力科学研究院.一种基于统计学模型的混合储能系统容量优化配置方法：CN201710226173.9[P].20170408.
[8]专利：华北电力大学.一种风光互补发电储能系统：CN201620268961.5[P].2016.03.31.
[9]专利：广东电网有限责任公司电力科学研究院.含复合储能的风光柴储微电网系统及并网时协调控制方法：CN201510764073.2[P].20151111.
[10]专利：华北电力大学，国家电网公司，国网吉林省电力有限公司长春供电公司.提高风电/光伏混合储能系统经济性的协调优化控制方法：CN201410617990.3[P].20141106.
作者简介：莫晓齐（1980— ），汉族，湖南人，硕士，高级工程师，研究方向：控制理论与控制工程;邓翠（1987— ），汉族，湖北人，硕士，专利代理师，研究方向：法律;谢新苗（1978— ），汉族，湖南人，专科，专利代理师，研究方向：知识产权。
关键词：广义源储系统;新能源;专利
Research on intellectual property of generalized source storage system
Mo Xiaoqi Deng Cui Xie Xinmiao
Changshashi Huhang Patent Agency Office HunanChangsha 410100
Abstract：The revolution of energy production and consumption is a longterm strategy in China.However，the installed capacity of new energy technology is relatively large.and due to the intermittent and fluctuating output of wind and optical power sources，as well as the anti load characteristics，it can not meet the support demand in peak load period，increase the difficulty in peak load regulation in low valley or flood season.Therefore，it is necessary to transform the current new energy installation with original output characteristics into generalized source storage system.Based on the patent technology，this paper analyzes and studies the domestic patent applications in the field of generalized source storage system.Through the indepth analysis of the statistical data，it objectively identifies the development focus of the patent technology in the field，the regional distribution of the field，as well as the main applicants and main technical talents participating in the technical competition in the field，analyzes the core patent technology in this field，and predicts the development of the patent technology in this field The development trend of this field is measured in order to provide reference for the patent layout of generalized source storage system Keywords：Generalized source storage system;New energy;Patent
1 概述
2014年6月，中央财经领导小组第六次会议正式提出，把推动“能源生产和消费革命”作为我国的一项长期战略。2017年，国家发改委和国家能源局联合印发的《能源生产和消费革命战略（2016—2030）》被认为是能源革命的具体路线图。因此，按照国策方针，今后的电源建设重点之一就是持续地开发新能源，并利用新技術深入挖掘其资源开发潜力，提升其发电量。但是运用新能源技术装机规模较大，但由于其中风、光电源出力的间歇性和波动性，以及反负荷特性，不仅无法应对高峰负荷时段的支撑需求，反而在低谷或汛期增加了电网调峰困难。因此，需要将当前原始出力特性的新能源装机建设转变为广义智能友好型源储系统，下文简称广义源储系统。
本文以专利技术为切入点，对截至2019年底广义源储系统领域的国内专利申请进行分析研究，通过对统计数据的深入分析，客观的认定该领域专利技术的发展重点，该领域的区域分布，以及该领域中参与技术竞争的主要申请人和主要技术人才，解析该领域的核心专利技术，并预测该领域的发展趋势，以对广义源储系统的专利布局提供借鉴。
2 广义源储系统专利发展状态分析
广义源储系统为时空分散、多种形式的储能+多种形式的新能源构筑的统一调度联动系统。通过互联网技术的运用实现生产、存储、传输、消费环节市场自由配置，从而实现产业物联化、智能化、市场化。通过云平台将分布式能量采集装置，分布式能量储存装置和各种类型负载构成的太阳能、风能、生物质能等多种形式能源综合使用。
2.1 广义源储系统专利申请发展概况分析
2.1.1 专利类型分布
在本次检索的数据中可以看出发明占比76.5%，实用新型占比23.5%，发明占比较重，侧面反映了广义源储系统技术的重要性。
2.1.2 年度申请量分析
对于广义源储系统的技术研究中，申请量总体呈起伏中增长趋势，2008—2012年为缓慢发展阶段，从2012年开始进入迅猛发展期，2012—2018年增速较快，技术创新较为活跃。由于专利申请有公开滞后问题且2019年尚未结束，所以2019年的申请有一部分尚未公开，所以这年的数据不能反映真正的专利申请量。
2.1.3 年度申请人数分析
对于广义源储系统的技术研究中，申请量总体呈起伏中增长趋势，2008—2012年为缓慢发展阶段，从2012年开始进入迅猛发展期，2012—2018年增速较快，技术创新较为活跃。由于专利申请有公开滞后问题且2019年尚未结束，所以2019年的申请有一部分尚未公开，所以这年的数据不能反映真正的专利申请量。
2.1.4 技术生命周期分析
由于2019年的数据不完整，可以暂时忽略，2008—2011年为技术萌芽期，申请量和申请人数量均较少，技术仍处于试验开发阶段;2012—2018年技术进入技术发展期大量专利产品产生，2019年的申请有一部分尚未公开，所以这年的数据不能反映真正的专利申请量。
2.2 申请人分析
2.2.1 申请人排行榜
在广义源储技术领域，排名前十的申请人不足50%，表明该领域仍处于发展阶段，技术并未被垄断在极少数企业、组织、院校或个人手中。
2.2.2 申请人年度申请量分析
以申请量靠前的两位国家电网公司和中国电力科学研究院为例可知，2012—2014年和2016—2017年为其在本技术领域的高研发年，创新十分活跃;而自2017年后在该技术领域的关注明显减弱。
2.2.3 申请人主分类小组分析
国家电网公司和中国电力科学研究院在广义源储系统技术方面具有较强的优势。
2.2.4 申请人法律状态分析
国家电网公司和中国电力科学研究院在广义源储系统技术方面专利申请总量和有权专利量较多，在该技术领域的地位较高。
2.3 广义源储系统专利申请发明人分析
2.3.1 发明人排行榜
前十位发明人申请专利仅占发明总数的约27.9%。上述结果同样表明该领域处于发展阶段，技术并没有被垄断在少数几个企业或个人手中。
2.3.2 发明人法律状态分析
发明人李建林和惠东在广义源储系统技术方面专利申请总量和有权专利量较多，在该技术领域的地位较高。
2.4 广义源储系统专利申请专利地域分析
省市年度申请量分析。通过对省市年度申请量分析，可以在一定程度上反映出该领域技术在不同省市的关注度。国内的申请主要集中在北京、江苏和广东三省市，并且聚集度较高。
2.5 分析总结
通过以上分析，可以发现广义源储系统领域的相关专利申请自2008年初始出现。经过如下阶段发展：2008—2011年为进入起步阶段，申请人和发明数量均较少;2012至今为发展期，专利数量、申请人均高速上升。国内申请量排名前五的公司，在该技术领域处于领先水平。
从广义源储系统主要发明人和申请人的数量来看，该领域尚处于发展阶段，并未被少数企业、个人或其他组织垄断。
此外，从采集的数据可以看出国内申请的重点主要集中在广义源储系统的储能装置部分，针对广义源储系统自身结构、光伏储能系统和风能储能系统的申请较少。 3 广义源储系统发展趋势及未来专利布局点建议
3.1 广义源储系统发展趋势
（1）全面掌握具有国际领先水平的储能关键技术和核心装备，部分储能技术装备引领国际发展，以应用为导向，突破现有储能技术发展瓶颈。高安全、长寿命、高效率、低成本大规模、可持续发展是衡量先进储能技术的主要维度。重点发展长时、中短时、高功率三类规模储能技术;降低度电使用成本;延长储能器件寿命;发展模块化、标准化、智能化关键技术;发展梯级利用，全寿命周期、可持续发展的关键技术;发展高度安全、高度可靠、高水平规模化制造的关键技术。
（2）形成较为完善的技术和标准体系并拥有国际话语权。需要继续加快储能规划、设计、设备、试验、施工、验收、并网、运行、维护等储能全生命周期的标准出台，建成从规划设计、建设运行、设备维护等全过程的储能安全防控体系。
（3）如何能够在不影响容量的前提下，调整广义源储系统结构，不断降低广义源储系统成本系统成本，使其走过应用的盈亏平衡点，为广义源储系统的实现商业化发展奠定基础。
（4）合理配置广义源储系统，实现规模化项目的实施与运行以验证广义源储系统对于提升电力系统的稳定性、灵活性，提升系统的运行效率，实现电力与电量的平衡具有积极意义。
（5）完善我国广义源储系统产业链布局，突破从材料生产、设备制造、系统集成、资源回收等全产业链的关键技术，形成较为完整的产业体系，成为能源领域经济新增长点。基于电力与能源市场的多种储能商业模式蓬勃发展，形成一批有国际竞争力的市场主体。
3.2 未来专利布局点建议
综上所述，广义源储系统的未来专利布局点可以从如下几方面考虑：
（1）在传统风/光互补发电及合成燃料储能的基础上，考虑引入生物质，实现风/光/生物质互补发电，同时可把多余电力转化成化学品（化学品储能），最终实现可再生能源的高效转化与储存利用。但该模型涉及化学品合成对设备、工厂规格要求较高。
在传统风/光互补发电及合成燃料储能的基础上，引入氢储能，充分利用风力、太阳能的余电进行能量的储存，在风力发电、太阳能供电不足时燃料电池系统利用足够的氢气进行电能供应，高效解决弃风、弃光的效纳问题。
在传统风/光互补发电及储能的基础上，将蓄电池和超级电容器组合在一起储能，实现储能装置同时满足功率与能量两方面要求。该技术方案在当时算是比较大的进步。
在传统风电/光互补发电及储能的基础上，以其最大经济收益为目标，构建了基于复合滤波结构的风电/光伏联合储能发电系统协调优化控制模型，利用PSO算法计算得出两个滤波器的最优时间常数组合，最终实现优化控制的目的。
在传统风电/光互补发电及储能的基础上，采用分层结构管理各个子系统，通过各个子系统的SCADA监控软件完成子系统的监控和管理，并提供子系统的信息到统一平台进行控制操作，对负荷实施削峰填谷，减少输电网络的损耗。
（2）在廣义源储系统的模型中引入光伏、储能装置和燃气轮机，且储能装置包括能量型储能的锂电池、铅酸蓄电池以及全矾液流电池及功率型储能的超级电容器、飞轮储能，并建立多种类型电源的最优经济模型;利用控制策略对最优经济模型进行计算，获取多种类型电源的容量配置的最优值。
（3）在现有风光储联合发电系统的模型下，期望引入统计学方法实现优化配置。探索了超级电容器、蓄电池的容量配置子算法，还提出一种能量控制策略来改善蓄电池运行环境以延长蓄电池寿命周期，且对统计模型进行蒙特卡洛模拟获得混合储能系统容量概率分布。
（4）在现有风、光、柴、储的联合发电的模型下，引入微电网一次系统和二次系统开发设计。一次系统包括风力发电系统、光伏发电系统、柴油发电系统、储能系统、负荷系统和微电网母线;二次系统包括控制系统、监测系统和通信系统，可实时监控微电网各分布式电源和负荷的实时运行状态，对开展微电网系统能量优化管理有重要工程应用价值。
参考文献：
[1]习近平就推动能源生产和消费革命提5点要求，载http：//www.chinanews.com/gn/2014/0613/6279475.shtml，最后访问日期：2010817.
[2]新能源瞭望“十四五”时期我国储能产业发展五大趋势研判，载http：//hxny.com/nd45162017.html，最后访问日期：2010817.
[3]新能源及储能发展调研，载https：//baijiahao.baidu.com/s？id=1674075054777837941&wfr=spider&for=pc，最后访问日期：2010817.
[4]专利：中国科学院青岛生物能源与过程研究所.一种风/光与生物质互补的发电和化学品储能系统及控制方法：CN201811257970.4[P].20181026.
[5]专利：中国电力科学研究院有限公司，国网江苏省电力有限公司电力科学研究院.一种面向虚拟电厂优化运行的多类型储能系统规划配置方法及系统：CN201810410502.X[P].20180502.
[6]专利：宁波拜特测控技术股份有限公司.风光互补氢储能混合发电系统：CN201711119233.3[P].20171114.
[7]专利：东北电力大学，国家电网公司，黑龙江省电力科学研究院.一种基于统计学模型的混合储能系统容量优化配置方法：CN201710226173.9[P].20170408.
[8]专利：华北电力大学.一种风光互补发电储能系统：CN201620268961.5[P].2016.03.31.
[9]专利：广东电网有限责任公司电力科学研究院.含复合储能的风光柴储微电网系统及并网时协调控制方法：CN201510764073.2[P].20151111.
[10]专利：华北电力大学，国家电网公司，国网吉林省电力有限公司长春供电公司.提高风电/光伏混合储能系统经济性的协调优化控制方法：CN201410617990.3[P].20141106.
作者简介：莫晓齐（1980— ），汉族，湖南人，硕士，高级工程师，研究方向：控制理论与控制工程;邓翠（1987— ），汉族，湖北人，硕士，专利代理师，研究方向：法律;谢新苗（1978— ），汉族，湖南人，专科，专利代理师，研究方向：知识产权。