山東大學：2023風電產業專利導航研究報告（285頁）.pdf

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1、風電產業專利導航風電產業專利導航研究報告研究報告山東大學山東大學2023.52023.5I目目錄錄第一章 緒論.51.1 研究背景.51.1.1 技術定義與技術原理.81.1.2 技術優勢.131.1.3 風電產業鏈定義.151.1.4 中國發展歷程.181.2 研究方法和研究對象.211.2.1 研究內容.211.2.2 研究目的.221.2.3 風電產業技術分解.241.2.4 專利檢索策略.291.2.5 相關事項和約定.331.3 檢索分析工具和相關名詞解釋.331.3.1 檢索分析工具介紹.331.3.2 相關名詞解釋.34第二章 風電產業發展現狀分析.382.1 全球產業發展現狀.

2、382.1.1 產業基礎數據.412.1.2 世界各國風能支持政策.502.2 中國產業現狀.662.2.1 中國產業基礎數據.742.2.2 中國產業政策.822.2.3 中國風電產業技術優勢與差距.902.2.4 中國海上風電產業現狀.912.3 全球產業技術研發趨勢.912.3.1 風電機組單機容量持續增大.952.3.2 變槳變速功率調節技術得到廣泛采用.96II2.3.3 海上風電技術成為主要發展方向.972.3.4 風電機組傳動技術不斷進步.972.3.5 變槳距、直驅技術投用比例攀升.982.3.6 風電機組理論研究仍待完善.992.4 重點國家與地區布局方向.992.4.1 重

3、點國家和地區專利布局分析.1002.4.2 海上風電技術成為主要發展方向.1042.4.3 海上風電領域重點技術來源國分布.1072.5 山東省產業現狀.1082.5.1 產業基礎數據.1092.5.2 風電發展機遇.114第三章 中國風電產業技術發展方向導航.1203.1 中國風電產業技術發展與專利布局趨勢分析.1203.1.1 風電場選址.1223.1.2 發電機結構部件.1343.1.3 運輸與安裝.1463.1.4 維護與故障處理.1553.2 專利技術生命周期分析.1643.3 企業產業地位與專利實力分析.1673.3.1 風電行業重點企業介紹.1673.3.2 重點專利申請人分析.

4、1703.4 專利布局與產業轉移趨勢分析.1743.4.1 專利布局分析.1743.4.2 專利階段申請量與產業轉移對比.1823.5 產業結構調整方向分析.1853.5.1 各主要省市產業環節轉型布局變化.1853.5.2 龍頭企業產業結構調整方向.1903.6 技術研發熱點方向.1923.6.1 核心技術演進與研發熱點方向分析.192III3.6.2 海上風電技術發展、研發布局與熱點方向分析.1953.6.3 龍頭企業研發熱點方向.2023.6.4 新進入者集中的熱點方向.207第四章 山東省產業技術發展定位分析.2114.1 山東省產業發展定位.2114.1.1 風電產業專利申請趨勢比較

5、與定位分析.2114.1.2 主要省份對比分析.2154.1.3 青島、濟南市與南京、廣州市產業結構布局對比.2214.1.4 海上風電發展與定位分析.2254.2 技術創新能力定位分析.2284.2.1 專利數量方面.2294.2.2 專利質量方面.2334.2.3 重點申請人與企業創新能力方面.2374.3 山東省主要申請人專利競爭力分析.2404.4 創新人才儲備分析.2424.5 專利協同創新情況分析.2484.6 專利運營實力定位.261第五章 山東省風電產業發展方向與路徑建議.2635.1 產業布局結構優化路徑.2655.1.1 山東省風電產業結構比例.2655.1.2 山東省產業

6、結構優化方向.2675.2 企業整合培育引進路徑.2715.2.1 產業鏈覆蓋廣泛的企業，應重點做好專利布局.2725.2.2 研發領域單一企業，以上下游產業鏈聯手發展為主.2725.2.3 發展初期中小企業，以提升專利保護意識、激勵創新為主 2735.3 創新人才引進培養路徑.2745.4 技術創新引進提升路徑.2785.4.1 先進領域的跟蹤趕超.2785.4.2 落后領域的技術積累.279IV5.5 專利協同創新和市場運營路徑.2805.5.1 專利協同創新.2805.5.2 專利運營.2825.6 山東省風電產業發展路徑小結.錯誤！未定義書簽。錯誤！未定義書簽。5第一章第一章 緒論緒論

7、風能是一種清潔無公害的可再生能源，因地制宜地利用風力發電，對于缺水、缺燃料和交通不便的沿海島嶼、草原牧區、山區和高原地帶非常適合。海上風電是可再生能源發展的重要領域，是推動風電技術進步和產業升級的重要力量，是促進能源結構調整的重要措施。我國海上風能資源豐富，加快海上風電項目建設，對于促進沿海地區治理大氣霧霾、調整能源結構和轉變經濟發展方式具有重要意義。我國在關于 2021 年風電、光伏發電開發建設有關事項的通知 中明確提出 2021 年，全國風電、光伏發電量占全社會用電量的比重達到 11%左右，后續逐年提高，確保 2025 年非化石能源消費占一次能源消費的比重達到 20%左右，風力發電產業的發

8、展具有巨大的空間和必要性1。1.11.1 研究背景研究背景全球的風能約為 2.74109 MW，其中可利用的風能為 2107 MW，比地球上可開發利用的水能總量還要大 10倍。風力發電是可再生能源領域中除水能外技術最成熟、最具規模開發條件和商業化發展前景的發電方式之一。發1國家能源局關于 2021 年風電、光伏發電開發建設有關事項的通知 國能發新能202125 號-國家能源局網站()6展風力發電對于調整能源結構、減輕環境污染、解決能源危機等方面有非常重要的意義。國際能源署（IEA）的 2050凈零排放路線圖中描述的全球發電結構為：風電（35%）、光伏（33%）、水電（12%）、核電（8%）、生

9、物質能（5%）、氫能（2%），以及化石燃料及碳捕獲和儲能（2%）。歐洲、拉丁美洲、非洲及中東地區創歷史最高新增裝機紀錄，預計未來五年（2022-2026）全球風電新增 557 GW，復合年均增長率為 6.6%。2022 年全球風能委員會報告顯示：2021 年全球風電新增裝機 93.6GW，全球海上風電在2021 年實現了 21.1 GW 的新增并網（為 2020 年的三倍多）2。2021 年的招標活動說明加快風電配置是很多國家的重要戰略，相比 2020 年，全球風電招標量上升了 153%，達到 88 GW，其中陸上風電為 69 GW（占 78%），海上風電為19 GW3。我國風能資源豐富，全國

10、風能理論可開發總量為 32.26 億千瓦，實際可開發利用的陸地上風能儲量約為 2.53億千瓦，近?？砷_發和利用的風能儲量有 7.5 億千瓦，共計約 10 億千瓦。東南沿海及其海島為我國最大風力資源區，有效風能密度200300 W/m2 以上。內蒙及甘肅河西走廊為第二大區，風能密度200300 W/m2 以上。第三2Global Wind Report 2022.GWEA.2022-04-0532023-2028 年中國風力發電產業全景調查及投資咨詢報告7區為黑龍江、吉林東部及遼東半島沿海區域，風能密度在 200 W/m2 以上4。我國風電行業發展迅猛，在接近二十年的時間從不到 1GW 的裝機量

11、發展到現在的 200 多 GW。受搶裝潮影響，中國風電新增裝機量在 2015 年創下歷史最高點，達到 30.75GW，同比增長 32.54%。搶裝潮退卻之后，中國風電新增裝機容量也是開啟了連續兩年的下滑，2020 年，全國并網風電裝機容量達 28,153 萬千瓦，同比增長 34.6%，占全部裝機容量的 12.79%。2021 年，風電裝機量整體前三位為中國、美國、巴西，其中中國裝機占比 50.91%排名第一。具體國家排名如表 1-1 所示。截至 2022 年底，國內海上風電累計裝機 30.51GW，快速增長的市場催生出海上風電諸多領域的創新突破。表表 1-11-1 主要國家裝機占比主要國家裝機

12、占比排名排名國家國家裝機占比裝機占比1中國50.91%2美國13.58%3巴西4.06%4Paul Veers,Katherine Dykes,Eric Lantz,etc.Grand challenges in the science of wind energy.Science.2019,(366):44384越南3.74%5英國2.78%6其他總計24.92%1.1.11.1.1 技術定義與技術原理技術定義與技術原理風能技術是一項多學科交叉高新技術，它涉及氣象學、空氣動力學、結構力學、機械制造、計算機技術、電子控制技術、材料學、化學、機電工程、電氣工程、環境科學等十幾個學科和專業。風力發

13、電是風能轉化為機械能，機械能再轉化為電能的過程。風力發電技術是指以風力發電機為媒介將風能轉化為電能的過程，其基本原理是自然界中的風能帶動風力發電機葉片轉動，以機械能作為過渡，隨后將動力傳輸給發電機，以驅動發電機發電。由于風力發電過程依賴于自然氣候和風力大小，以及受到發電設備能耗的影響，在利用風能發電過程中既要考慮風力穩定性和能源損耗問題，又要考慮風力發電技術的革新5。5丁鋒.風力發電信息自動化管理系統的設計與應用J.中國高新科技,2021,(22):59-60.9圖圖 1-11-1 陸上風力發電工作原理示意圖陸上風力發電工作原理示意圖10圖圖 1 1-2-2 海上風力發電工作原理示意圖海上風力

14、發電工作原理示意圖目前廣泛使用的風力發電機組通常由水平轉軸、3 葉片風輪、高速旋轉的發電機以及齒輪箱等部分組成，圖 1-1給出了風力機組各主要部分的結構簡圖。當風吹向風輪時，在葉片上產生升力并依靠葉片的空氣動力特性而轉動。旋轉的葉片與低速轉軸連接，通過齒輪箱變速使轉速提高，從而帶動發電機旋轉。以異步發電機為例，當電機旋轉的轉速超過同步速時，就開始向電網供電。風力機組輸出功率的大小受到風速、葉片長度、葉片受風面積等因素的影響。當風速在額定值以下時可以通過控制葉片的槳距角來提高機組所捕獲的風能，提高機組的輸出功率（變槳距11控制）；當風速超過額定風速時，可以利用葉片的失速特性或槳距角調節來控制捕獲

15、的風能，使功率輸出保持在額定值的范圍內，不超過機組的容量限制。其中主導的風力發電機組一般為水平軸式風力發電機，它由葉片、輪轂、增速齒輪箱、發電機、主軸、偏航裝置、控制系統、塔架等部件所組成。風力發電的原理：用風力帶動風車葉片旋轉，再通過增速機將旋轉的速度提升，來促使發電機發電。依據風車技術，大約是每秒三米的速度（微風的程度），便可以開始發電。風力發電不需要使用燃料，也不會產生輻射或空氣污染。風力發電所需要的裝置，稱作風力發電機組。這種風力發電機組，大體上可分為風輪、發電機和塔筒三部分。12圖圖 1 1-3-3 風力發電裝置示意圖風力發電裝置示意圖風輪的作用是將風能轉換為機械能，它由氣動性能優異

16、的葉片裝在輪轂上所組成，低速轉動的風輪由增速齒輪箱增速后，將動力傳遞給發電機。上述這些部件都布置在機艙里，整個機艙由塔架支起。為了有效地利用風能，偏航裝置根據風向傳感器測得的風向信號，由控制器控制偏航電機，驅動與塔架上大齒輪咬合的小齒輪轉動，使機艙13始終對向風。由于齒輪箱是在 MW 級風力發電機組中過載和過早損壞率較高的部件，國外開始研制一種直接驅動型的風力發電機組（亦稱：無齒輪風力發電機），這種機組采用多級異步電機與葉輪直接連接進行驅動的方式，免去齒輪為了跟蹤最佳葉片尖速比，使風電機組在較大的風速范圍內獲得最佳功率輸出，須對轉速或功率進行調節。常用的調節方式有兩種：一種是失速調節，另一種是

17、變槳距調節一即葉片可以繞葉片上的軸轉動，改變葉片氣動數據，實現功率調節。1.1.21.1.2 技術優勢技術優勢風能是取之不盡用之不竭、潔凈無污染的可再生能源。隨著風能技術的持續創新，目前，風能的成本約為 0.04美元/千瓦時6，在沒有補貼的情況下，與越來越多的地區新安裝的其他電源相比，極具競爭力。在能源危機和生態環境日益惡化的背景下，在新能源行業中，由于中國的風能資源豐富，再加上風力發電的自身特點，使風電是性價比高的清潔能源。風能作為一種環保、清潔能源，在風能技術不斷提高和相關政策完善的情況下，風力發電取得了快速的發展。中國陸上風力發電的自身特點主要有以下三點：6國際權威期刊Science撰文

18、：風能科學的三個巨大挑戰141風能資源富含的能量密度低，但分布廣泛，因此中國的風能資源儲量豐富。根據中國氣象科學研究院的統計，中國的風能儲量超過 30 億千瓦。2風力發電設備的土地占用面積不大，且風電項目建設周期較短，一般 23 年即可建成，建成后風機設備可運行時間長達 2025 年。3風電開發成本較低，當前中國風力發電成本已降至約 8000 元/kW，度電成本小于 0.5 元/kWh，在風能資源豐富的地帶度電成本甚至可低至 0.3 元/kWh。4風力發電無二氧化碳等副產物產生，環保。風力發電 1 億千瓦時，可節約 3 萬噸標煤，減少約 9 萬噸二氧化碳的排放，節約淡水 20 多萬立方米7。5

19、風電設施建設周期短且投入資金規模靈活性高，規?？纱罂尚?，單一的組裝風力發電設備就可以用于發電。6改善環境。風力發電設備的建立可以在一定程度上減弱風力，從而減少揚沙大風等惡劣的天氣，減少沙塵暴的發生概率。海上風力發電有以下優勢：7馮璧瑤,趙敏.綠色戰略在企業經營中的指導作用J.管理觀察,2017,No.650(15):39-40.151風速高、低風切變：由于海水面十分光滑，粗糙度較小，摩擦力較小。因此，風速較大，風速、風向的變化較小，風切變（即風速隨高度的變化）也較小，這樣就不需要很高的塔架，可降低風電機組成本。2低湍流：海上風湍流強度小，具有穩定的主導風向，機組承受疲勞負荷較低，風機壽命更長。

20、3高產出：海上風電場允許單機容量更大的風機，高者可達 5MW10MW，由于對噪音要求較低，通過更高的轉動速度及電壓，可獲取更高的能量產出。目前，我國海上可開發的風能資源是陸上風能資源的 3 倍。1.1.31.1.3 風電產業鏈定義風電產業鏈定義風電產業鏈是指由風力發電相關行業組成的各企業，基于風力發電的經濟技術關聯，通過風力發電設備將風能轉換為電能產品，從而滿足終端用電客戶的需求，具有相互關聯性的經濟結構。風電產業鏈是相互關聯的復雜系統，包含復雜的投入產出關系，如有形物質、能源產品的供求與流轉關系，無形勞動、服務產品的供求與價值轉移關系等。從風電產業的整個生命周期的角度來看，風電產業鏈的上、下

21、游通過信息流，資金流和物流連接。風電產業鏈是相互關聯的復雜系統，包含復雜的投入產出關系。風電產業鏈以風力發電經濟、技術為基礎，由風力發電相關企16業組成。風電產業鏈縱向可分為上、中、下游三部分：上游原材料及零部件制造、中游風機總裝生產、下游風電場投資運營。原材料和零部件廠商處于產業鏈的上游。風機的核心零部件包括齒輪箱、發電機、軸承、葉片、輪轂等，這些零部件的生產專業性較強，國內企業技術較為成熟，一般由風機制造企業向零部件企業定制采購。除個別關鍵軸承需要進口之外，風電設備的零部件國內供應充足。其中風機制造企業處于行業中游，市場集中度較高，對于上游溢價能力總體較強。風機制造企業的下游客戶是以大型國

22、有發電集團為代表的投資商，這些發電集團在進行電力投資時，必須配比一定比例的風電等清潔能源，除受個別年份投資進度波動影響以外，總體需求穩定增長。產業鏈的核心環節從上游到下游有 6 個，分別為：研發設計，零配件制造，整機制造，風電場建設與運營、風電電網接入和有關服務行業8。8李晨陽.中國風電產業鏈績效評價及影響機理分析D.華北電力大學，202017圖圖 1 1-4-4 風電產業鏈結構圖風電產業鏈結構圖181.1.41.1.4 中國發展歷程中國發展歷程中國風電行業曾長期處于追趕者地位，主要學習歐洲先進企業的技術與生產管理經驗。20 世紀 50 年代后期，我國曾進行過小型風力發電機的研究，受當時的技術

23、經濟條件限制，試驗受挫而停頓。70 年代后期，小型風力發電機的研制與推廣應用發展速度較快，以戶用微型機組技術最為成熟。我國對中、大型風力發電機發展起步較晚，直到 1977 年我國才首次嘗試研制的中型風力發電機，采用水平軸、三葉片的退役直升機槳葉和半導體勵磁場恒壓三相同步發電機9。20 世紀 80 年代，我國通過國家科技項目陸續支持研制過離網型和并網型風電機組，單機容量從 15kW到 200kW，但絕大部分未實現批量生產。上世紀九十年代起步之初，我國通過“乘風計劃”、國家科技攻關計劃、“863”計劃等，支持風電制造業的技術引進、吸收和再創新，大力發展風電市場并培育了國內裝備制造業，形成具有競爭力

24、的風電裝備全產業鏈。9內蒙古風力發電發展概況及研究現狀-百度文庫()191986 年，我國第一座風電場馬蘭風力發電廠在山東榮成并網發電，是我國風電歷史上的里程碑，標志著中國風電的開端?？傮w來看，中國風電行業發展經歷了行業萌芽期、行業探索初期、政策引導期、海風啟動期、雙碳驅動期的四個階段10。行業萌芽期（2005 年之前）：我國風電行業處于起步和探索階段，風電裝機量少，截至 2005 年我國累計裝機規模約為 1.2 GW，零部件的國產化率低，風機及零部件企業以海外公司為主。行業探索初期（2006-2010）：2005 年我國制定可再生能源法，從法律制度上確立了優先發展可再生能源的戰略。2006

25、年，可再生能源法正式實施，為風電行業的發展創造了良好的法律環境。這一階段國內裝機基數低，在政策帶動下，我國開始大幅加快風電規?；ㄔO。隨著國內企業自主創新能力增強，裝機增速明顯加快，產業鏈國產化率也進一步提高，新增裝機規模邁入 GW 時代。2009 年國家發布新上網電價政策，開始對風電進行補貼，截至 2010 年，國內累計裝機規模接近 30 GW。10雙碳戰略引領 風電前景向好-國際風力發電網(in-)20政策引導期（2011-2015）：2011-2012 年間風電發展進入短暫調整期，風電行業快速增長的同時風機質量和棄風限電的問題逐漸顯現，國內政策有所收緊，部分風電企業退出。2023-201

26、5 年，經過短暫調整期，風電行業重新進入增長期，2015 年行業搶裝需求旺盛，全年新增裝機 30.75 GW，截至 2015 年末我國累計風電裝機量達 145 GW。海風啟動期（2016-2020）：“三北地區”棄風限電問題凸顯，國內出臺多項政策以解決棄風率高的問題，風電裝機增速出現階段性下滑，2021 年開始陸上風電將沒有補貼，因此陸風項目的上網電價和項目的核準時間與并網時間直接相關，政策節點到來前會加快項目投資建設進度，2020 年風電裝機出現快速上漲，新增裝機容量創歷史新高。雙碳驅動期（2021 年至今）：在“碳中和”“碳達峰”的經濟社會戰略目標下，風電產業作為實現該目標的重要方式。一些

27、沿海省份相繼出臺十四五期間海上風電發展規劃，積極推動海上風電的發展。陸上及海上風電分別從2021、2022 年開始取消國家補貼，未來行業成長性將替代周期性成為主要特征11。11風電行業專題報告：雙碳戰略引領，風電前景向好()211.21.2 研究方法和研究對象研究方法和研究對象1.2.11.2.1 研究內容研究內容本項目以風電領域的專利文獻為主，結合其他公開的出版物，開展以下研究工作。（1）風電產業領域專利分布分析：對風電技術領域專利的分析視角集中在產業鏈上，首先對該領域產業鏈進行拆分，分析上中下游各產業專利申請趨勢、專利權人、專利地域布局等，隨后著重對其下游產業，即國內外風電技術領域具體應用

28、進行專利分析，包括申請趨勢、主要申請人情況及申請地域布局等，分析其技術發展路線和重點專利。（2）風電技術領域重點市場主體分析：以國內外風電技術領域重點市場主體為分析對象，在對該主體的技術研發背景和最新動態進行了解和分析的基礎上，針對其專利布局、重點技術和重點產品、研發團隊和技術合作等進行專利分析，并對出現的訴訟信息進行收集和分析。22（3）結合分析提出專利導航及發展建議：結合風電技術領域國內外專利的整體分布、重點應用科室的專利情況、重點市場主體的專利狀況，提出針對風電技術領域發展的建議和對策，包括自主創新的策略、專利布局的建議等。1.2.21.2.2 研究目的研究目的本項目研究目的在于為政府、

29、企業、高校、科研院所和社會大眾提供風電產業領域的導航，通過對中國、美國、德國、丹麥、西班牙等國家專利的申請趨勢、布局情況和重點市場主體等進行分析，提煉全球產業發展現狀、產業政策、專利信息，為風電產業的發展提供可行性建議。1為政策制定提供參考風電產業導航是國家清潔能源政策扶持的重點產業，政策指導對于重點發展產業的重要性不言而喻，為在適應產業市場性需求的同時保障其發展的合規合法性，本書的分析結論可為政策的制定提供參考。2滿足科研和學術需求23風電產業目前在國內正處于技術的黃金發展期，相對于國外成熟的技術而言，我國風電技術還需要不斷突破和完善，尤其是在大型風電核心技術領域，大力提升完全擁有自主知識產

30、權的大型風電系統技術和核心技術具有非常重要的現實意義。通過對中、美、德、丹麥、西班牙等國家風電領域相關技術的分析，能為科研和學術提供思路和導航作用，找到技術研發的重點和熱點。3充分結合和發揮高校和企業的優勢通過對中國、美國、德國、丹麥、西班牙等國家風電產業領域專利的分析，可以了解產業整體的分布和發展趨勢。通過對風電場選址、發電機結構部件、運輸與安裝、維護與故障處理，尤其是發電機結構部件這一技術領域中發電機整體結構、風能獲取系統、風電轉化系統、電力傳輸系統等國外行業龍頭企業的分析，為國內、山東省風電產業領域企業提供參考。為結合和發揮企業、高校、研究院所的優勢，發展風電產業領域技術，突破技術難點，

31、從國內重點市場主體的角度出發，分析其專利布局和重點專利，可以為國內校企提供參考和導航信息。241.2.31.2.3 風電產業技術分解風電產業技術分解風力發電系統主要包括 2 個過程：第 1 個過程是將風能通過風力機變為機械能，第 2 個過程是將機械能通過發電機變為電能。風力發電系統包括風力供電裝置和風力供電系統，圖 1-5 為風力發電系統主要組成部分。圖圖 1-51-5 風力發電系統組成風力發電系統組成25（1）本報告把風電產業分解成風電場選址、發電機結構部件、運輸與安裝、維護與故障處理 4 個二級分支，重點對發電機結構部件進行了 4 級技術分解分析，如圖所示。2627圖圖 1 1-6-6 風

32、電產業技術分解風電產業技術分解（2）發電機結構部件進行了三級技術分解分支包括：發電機整體結構、風能獲取系統、風能轉化系統、電力傳輸系統、支撐系統；運輸與安裝的三級分支包括：葉片的包裝、儲存、安裝與運輸；發電機組的安裝與運輸；維護與故障處理的三級分支包括：風電控制系統、故障處理。（3）風能獲取系統四級技術分解分支包括：葉輪、輪轂、葉片、主軸、變槳系統、偏航系統；風能轉化系統四級技術分解分支包括：包括同步式發電機、異步式發電機、齒輪箱和其他發電機；電力傳輸系統四級技術分解分支包括：變流系統、電力傳輸、并網技術。支撐系統四級技術分解分支包括：機艙組件、塔架、連接構件和基礎。風電主軸和齒輪箱是風力發電

33、機組的關鍵部件。風電齒輪箱結構示意圖：28圖圖 1 1-7-7 風電齒輪箱結構示意圖風電齒輪箱結構示意圖齒輪箱位于葉輪和發電機之間，將葉輪受風力作用旋轉而產生的動力傳遞給發電機發電，同時將葉輪輸入的較低轉速（兆瓦級機組一般低于 20r/min）轉變為滿足發電機所需的轉速。主軸是風電機組中最關鍵的部件之一，它承擔了支撐輪轂處傳遞過來的各種負載的作用。并將扭矩傳遞給齒輪箱，將軸向推力、扭矩和彎矩傳遞給機座和塔架。291.2.41.2.4 專利檢索策略專利檢索策略根據上述風電產業技術分解表（圖 1-6），項目團隊進行了廣泛專家、行業、學科調研。在此基礎上，充分結合行業合并我校院系專家科研團隊專業優勢

34、進行產業技術分解，并根據技術分支特點，結合產業實際情況，綜合制定并運用“總分”“分總”相結合的共 20 多個檢索策略。其中二級分支和三級分支分別進行“總分總”的檢索與分析過程。典型策略舉例：對于二級技術“發電機結構部件”，利用“分總”的檢索策略，分別檢索其三級技術發電機整體結構、風能獲取系統（包括葉輪、輪轂、葉片、主軸、變槳系統、偏航系統）、風能轉化系統（包括同步式發電機、異步式發電機、齒輪箱）、電力傳輸系統（包括變流系統、電力傳輸、并網技術）、支撐系統（包括機艙組件、塔架、連接構件、基礎），同時擴展其相關的關鍵詞。三級技術的檢索結果的總和即為二級技術“發電機結構部件”的檢索結果?？傮w來說，對

35、風電產業技術進行檢索時，應用了“分總”的檢索策略運用較多。構建風電產業技術檢索式，所應用的主要分類號部分列表如下表所示：30表表 1-21-2 風電產業相關技術分類號列表風電產業相關技術分類號列表序號序號技術領域技術領域描述描述1G06Q50/00適用于特定商業行業的系統或方法2H02J3/00交流干線或交流配電網絡的電路裝置3G06F1/00G06F1/00 不包括在 G06F3/00 至 G06F13/00 和 G06F21/00 各組的數據處理設備的零部件（通用程序存儲計算機的結構入 G06F15/76）2006.014G06F30/00G06F30/00 計算機輔助設計（CAD）5G0

36、6N基于特定計算模型的計算機系統6G06K9/00G06K9/00 識別模式的方法或裝置（圖形讀取或將機械參數模式（例如力或存在）轉換為電信號的方法或裝置 G06K11/00）（圖像或視頻識別或理解 G06V）（語音識別G10L15/00）7F03D1/00具有基本上與進入發動機的氣流平行的旋轉軸線的風力發動機8F03D3/00具有基本上與進入發動機的氣流垂直的旋轉軸線的風力發動機9F03D7/00風力發動機的控制（電能的供給或分配入 H02J，例如網絡中調整、消除或補償無功功率的裝置入 H02J3/18；發電機的控制入 H02P，例如用于取得所需輸出值的發電機的控制裝置入 H02P9/00）

37、10F03D9/00特殊用途的風力發動機；風力發動機與受它驅動的裝置的組合（與由風提供動力的車輛31推進單元相結合的裝置入 B60K16/00；以與風力發動機相結合為特征的泵入 F04B17/02)；安裝于特定場所的風力發動機（產生電能的混合風力光伏能源系統入 H02S10/12）11F03D13/00風力發動機的裝配、安裝或試運行，適用于運輸風力發動機部件的配置12F03D17/00風力發動機的監控或測試，例如診斷13F03D15/00機械動力的傳送14E02D27/00作為下部結構的基礎15G06Q50/00特別適用于特定商業行業的系統或方法，例如公用事業或旅游16F16H57/00傳動裝

38、置的一般零件17B29C70/00成型復合材料，即含有增強材料、填料或預成型件（例如嵌件）的塑性材料18H02K1/00H02K1/00 磁路零部件（繼電器磁路入 H01H50/16）19H02J7/00用于電池組的充電或去極化或用于由電池組向負載供電的裝置20H02K7/00H02K7/00 結構上與電機連接用于控制機械能的裝置，例如結構上與機械的驅動機或輔助電機連接21H02K19/00H02K19/00 同步電動機或發電機（具有永久磁體的入 H02K 21/00）22H02P9/00H02P9/00 用于取得所需輸出值的發電機的控制裝置23H02M1/00變換裝置的零部件24H02M3/

39、00直流功率輸入變換為直流功率輸出3225H02M5/00交流功率輸入變換為交流功率輸出，例如用于改變電壓、用于改變頻率、用于改變相數的26H02M7/00交流功率輸入變換為直流功率輸出；直流功率輸入變換為交流功率輸出27H02M9/00直流或交流功率輸入變換為浪涌功率輸出技術分解過程較為復雜，通過與山東大學電氣學院、中車山東、山東山大電力公司主要研發團隊、知識產權行業專家研討后確定了 23 項檢索組合策略，檢索要素分解表 1-3 做了部分要素的舉例說明。項目團隊在策略基礎上進行了大量專業數據清洗，并建立一系列總分專題智能庫應用于項目后期各項主題分析。331.2.51.2.5 相關事項和約定相

40、關事項和約定由于發明專利申請自申請日(有優先權日的自優先權日)起18個月(申請人提前公開的除外）才能提前被公布，實用新型專利和外觀設計專利在授權后才能獲得公布(即公布日的滯后程度取決于審查周期的長短），因此在實際數據中 2022 年的數據出現較為明顯的下降，但這并不能說明 2022 年專利研發的真實趨勢。1.31.3 檢索分析工具和相關名詞解釋檢索分析工具和相關名詞解釋1.3.11.3.1 檢索分析工具介紹檢索分析工具介紹風電產業導航研究檢索分析過程中，綜合應用了 Innography 專利檢索數據庫、Incopat 全球專利數據庫、壹專利檢索數據庫、Himmpat專利檢索數據庫，在 PCT

41、復雜專利數據甄選清洗過程中還應用了美國專利商標局專利數據庫、歐專局專利檢索平臺、世界知識產權局專利檢索平臺與各國知識產權局等官方網站等數據平臺的相互驗證。主要商業數據庫包括：（1 1）InnographyInnography 專利檢索數據庫專利檢索數據庫Innography 是美國 CPA 集團之獨立子公司提供的高端專利分析數據庫。該平臺數據源豐富，包括全球 102 個國家的專利，同時包含來自 PACER（美國聯邦法院電子備案系統）的全部專利訴訟數據以及 ITC（國際貿易委員會）關于 337 調查的法律案件，收錄了來自鄧白氏及美國證券交易委員會的專利權人財務數據，并且收錄了美國商標信息。34I

42、NNOGRAPHY 將專利-商業-法律等各方面信息結合在一起形成結構化分析方案。Innography 還可進行專利強度分析、語義分析、聚類分析等，并通過可視化圖表形式直觀地呈現。其中專利強度分析、相似專利分析和競爭態勢分析是 Innography 特有的專利分析方法。（2 2）IncoPatIncoPat 全球專利數據庫全球專利數據庫IncoPat科技創新情報平臺完整收錄了全球120個國家/組織/地區一億多件基礎專利數據，擁有專利全文，數據庫包括專利法律信息、ETSI 通信標準數據、專利引證信息，如專利引證、被引證信息和同族引證信息，豐富了字段信息，更加便于查全檢準。（3 3）壹專利檢索數據庫

43、）壹專利檢索數據庫包括 105 個國家、地區，超過 1.4 億條專利數據，提供可視化數據分析工具和多樣展現方式，打通檢索、數據篩選與分析間壁壘。（4 4）HimmpatHimmpat 專利檢索數據庫專利檢索數據庫HimmPat 數據庫收錄全球 123 個國家、組織和地區自 1800 年以來超過 1.6 億項專利技術，深度加工全球專利數據及相關增值數據為 18類專利信息，可提供多至 280 個搜索、統計、分析的維度。1.3.21.3.2 相關名詞解釋相關名詞解釋（1 1）檢索截止日）檢索截止日本報告中專利檢索截止日為 2023 年 1 月 1 日。（2 2）同族專利）同族專利同一項發明創造在多個

44、國家申請而產生的一組內容相同或基本相35同的專利文獻出版物，稱為一個專利族或同族專利。從技術角度來看，屬于同一專利族的多件專利申請可視為同一項技術。（3 3）法律狀態）法律狀態有效：在本報告中，“有效”專利是指到檢索截止日為止，專利權處于有效狀態的專利申請；失效：在本報告中，“失效”專利是指到檢索截止日為止，已經喪失專利權的專利或者自始至終未獲得授權的專利申請，包括專利申請被視為撤回或撤回、專利申請被駁回、專利權被無效、放棄專利權、專利權因費用終止、專利權屆滿等；審查中：“審查中”專利是指該專利申請可能還未進入實質審查程序或者處于實質審查程序中，也有可能處于復審等其他法律狀態。專利授權：指由國

45、務院專利行政部門作出授予發明專利權的決定，發給發明專利證書，同時予以登記和公告。專利轉讓：專利所有權轉讓是指專利權人將其擁有的專利權轉讓給他人的一種法律行為。轉讓方與受讓方之間應當簽訂書面合同，并在國務院專利行政部門進行登記。專利駁回：對不符合專利法規定的專利申請予以駁回不授予專利的決定。專利撤回：專利申請撤回是專利申請人在提出申請后，授予專利權以前將專利申請收回。（4 4）專利數量）專利數量專利申請量：專利申請量是指截止檢索日期，專利申請人向專利36行政部門提出專利申請被受理而且已公開的數量。專利項數:同一項發明可能在多個國家或地區提出專利申請，WIPO 將這些相關的多件申請作為一條記錄收錄

46、。在進行專利申請數量統計時，對于數據庫中以同族（這里的“族”指的是同族專利中的“族”）數據的形式出現的一系列專利文件，計算為“1 項”。一般情況下，專利申請的項數對應于技術方案的數目。專利件數:在進行專利申請數量統計時，例如為了分析申請人在不同國家、地區或組織所提出的專利申請的分布情況，將同族專利申請分開進行統計，所得到的結果對應于申請的件數。1 項專利申請可能對應 1 件或多件專利申請。專利授權量:專利授權量是指由專利行政部門授予專利權且已公告的數量。有效專利量:有效專利量是指目前仍處于有效狀態的授權專利數量。（5 5）專利技術來源國）專利技術來源國專利技術來源國（Location），即專利

47、申請人的所屬國或地區。（6 6）專利技術應用國）專利技術應用國專利技術應用國（Source Jurisdiction），即專利申請的國家或地區。（7 7）競爭力氣泡圖）競爭力氣泡圖氣泡圖分為 ABCD 四個象限。通過氣泡圖可以分析在該領域內的各專利權人機構間的競爭力情況，氣泡的位置是一個相對的概念，氣泡37的大小代表專利多少；橫坐標與專利比重、專利分類、引用情況相關，代表機構的專利技術性，氣泡位置越往右專利技術性相對就越強；縱坐標與專利權人的收入高低、專利國家分布、專利涉案情況有關，代表了機構的綜合實力，氣泡越往上綜合實力相對就越強。38第二章第二章 風電產業發展現狀分析風電產業發展現狀分析2

48、.12.1 全球產業發展現狀全球產業發展現狀在全球低碳經濟與能源革命的大趨勢下，國際社會對能源安全、生態環境、異常氣候等領域日益重視。減少化石能源燃燒、加快開發和利用可再生能源已成為世界各國的普遍共識和一致行動。風力發電是可再生能源領域中最成熟、最具規模開發條件和商業化發展前景的發電方式之一，且可利用的風能在全球范圍內分布廣泛、儲量巨大。同時，隨著風電相關技術不斷成熟、設備不斷升級，全球風力發電行業出現了近年來的高速發展。根據GWEC的統計，截至2019年底，全球風電累計裝機容量為651GW，較 2001 年底增長超過 26 倍，年均復合增長率為 20.12%。從新增裝機容量來看，2019 年

49、全球風電新增裝機容量為 60.4GW，較 2001 年增長超過 8 倍，年均復合增長率為 13.18%。風電作為現階段發展最快的可再生能源之一，在全球電力生產結構中的占比正在逐年上升，擁有廣闊的發展前景。根據 GWEC 的預測，未來 5 年全球將新增超過 355GW 裝機容量，在 2020-2024 年間每年新增裝機容量均超 65GW12。隨著節能減排需求的提升以及可再生能源發電成本的降低，全球風能等新能源發電行業快速發展。在風力發電方面，根據 GWEC 的數據，2021年全球風電新增裝機量93.6GW，僅比2020年的創紀錄年份低1.8%，其中中國占比為 51%。預計 2025 年全球風電新

50、增裝機量將達到 111.2GW。122020 年全球及中國風電行業發展現狀分析 國內風電地位顯著提高領先于全球發展_手機搜狐網()39圖圖 2-12-1 20212021 年風電全球新增裝機分布年風電全球新增裝機分布就累計裝機量情況而言，據 GWEC 數據，2021 年全球風電累計裝機量達到 837GW，同比 2020 年增長 12.80%13。其中中國位居第一，裝機總量達 338.31GW，占世界總裝機容量的 40.40%；美國風電裝機總量為134.40GW，占比為 16.05%，僅次于中國;德國雖然在 2021 年新增裝機容量不是很多，但作為老牌風電強國，累計裝機容量仍占了第三的位置，風電

51、裝機總量 64.54GW，占比 7.71%。印度和英國的裝機總量分別為 40.08GW 和 26.59GW，分別占比 4.79%和 3.17%。中國和美國風電累計裝機量占世界總裝機量的比例超過 50%，前五的國家占比超過 70%。2021 年全球陸上風電累計裝機量為 782GW，同比 2020 年增漲10.22%；海上風電累計裝機 57GW，同比 2020 年增長 58.77%。2021 年全球陸上風電新增裝機 72.5GW，前三為中國、美國、巴西，其中中國裝機占比 42.34%。歐洲、拉丁美洲、非洲及中東的陸上新增裝機分別132021 年全球新增風電裝機 93.6GW-國際動態-數字能源網(

52、)40增長了 19%、27%及 120%。2021 年全球海上風電新增裝機 21.1GW，前三為中國、美國、越南，中國裝機占比達 80.02%，英國海上風電新增裝機占比 11%，越南海上風電新增裝機 4%14。圖圖 2-22-2 20212021 年全球陸上風電新增裝機年全球陸上風電新增裝機圖圖 2-32-3 20212021 年全球海上風電新增裝機年全球海上風電新增裝機142021 年中國風力發電裝機量、發電量、投資完成額及棄風率走勢_全球_華經_我國()412.1.12.1.1 產業基礎數據產業基礎數據風能目前作為最可實現市場化運營的清潔能源之一，已經得到世界主要國家與地區的認可，作為新能

53、源發電的重要組成部分，已經實現了大規模的產業化運營。截至 2023 年 1 月 1 日，在全球檢索到已公開的風電產業技術專利申請數據清洗后 285703 件，申請號合并后保留最晚公開 230754 件，專利授權 158245 件，授權比例 78.82%，其中有效專利 82057 件，有效比例為 51.85%。從專利類型來看發明專利申請量 169344 件，發明授權比例為 69.43%。表表 2-12-1 全球風電產業技術領域專利數據概況（單位全球風電產業技術領域專利數據概況（單位/件）件）申請量申請量授權量授權量授權比例授權比例有效量有效量有效比例有效比例發明申請量發明申請量發明授權比例發明授

54、權比例23075415824578.82%8205751.85%16934469.43%注：發明授權比例=已授權發明數量/（發明申請數量-審查中的發明數量）（1 1）全球專利申請趨勢）全球專利申請趨勢早在 19 世紀中葉，西班牙、美國、英國、瑞士等國家就已經開始了對風電技術相關的專利申請，風電技術領域的專利申請經歷了從無到有、數量從少到多的發展演變過程。本節重點對全球 1985 年以來申請的風電領域相關專利進行了統計分析，通過申請趨勢可以從宏觀層面把握分析對象在各時期的專利申請熱度變化。申請數量的統計范圍是目前已公開的專利。一般發明專利在申請后 318 個月公開，實用新型專利和外觀設計專利在申

55、請后 6 個月左右。具體專利申請量及年度申請趨勢見圖 2-4。42圖圖 2-42-4 全球風電全球風電產業產業專利專利年度申請年度申請趨勢趨勢分布分布圖圖圖 2-4 展示了從 1985-2022 年間全球范圍內公開的風電產業相關專利的年度申請趨勢，從宏觀角度來看，風電產業全球專利申請量整體呈穩步上升態勢，發展經歷了萌芽期、低速發展期和快速增長期。1997 年之前，專利申請處于萌芽期，申請量處于較低水平，每年的專利申請量均在 1000 件以下。該期間石油等能源占主導地位，風能的利用技術還不夠成熟，尚處于起步階段。1997 年至 2005 年間，風電技術的發展仍不夠成熟，專利申請量處于低速發展階段

56、，在前期技術積淀基礎上，政府出臺了大量政策引導，全球范圍內，各國陸續提出可持續發展理念，對于可再生能源的研究投入逐漸加大，風能作為一種清潔可再生能源逐漸受到重視，風電產業的專利申請量呈現緩慢上升趨勢。2006 年至 2011 年之間，隨著風電產業相關補貼和扶持政策陸續出43臺，風電產業高速發展，專利申請呈高速發展趨勢，專利數量隨之急劇增加。2012 年至今，專利申請量維持在每年 10000 件以上，全球專利申請量在 2020 年達到峰值（注：因專利公開具有一定滯后性，近兩年申請的專利尚未完全公開，2022 年專利申請量暫不作參考）為 15410件。近五年來，風電產業相關專利增長趨于穩定。這個階

57、段專利數量的增長與中國專利申請量的增長關系密切，隨著國內政策推動、風電產業發展，高校、企業等專利申請人加大風電領域專利申請數量。（2 2）全球專利地域分析）全球專利地域分析對全球范圍內風電產業專利技術重點國家和地區（中國、日本、美國、德國和丹麥）的專利情況進行分析，通過該分析可以了解分析對象在不同國家技術創新的活躍情況，發現全球主要的技術創新來源國和重要的目標市場。全球主要技術來源國與技術應用國的專利情況如圖 2-5 所示。44圖圖 2-52-5 風電產業風電產業全球專利技術來源國和技術應用國對比全球專利技術來源國和技術應用國對比從技術來源國來看，排名比較靠前的有中國、美國、德國、日本和丹麥，

58、專利件數分別為 94989 件、26828 件、23449 件、17152 件、11995 件，其余國家申請專利數量均低于 10000 件。從技術應用國來看，排名較前的為中國、美國、日本和德國，專利件數分別為 100072 件、19311 件、13745 件、10022 件，其余國家公開專利數量均低于 10000件。我國在風電產業技術來源國和技術應用國排名中均占據首位，反映出我國在全球風電產業發展格局具有一定優勢和技術基礎。如圖 2-5 所示，風電領域專利技術來源國和技術應用國排名均靠前的國家中，美國、德國、丹麥、英國、法國等國家，作為技術來源國的專利數量高于作為技術應用國專利數量，說明這幾個

59、國家在風電45領域的技術輸出程度較高，專利申請人的海外布局意識較強，且具備向其他國家市場輻射影響力的能力。而中國、韓國、俄羅斯等國家作為技術來源國的專利數量高于作為技術應用國專利數量，反映出已有眾多國外申請人在這幾個國家進行了風電技術相關專利布局，正在準備或已經進入中、韓、俄國的風電市場。（3 3）主要國家專利申請趨勢分析（按專利公開國）主要國家專利申請趨勢分析（按專利公開國）風電是近年來發展最快的新興可再生能源，全球風能資源分布廣泛，開發利用風電的國家和地區占全球的一半左右，其中歐洲、亞洲、北美洲是目前開發規模最大的三個地區。在風電產業全球專利中，中國、美國、日本、歐洲(EPO)和德國為主要

60、的專利公開國家和地區，圖2-6 為風電領域全球重點國家和地區中專利申請量的發展趨勢。通過該分析可以了解專利技術在不同國家或地區的起源和發展情況，對比各個時期內不同國家和地區的技術活躍度，以便分析專利在全球布局情況，預測未來的發展趨勢，為制定全球的市場競爭或風險防御戰略提供參考。46圖圖 2-2-6 6 全球風電產業專利主要國家專利數量全球風電產業專利主要國家專利數量總體來說，海外風電領域技術起步較早，專利申請年份開始年份早，近年來專利量趨于穩定上升，美國、日本、歐洲專利局等主要國家和地區年均公開專利量維持在 1000 件以內。與美國、日本、德國、歐專局相比，中國的風電產業專利技術起步較晚，但是

61、隨著后期風電產業投入不斷增加，逐漸打破技術壁壘，自 2006 年后我國風電技術進入高速發展階段，專利申請量快速上升，呈現指數增長態勢。近年來，中國的風電專利申請量居全球首位，遠超其他國家，在專利申請總量方面占據一定優勢，這與政府積極出臺可持續發展戰略、可再生能源政策，大力支持可再生能源發展關系密切。但我國在專利申請質量方面還需進一步提升，目前風電產業多數核心技術仍掌握產業基礎更好的國外企業手中。47（4 4）主要國家高價值專利布局分布）主要國家高價值專利布局分布高價值專利布局已成為全球風電產業競爭中的關鍵因素。專利布局與技術創新密切相關，每一次技術的突破，都伴隨著重要專利的布局。目前，全球風電

62、產業發明專利的申請量已經達到 16.9 萬件，有效發明專利 5.1 萬件,占比 30.13%；中國（技術來源國）風電產業發明專利的申請量已經達到 4.4 萬件，有效發明專利 1.4 萬件，占發明專利總量 32.5%，目前在審中發明專利 1.2 萬件，呈現快速發展態勢。近年來，中國風電領域專利申請處于快速發展階段，統計全球重點技術來源國高價值專利數量及占比情況如圖 2-7 所示。圖圖 2-72-7 主要技術來源國高價值發明專利占比情況主要技術來源國高價值發明專利占比情況可以發現，德國作為技術來源國所申請的高價值發明專利的數量48超過了中國，占比達到 22%，中國和美國的高價值發明專利數量基本持平

63、，占比在 20%左右。美、德、丹麥擁有全球一半以上的核心高價值發明專利。雖然我國風電領域專利申請量位居全球第一位，領先于德國、美國等其他國家，但由于我國專利基數較大且較多專利的技術重要程度和創新性低，技術價值偏低，高價值專利占比落后于德國，在高價值專利研發方面仍存在一定短板。這一問題短期會影響我國專利價值，長遠來看必將損害我國在風電全球化市場中的競爭力。目前風電產業多數核心技術仍掌握產業基礎更好的國外企業手中，我國在專利申請質量方面還需進一步提升。面對與德國、美國等國家產業技術發展的差距，我國應充分發揮政策優勢，有針對性地解決卡脖子的現象，提升專利價值度和高價值專利的比例。（5 5）重點專利申

64、請人分析）重點專利申請人分析通過統計重點專利申請人可以發現創新成果積累較多的創新主體，并據此進一步分析其專利競爭實力，反映風電技術領域內專利申請人的技術掌握情況及其專利布局策略，風電產業全球專利申請量排名前十位的申請人見圖 2-8。49圖圖 2-2-8 8 風電產業全球專利主要申請人風電產業全球專利主要申請人 TOP10TOP10在全球范圍內，排名前十位的風電產業申請人均為企業，說明風電產業的相關技術相對比較成熟，產業化程度較高。在前十家企業中，包括兩家德國企業、兩家中國企業、兩家日本企業、一家美國企業、一家西班牙企業、一家荷蘭企業和一家丹麥企業。歐洲企業在風電領域處于領先地位，專利積累具有明

65、顯優勢，雖然中國在風電技術領域的專利申請量位列全球第一位，但在全球重點申請人中，僅有國家電網和金風科技兩家企業進入前十。排名前三的企業中，第一位是美國通用電氣公司，專利申請量高達 7185 件，第二名為德國的風電整機商 Enercon，專利申請量達 6052件。第三名為丹麥的風力發電機制造商維斯塔斯集團，專利申請量為5888 件，維斯塔斯公司于 1971 年開始研發風電機，起步較早，技術積50累較為深厚。德國的西門子公司以 4446 件專利申請位居第四，我國的國家電網和金風科技分別占據第五、第六位，反映出我國在風電領域也具有一定的技術實力，但我國頂尖的風電創新主體與美國、德國相比在專利申請方面

66、仍存在一定差距,這些國家對風電相關研究起步早，風電產業化時間長。日本的三菱重工位列第六，其余主要申請人的專利申請量均在 3000 件以下。2.1.22.1.2 世界各國風能支持政策世界各國風能支持政策開發利用風能等可再生能源是世界的潮流，已成為各國能源戰略的重要組成部分。一個國家的風電發展在很大程度上受政府政策及相關法律法規的影響。綜合風電總裝機容量和發展歷史，以丹麥、美國、德國、西班牙和日本等風電強國為例，對風電相關支持政策和法規進行介紹。這些風電強國在風電的強制性、市場準入及購買、經濟激勵、研發支持等方面制定了一系列政策法規。經濟激勵政策法規主要通過稅收優惠、價格補貼、投資補貼等支持風電發

67、展。法律保障、經濟激勵、研發支持是各國政策法規的共同重點。（1 1）美國美國1把風能放在優先發展戰略地位的政策法規美國是世界上較早利用風能的國家之一，早在 20 世紀 70 年代，美國政府開始將現代風電技術納入到國家能源戰略中。2008 年 5 月發布了2030 年風電占 20%：提升風能對電力供應的貢獻的規劃報告，作為美國風電發展的指導性文件，提出到 2030 年 20%的供電量來自風51電的實現途徑。美國是風能利用較好、發展較快、技術較先進的國家。美國風能利用的迅速發展得益于美國政府的一系列有助于風能利用的政策法規。美國政府從 1973 年開始投資風電技術研究，制定了風電技術發展路線圖。1

68、974 年美國開始實施風能計劃，主要內容為：評估國家的風能資源；研究風能利用中的社會和環境問題；改進風機的性能，降低造價。美國是最早制定鼓勵發展風電法規的國家。1978 年通過的公共電力管制政策法，為風電市場提供了法律保障。根據 1978 年公布的能源稅收法，風電折舊優惠的折舊期為 5 年。根據 1986 年公布的稅收改革法案，風電生產的賦稅優惠為風電項目在投產的前 10年享受 1.5 美分/(kWh)的稅收抵免優惠。1992 年出臺的能源政策法案、經濟復蘇法案，確立并加強了風電的法律地位。能源政策法案明確規定對風電企業實行激勵政策，如，在企業開始生產的 10 年內，對其提供的全部電能給予 1

69、.5 美分/(kWh)的補貼。聯邦層次的主要激勵和補貼政策包括：風能生產稅抵減政策(PTC)、投資退稅(ITC)可再生能源發電配額制度、國家財政補貼計劃，以及稅收加速折舊等。能源政策法案和生產稅收減免包括：1992 年美國的能源政策法案制定了生產稅收減免政策(PTC)，規定 1993 年 12 月以后安裝的風機可以享受每千瓦時電 1.5 美分的優惠，政策優惠為期 10 年。PTC政策保證了美國風電行業的持續發展?？稍偕茉窗l電配額制度(RPS)和 PTC 共同促進了美國風能行業的發展。為進一步利用風能，美國提出了可再生能源配額制度在全國范圍兩步走的指標：第一步在 2012 年52實現可再生能源

70、電力的份額達到 10；第二步在 2025 年實現 25的份額目標。2加大風能利用，擴大風能投資的政策措施美國政府為加大發展風能的投資力度，2009 年政府頒布了美國經濟恢復和再投資法案，投資 600 多億美元，風電是重點投資領域?？偨y奧巴馬一上任就拋出投資千億美元的“新能源計劃”。2012 年美國啟動了 1.8 億美元的支持海上風電計劃。通過稅收優惠、加速折舊、直接補貼及融資優惠政策等政策措施，鼓勵風電發展。投資補貼政策：美國早在上世紀 80 年代就對風電實行投資補貼政策，當時聯邦政府與州政府的投資補貼加起來約可達到總投資的 50%55。投資稅收抵免：2009 年美國經濟復蘇和再投資法允許企業

71、對符合條件的用于風電設備的制造、研發等的投資，按照設備費用 30%給予投資稅抵免。生產補貼政策：根據能源政策法，從 1992 年起每生產 1kWh的電量補貼 1.5 美分。投資現金返還政策：是指在風電場商業運營日之后6天內，政府按核準的風場投資成本的30%對開發商予以現金返還?？萍纪度胝撸嚎萍纪度氚ㄑ芯?、開發和示范投入。根據美國再投資法案，19742000 年對科技共投入 12 億美元，是同期世界上風電科技投資最多的國家?，F金補貼：美國政府規定風電生產的第一個 15 年補貼 46 美分/(kWh)。發放清潔可再生能源債券：根據2009 年美國經濟復蘇法和再投資法，將現有可再生能源債券的稅收

72、抵免額度提高到聯邦政府公布53的傳統債券利率的 70%，如果抵免額度超過納稅義務，相應部分可以延期到下一個年度，并額外批準了 16 億美元的新債券。生產稅收抵免：根據1992 年能源政策法和2005 年能源政策法，對風電生產給予稅收抵免。自風電投產之日起 10 年內，企業每生產 1kWh 電可享受從當年的企業所得稅中免繳 1.5 美分的優惠待遇，抵免期限均為 10年。財政補貼：對 2009 年和 2010 年在役項目，以及 2009 年和 2010年開工并在聯邦政府規定的稅務減免截止日期前投入運行的可再生能源項目，按項目建成價的 30%由政府提供一次性現金補貼。加速折舊：早在1979 年能源稅

73、收法中，美國政府就提出風電項目可享受加速折舊優惠。貸款擔保：根據2005 年能源政策法，對符合條件的新能源企業實施貸款政府擔保。2009 年美國經濟復蘇和再投資法放寬了政府提供擔保的條件，并提供 60 億美元的聯邦貸款擔保，以滿足風電企業的融資需求。鼓勵風險投資進入風電產業：為通過風險投資支持美國風電技術和產業的發展，對風險投資者和風險投資企業提供無償補助，即政府部門共同出資籌集用于風電技術和產業的風險資本，以分擔風險投資者投資風電的投資風險，并對民間風險投資起引導作用。風險投資企業投資風電項目的總投資額中，貸款可占 90%，如果風險企業破產，負責償還債務的 90%，并拍賣風險企業的資產；降低

74、風險投資企業的所得稅率，其中風險投資所得額的 60%免除征稅，其余的 40%減半征收所得稅。543開發海上風電的對策為了最大限度地開發海上風能潛力，美國能源部于 2010 財年出臺了“海上風能創新與示范計劃”，并和內政部合作從資源評估、技術協作、標準制定、環境影響評價等方面進行周密籌劃，期望通過協同工作來推動和加速商業規模海上風能項目的發展。2011 年 2 月聯合發布了國家海上風能發展戰略，作為海上風能創新與示范計劃的行動文件，旨在應對 3 個關鍵挑戰：降低海上風力發電相對較高的成本；應對安裝、運營和聯網技術挑戰；豐富風場數據和項目運行過程經驗，實現美國海上風能到 2020 年裝機達到 10

75、 GW，發電成本為每千瓦時 0.1美元；到 2030 年裝機達到 54 GW，發電成本為每千瓦時 0.07 美元。4近年來風能的投資力度空前2017 年美國風力發電投資總額高達 110 億美元，新增裝機容量7.017 GW。在過去的 5 年時間里，風電新增裝機容量占美國新增發電裝機容量的 25%，僅次于天然氣發電和光伏發電。2017 年，全球風電新增裝機容量 52 吉瓦，其中 13%的新增裝機發生在美國。美國的風力發電裝機容量和發電量均居于全球第二位，僅次于中國。2017 年，美國風力發電量總計 2540 億度，占美國總發電量的 6.3%，在一些州，如艾奧瓦州、堪薩斯州、俄克拉荷馬州、南達科他

76、州，風力發電占全州電力供應的 30%以上，另有 14 個州的風力發電占其全部電力供應的 10%以上（如圖 2-9 所示15）。15美國風能協會，”AWEA,Annual Market Report 2017 Executives Summary,”https:/www.awea.org/resources/publications-and-reports/market-reports55圖圖 2-92-9 美國各州風力發電占比情況美國各州風力發電占比情況美國的風力發電相關產業的企業超過 500 家，遍布 50 個州，就業人數超過 10 萬人。全美共有 54000 個風電機組，總裝機容量為 88

77、.973GW，分布在 41 個州及關島和波多黎各地區，為超過 2700 萬個家庭供應電力，而在 1990 年，風電只能維持 50 萬個家庭的供電需求。近年來，美國的公用事業單位加大風能的投資，投資力度空前，簽署了超過 3.3 吉瓦的風力發電合同，計劃 2017 年擁有和運營 5.5 GW的風力發電裝機。當前，全美公用事業單位旗下共有 8.4 GW 的風電在開發或建造當中。一些大型公司也紛紛加入風電投資行業。2017 年，全美私營公司簽署了 23 份風能投資協議，裝機容量超過 2 GW；截至 2017 年，私營公司已投資了超 9.1 GW 的風力發電；私營資本的大量涌入是美國風電成本不斷下降的關

78、鍵因素。56過去的十年時間，美風電行業吸引了 1450 億美元投資，風電項目多分別在美國的農村及邊遠地區，這些投資為邊遠地區帶來大量的現代化廠房、就業機會和稅收，為美國經濟發展做出了貢獻16。（2 2）德國德國德國地處歐洲大陸的北部，擁有豐富的風力資源，其資源分布的總體特點是由南至北風力資源逐漸增強，北部沿海的資源最好，適合風電開發。由于具有優秀的風能資源稟賦，德國一直積極進行風能開發，風電裝機容量曾居世界第一，目前仍是世界第三大風能開發國。1把風能放在優先發展戰略地位的政策法規1990 年，德國出臺強制購電法，規定電力公司必須讓風電接入電網，并以固定價格收購其全部電量；以當地電力公司銷售價格

79、的90%作為風電上網價格；風電上網價格與常規發電技術的成本差價由當地電網承擔。1991 年，出臺可再生能源購電法，強制要求電力公司收購可再生能源電力。2000 年出臺的可再生能源法代替 1991 年出臺的可再生能源購電法，法定可再生能源可以優先接入電網。2009 年，頒布了可再生能源法修正案，對收購電價和風機技術要求進行了修改。要求新的風電機組必須滿足輸電和中壓電網技術規范要求；已經并網運行且不能滿足新并網導則要求的老舊機組，要限期進行改造。自 2000 年德國可再生能源法頒布以來，已 3 次修訂了16陳明灼,張春宇.美國可再生能源政策創新與市場發展C/.國際清潔能源產業發展報告（2018）.

80、2018:375-391.57電價。第三次修訂的法律并沒有改變固定電價的基本原則和電價設計原理，而是根據技術發展水平和資源開發水平對電價進行了調整。這樣就最大程度地保證了政策的穩定，也保證了電價水平的科學性。2加大風能利用，擴大風能投資的政策措施德國 20 世紀后，德國風電生產高速發展，這主要得益于其以下良好的投資政策措施。投資補貼政策：向投資者提供各種層面的激勵及支持。不管投資者來自哪個國家，都有可能獲得德國政府提供的補助。德國已經成為世界第五吸引外資國。政府對風電項目給予 25%的投資補貼。發電補貼政策：從 1991 年開始，對風電上網提供每千瓦時電量給予 0.06 馬克的補貼。設備制造補

81、貼政策：對設備制造商政策規定為每臺機組提供不超過 5 萬馬克的資金補貼。但必須只有當機組賣給用戶并網發電后，制造商才能得到此項資助。鼓勵民間資本參與風電政策：同時鼓勵民間資本以多種形式參與風電建設。加大科技投入：德國從 1974 年開始投入資金支持風電技術研發。19742003 年用于電風技術研發的經費約為 6 億美元。保護投資者政策：德國財政部要求德國監管機構德國聯邦金融監管局在金融市場上加強對風電中小投資者的保護。德國政府還建立了“能源-氣候變化基金”專門為可再生能源發展提供資金支持。2011 年 1 月2014 年，德國用于可再生能源研究的資金有 80%來自該基58金。德國風電在未來幾年

82、有很大的投資潛力，對國外投資者有很好的保障。3開發海上風電的對策德國把開發海上風電提高到戰略層面，作為可再生能源的開發重點，為了扶持海上風電，德國政府運用經濟杠桿和法律手段，出臺了很多政策、措施。1991 年 1 月 1 日，德國政府頒布了輸電法，是德國開始風能商業利用后制定的第一部促進風能利用的法規。2000 年4 月 1 日，具有劃時代意義的可再生能源法在德國開始生效。2002年出臺了德國政府關于海上風能利用戰略。2010 年公布的能源方案指出，為了實現到 2030 年海上風電裝機容量達到 25GW 的目標，總共還需投資 750 億歐元。德國復興信貸銀行在 2011 年設立了 50 億歐元

83、的海上風電專項貸款。2004 年 8 月，修訂后的第 6 期可再生能源法(EEG2004)頒布實施。其內容包括提高風電并網價格，并區分海上風電和陸上風電并網價格，海上風電的電價達到了每千瓦時 13 歐分。2008年6月9日，德國議會頒布了 可再生能源法案修訂案(EEG2009)，將海上風電項目的初始上網電價設定為每千瓦時 15 歐分。德國政府還為海上風電提供了比陸上風電更優惠的補貼政策。最初的方案是前 12年每千瓦時補貼 15 歐分，12 年之后降為每千瓦時 3.5 歐分。2012 年開始將補貼標準提高到每千瓦時 19 歐分，但補貼年限由 12 年降至 8年，8 年后的補貼標準為每千瓦時 3.

84、5 歐元。陸上風電前 5 年的補貼標準為每千瓦時 9.2 歐分。2014 年德國可再生能源法再次修訂，原有的政策框架將要延續到 2019 年，2020 年后將對海上風電的電價進行較大59調整。到2020年的海上風電發展目標為6.5GW，2030年的目標直指15GW。德國政府計劃在波羅的海和北海建造 82 個海上風力發電場，總發電量可滿足 1200 萬戶家庭的用電需求，德國沿海地區有望得到數 10 億歐元的投資，能提供 3 萬個就業崗位。德國政府還開展了一系列海上風電環境影響的拓展性研究。例如，德國聯邦環境部成立海上風能基金會，投資建立海上風機的試驗場，促進海上風電技術研究、生態研究以及加強技術

85、轉讓，該基金會已建立 3 個海上風電試驗平臺。（3 3）英國英國英國是風電發展較快的國家，又有在北海油田鉆探中積累的近海開發經驗，這都有助于風電的快速發展。1把風能放在優先發展戰略地位的政策法規英國風電的快速發展還得益于 1989 年英國制定的電力法，該法規定將電力工業推向市場的非國有化政策。要求公民有消費非化石燃料的義務，并開始征收化石燃料消費附加費，征收辦法是電費征收10%的附加費。為了促進風電發展，英國政府從多個方面制定了鼓勵和扶持政策。1990 年頒布的非化石燃料義務公約，要求公共電力供應商設立非化石燃料購買代理，通過招標過程簽約所有的非化石燃料電力。投標分成不同的技術標段，以確保不同

86、的可再生能源技術都參與其中。該公約到 2002 年為可再生能源義務證書制度所代替。2011 年7 月英國發布可再生能源路線圖。該路線圖指出，為了幫助英國用低成本和可持續的方式實現2020年的目標，未來要充分發揮陸上風電、海上風電、海洋能、生物質發電、生物質供熱、地源熱泵、空氣源熱60泵和可再生能源在交通方面的應用 8 類技術的潛力。英國認為海上風電是風電重要的助推器，也是未來風電發展的主要方向之一。2開發海上風電的對策為推進開發海上風電，英國政府成立了海上風電投資組織，旨在推動可再生能源領域的投資。英國海上風電業快速發展除了擁有良好的自然條件外，還與英國政府的積極政策支持分不開。英國采取了如下

87、富有成效的經濟激勵政策。投資補貼政策：在發展海上風電之初，英國政府提供了 1.18 億英鎊的資金補貼，支持企業進行海上風電場的建設。這筆投資對英國啟動海上風電產業起到了重要的推動作用。技術研發投資和補貼政策：海上風電產業發展的主要障礙是成本過高，為了實現到 2020 年將海上風電成本降到 100 英鎊/(MWh)的目標，英國政府對海上風電技術的研發大量投資，并提供了高額補貼。2009 年英國政府宣布對海上風電相關技術開發投資 1.2 億英鎊。稅收優惠政策：英國于 2001 年 4 月開始征收氣候變化稅，風能等可再生能源生產的電力則可以獲得金融支持。英國政府計劃投資 10 億英鎊成立綠色投資銀行

88、，專門支持海上風電等綠色能源項目的發展，并免征這項稅。作為全球海上風電發展的領導者，2013 年 8 月 1 日，英國發布了海上風電產業戰略，旨在通過政府和產業界的攜手合作開發海上風電。英國政府曾在能源白皮書中承諾，2020 年英國沿海風力發電裝機達到 25GW。61（4 4）丹麥丹麥丹麥是世界風電發展最快，也是最早建風力發電站的國家。丹麥已經成為世界發電風輪生產大國。世界十大風輪生產廠家就有 5 家在丹麥。丹麥成功發展風電與其政府的大力支持密切相關。丹麥的一系列可再生能源政策法規為風電發展提供了切實保障。丹麥早在 1979 年就要求風電強制上網，由電力公司支付部分并網成本。1992 年起，要

89、求電力公司以 85%的凈電力價格購買風電，這其中不包括生產和配電成本的稅收。丹麥政府 1976 年、1981 年、1990年、1996 年、2004 年等先后多次公布了能源計劃。最近又提出到 2030年風電將滿足約 1/2 的電力需求。上世紀 90 年代初，丹麥實施了風機擴容計劃，即以新型和大容量的風機替代小型風機或者運行狀況差的風機，并為這樣的替代提供 20%40%的補貼。另外，從 80 年代初期到90 年代中期，風機發電所得的收入都不征稅。在支持風能研發方面，丹麥政府積極支持風電的研究和開發，對風電的補貼始于 1979 年，只要通過國家測試和資質認證，投資風電能獲得風機購買價格的 30%作

90、為補貼。為占領風力發電制造技術的制高點，累計投入 20 多億歐元的研發經費，支持研究機構和企業開展風力發電設備與零部件的研發和產業化17。丹麥政府設立電力節約基金，對改進能源效率的技術和設備進行資助，促進企業創新。對推廣風電和普及風電知識的項目和活動也進行一定補貼，地方政府部門可向國家電網公司提出申請，幫助公民提高環境保護和使用清潔能源的意識，促進17楊莉,余艷,高琴.發達國家發展風電產業相關政策探討J.商業時代,2011(23):126-127.62風電項目順利推行。此外，丹麥國家實驗室的風能科學家和工程師陣容強大，從事空氣動力、氣象、風力評估、結構力學和材料力學等各方面的研究工作。此外，丹

91、麥政府還對傳統能源征收能源稅和碳稅，以促進清潔能源消費。1999 年丹麥制定電力供應法，明確了風電等可再生能源上網的優先級別，電網公司需要優先收購可再生能源入網并付款，同時，若風電場建成后所發電力不能及時入網，電網公司需要對風電業主進行經濟賠償。2008 年頒布可再生能源法案，提出風電項目的財產損失賠償機制和擔?；鸬膿C制，促使風電項目更易獲得商業貸款。丹麥政府積極支持風電的研究和開發，為占領風力發電制造技術的制高點，累計投入 20 多億歐元的研發經費，支持研究機構和企業開展風力發電設備與零部件的研發和產業化18。丹麥政府設立電力節約基金，對改進能源效率的技術和設備進行資助，促進企業創新。

92、對推廣風電和普及風電知識的項目和活動也進行一定補貼，地方政府部門可向國家電網公司提出申請，幫助公民提高環境保護和使用清潔能源的意識，促進風電項目順利推行。丹麥風電實行固定上網電價政策，上網電價包括市場價格和固定補貼兩部分，根據不同的并網時間采取差異化的補貼政策。通過補貼穩定風電上網電價，使風電更具吸引力和競爭力，促使風機制造商不斷改進技術，降低制造成本，也使風機銷量大幅增加。18楊莉,余艷,高琴.發達國家發展風電產業相關政策探討J.商業時代,2011(23):126-127.631999 年之前購買的風機，在規定的滿負荷小時數內享受的補貼加上市場電價每千瓦時電達 0.6 丹麥克朗；超過規定的滿

93、發小時數后到風機運轉滿 10 年之前，享受含補貼每千瓦時電 0.43 丹麥克朗的價格。在運轉 1020 年之間，補貼加上市場價格，每千瓦時電不得超過 0.36丹麥克朗，同時，還享有一定的平衡補貼。20002002 年并網的風機，在 22000 滿負荷小時數內每千瓦時電補貼加上市場電價保證以 0.43 丹麥克朗來結算。在年滿 20 年前，每千瓦時電仍有 0.1 丹麥克朗的補貼。20032004 年之間并網的風機，在年滿 20 年前，每千瓦時電享有 0.1丹麥克朗的補貼。2005 年 1 月 1 日以后并網的風機，在年滿 20 年前，在市場電價的基礎上，享有每千瓦時電 0.1 丹麥克朗的固定補貼，

94、每千瓦時電有 0.02 丹麥克朗的平衡補貼。2009 年 2 月 19 日以后并網的風機，在 22000 滿負荷小時數內每千瓦時電可以在市場電價的基礎上再享受 0.25 丹麥克朗的補貼，同時，每千瓦時電還享有 0.02 丹麥克朗的平衡補貼。在 2001 年 4 月 1 日以后為取代拆除的老風機而并網的新風機可以在其他補貼的基礎上再享有每千瓦時電0.17丹麥克朗的補貼。政府設電力節約基金，對提高能源效率的技術和設備進行補貼。由于政策到位，丹麥風力發電技術日益成熟和市場化?？稍偕茉窗l電除回收一定電費外，還會得到綠色認證書。風電公司生產的電量，電網必須收購，所有可再生能源發電都有優先上網權，電網有

95、責任收購并付款。政府通過強制措施和稅收優惠等多重政策，實行市場準入和上網優惠，消除風電在開發初期的市場準入障礙，建立行之有效的64投融資機制，對風電上網給予鼓勵。（5 5）西班牙西班牙1把風能放在優先發展戰略地位的政策法規西班牙風電能快速發展，在 1981 年出臺能源法后，一直尋求建立一個有利于風電發展的市場環境。1997 年實施的電力法是西班牙風電發展史上的里程碑。2004 年頒布436/2004 號皇家法令，為風力發電確定了長期的經濟政策，推動了風電的快速發展。該法令規定：風電可按政府規定參考價出售給電力銷售公司，價格根據裝機容量和運轉年數而定；風電也可以在市場上自由銷售，給予一定的補貼。

96、2010 年在國家可再生能源行動計劃中提出，到 2020 年西班牙可再生能源供應將滿足能源需求的 22.4%，其中電力需求的 40%由可再生能源提供19。行動計劃中還列出了具體的保障措施，包括修改完善風電并網相關技術規范等。西班牙政府認為，海上風電是實現中長期可再生能源發展目標的決定性因素，將對海上風電電價實行優惠。電力法規定，風電首次實行上網電價制度。這部法律最重要之處在于設立了一個“雙向義務”機制：一方面，國家電網有義務購買所有生產的可再生能源電力；另一方面，這些發電廠有義務通知國家電網，將會供應多少可再生能源電力?！半p軌制”，即固定電價和溢價機制相結合的方式，有固定電價方式與溢價方式兩種

97、。固定電價方式：風電電價水平固定，為電力平均參考銷售電價的 90%，電網企業必須按照這樣的價格水平收購風電，超過電網平均上網價格部分由國19西班牙能源及電力基本情況-國家能源局()65家補貼。溢價方式：風力發電企業需要按照電力市場競爭規則與其他電力一樣競價上網，但政府額外為風電上網提供溢價，即政府補貼電價，風電溢價為平均參考銷售電價的 50%。平均參考銷售電價每年由西班牙政府根據電力市場對電力用戶的銷售電價情況確定，在前一年的年底公布，并維持一年不變。2004 年 3 月 12 日生效的436/2004 號皇家法令進一步發展了電力法，為風力發電確定了長期的經濟政策，推動了風電的快速發展。該法令

98、規定：風電可按政府規定參考價出售給電力銷售公司，價格根據裝機容量和運轉年數而定；風電也可以在市場上自由銷售，給予一定的補貼。根據新的規定，西班牙每千瓦時風電的前 5 年上網補貼價格為 6.37 歐分，第 615 年上網補貼價格為 6.02 歐分，此后上網補貼價格為 5.66 歐分。2010 年在國家可再生能源行動計劃中提出，到 2020 年西班牙可再生能源供應將滿足能源需求的 22.4%，其中電力需求的 40%由可再生能源提供。行動計劃中還列出了具體的保障措施，包括修改完善風電并網相關技術規范等。西班牙政府認為，海上風電是實現中長期可再生能源發展目標的決定性因素，將對海上風電電價實行優惠。西班

99、牙在 2014 年前開展海上風電技術研究及前期工作，2014 年進行示范項目建設，2016 年前后開始逐步進入商業化運營階段；制定一系列措施促進小風電的應用；制定小功率風電機組的技術規范并建立認證認可體系。近年來，西班牙風電設備企業在引進、吸收外國技術的同時，加大了具有自主知識產權的本國風電技術的開發利用。加大風能利用，擴大風能投資的政策措施66西班牙將風電量與二氧化碳排放權直接掛鉤，推動對風電開發的投入：電力公司可以通過風電獲得二氧化碳排放權用來解決火電二氧化碳排放權不足的問題，因此電力企業除直接投資建設風電場外，還從風電開發商手中購買已建成的風電場，從而刺激了西班牙風電的發展。鼓勵私人投資

100、風電：合理的經濟收益推動了私人資本在風電行業的大量投資，以固定價格包括特惠稅率銷售電力，按市場最高電價受到特別補貼，使私人投資風電有利可圖。3開發海上風電的對策西班牙同時積極支持海上風電技術研究，于 2014 年進行海上風電示范項目建設，2016 年前后開始逐步進入商業化運營階段；制定一系列措施促進小風電的應用；制定小功率風電機組的技術規范并建立認證認可體系。近年來，西班牙風電設備企業在引進、吸收外國技術的同時，加大了具有自主知識產權的本國風電技術的開發利用。2.22.2 中國產業現狀中國產業現狀1986 年，我國第一座風電場馬蘭風力發電廠在山東榮成并網發電，是我國風電歷史上的里程碑，標志著中

101、國風電產業的開端?？傮w來看，中國風電發展的總體歷程可分為早期示范、產業化探索、產業化發展以及大規模發展的四個階段20。20白話投資.風電行業發展歷史及現狀.202167圖圖 2 2-1 10 0 中國風電產業發展階段中國風電產業發展階段早期示范階段（1986-1993 年）：主要利用國外贈款及貸款，建設小型示范風電場，政府的扶持主要在資金方面，如投資風電場項目及支持風電機組研制；產業化探索階段(1993-2003 年)：為鼓勵發展風電，國家有關部門出臺風力發電場并網運行管理規定，要求電網允許風電場就近上網，首次建立了強制性收購、還本付息電價和成本分攤制度，由于投資者利益得到保障，貸款建設風電場

102、逐漸增多；“九五”和“十五”期間，政府組織實施“乘風計劃”、國家科技攻關計劃，以及國債項目和風電特許權項目，支持建立了首批 6 家風電整機制造企業，進行風電技術的引進和消化吸收，其中部分企業掌握了 600kW 和 750kW 單機容量定槳距風電機組的總裝技術和關鍵部件設計制造技術，初步掌握了定槳距機組總體設計技術，實現了規?；a，邁出了產業化發展的第一步。特別需要說明的是，“十五”期間，通過對國家“863”68計劃“MW 級變速恒頻風電機組”重大招標項目的支持，我國完成了具有完全自主知識產權的 1MW 雙饋式變速恒頻風電機組和 1.2MW 直驅式變速恒頻風電機組的研制，并于 2005 年并網

103、發電，成功實現了 MW 級變速恒頻風電機組從無到有的重大突破，標志著我國風電技術跨入 MW級時代。產業化發展階段(2003-2009 年)：主要通過實施風電特許權招標來確定風電場投資商、開發商和上網電價，通過施行可再生能源法及其細則，建立了穩定的費用分攤制度，迅速提高了風電開發規模和本土設備制造能力；風電正式進入大規模開發應用的階段?！笆晃濉逼陂g，科技部針對我國風電整機技術水平低、自主研制能力差、產業不完整、可持續發展能力弱等亟待解決的重大問題，在已有 1.0MW 雙饋式和 1.2MW 直驅式兩種機型大功率風電機組設計、制造技術的基礎上，由國家科技支撐計劃立項，支持了“大功率風電機組研制與示

104、范”重大項目，規劃了風電整機成套設備、關鍵零部件、海上風電、標準規范體系等 4 個主要研究方向，由全國 23 家單位共同承擔，基本囊括了當時行業內的骨干企業和科研單位。項目直接推動了中國風電配套產業鏈及其產品創新機制的建立、發展和完善。大規模發展階段(2009 年至今)：在風電特許權招標的基礎上，頒布了陸地風電上網標桿電價政策；根據規?；l展需要，修訂了可再生能源法，制定實施可再生能源發電全額保障性收購制度。隨著國家陸續制定出臺了促進風電等可再生能源發展的相關法規和扶持政策，眾多國內外企業大舉投入中國風電制造業，大多瞄準了風電整機69制造，通過引進生產許可證、建立合資企業、開展自主研發或聯合研

105、發等手段，研制 MW 級以上風電機組產品。據不完全統計，在 2008 年，進入風電整機制造業的國內企業多達 80 家，其中包含大量國有或國有控股的制造企業，涉及電力設備、航空航天和重工機械設備制造企業。這些大型企業利用自身相關技術和工業基礎，通過聯合設計或引入戰略合作方從事發展風電機組的整機設計和制造。代表企業(產品)有：金風(1.5MW/750kW)、運達風電(1.5MW)、東方 電氣(1.5MW)、華銳(1.5MW)、國電聯合動力(1.5MW)、廣東明陽(1.5MW)、上海電氣(1.25MW)等。2014 年至 2019 年，中國風力發電累計裝機容量持續增長。截至2019 年底，中國累計風

106、電裝機容量為 2.1 億千瓦(2.1005 億千瓦)，同比增長 14.0%。新增裝機容量方面，全年風電裝機容量 2574 萬千瓦，同比增長 22%。2019 年底，全國風電總裝機容量為 2.1 億千瓦，其中陸上風電總裝機容量占主要比重，達到 2.04 億千瓦，占 97%；海上風電裝機總量 593 萬千瓦，占 3%。2020 年我國新增風電裝機容量 52.00GW，其中陸上風電新增裝機容 48.94GW，海上風電新增容量 3.06GW，超過 2018 年與 2019 年國內新增風電裝機容量之和。我國累計裝機容量達 262.10GW，超量完成了“十三五”規劃的風電裝機目標。風力發電在我國全部發電裝

107、機容量的比重近年來穩步提升。2019年風電發電量 4,057 億千瓦時，占全部發電量的 5.5%。2020 年我國風電發電量 4,665 億千瓦時，占全部發電量的 6.2%，比重較 2019 年提高700.7 個百分點；2020 年風電累計并網裝機容量占全部發電裝機容量的10.4%21。隨著近年來我國對生態環境的保護意識愈發增長，我國逐漸從煤炭發電轉向環保電力發電，風電新增裝機并網逐年增長，風電行業的發展在近幾年呈快速增長趨勢，雖然在短期內面臨國家政策調整、經濟周期影響等不確定因素，但 2020 我國風能發電量為 4,665 億千瓦時，全社會總發電量為 75,110 億千瓦時，風能發電量僅占全

108、國發電總量比例的 6.2%，比重較 2019 年提高 0.7 個百分點。2020 年風電累計并網裝機容量占全部發電裝機容量的 10.4%，相較于歐美發達國家，我國風力發電量占比仍具備極大的發展空間，我國的風電行業發展仍趨向良性發展，2020 年我國風電新增裝機容量達到 52GW，刷新國內新增風電裝機容量歷史記錄。圖圖 2-112-11 中國風力發電新增裝機容量統計中國風力發電新增裝機容量統計2221中商情報網.2021 年中國風電市場現狀及發展趨勢預測分析.202122數據來源：國家能源局、中商產業研究院整理71中國 2021 年風電新增并網裝機容量 47.57GW，占全球裝機量的50.91%

109、。其中，陸上風電新增裝機 3067 萬千瓦、海上風電新增裝機 1690萬千瓦。根據國家能源局數據，截至 2022 年 3 月底，全國風電累計裝機 337GW，其中陸上風電累計裝機 310GW、海上風電累計裝機 26.65GW。中央更是指出，實現碳達峰、碳中和是一場廣泛而深刻的經濟社會系統性變革，要把碳達峰、碳中和納入生態文明建設整體布局，拿出抓鐵有痕的勁頭，如期實現雙碳目標。風能北京宣言提出，“十四五”期間需要年均新增裝機 5000 萬千瓦以上。2025 年后，中國風電年均新增裝機容量應不低于 6000 萬千瓦，到 2030 年至少達到 8 億千瓦，到 2060 年至少達到 30 億千瓦。23

110、2022 年新增裝機規模較大的省區包括江蘇 502 萬千瓦、廣東 469萬千瓦、河南 322 萬千瓦。截至 12 月底，全國累計并網風電裝機 3.28億千瓦，同比增長 17.3%。四季度海上風電新增并網 1320 萬千瓦，同比增長 600.9%。截至 2022 年 12 月底，全國海上風電累計并網裝機達到 2639 萬千瓦，同比增長 193.6%。海上風電裝機占全部風電裝機的比重達到 8%，與去年同期相比提升 4.8 個百分點。2423全球風能理事會（GWEC）.2022 年全球風電行業報告.202224中研產業研究院2022-2027 年風力發電行業并購重組機會及投融資戰略研究咨詢報告.20

111、2272圖圖 2 2-12-12 中國中國 20212021 年度風電裝機省份排行年度風電裝機省份排行截至 2021 年底，我國風電電力裝機數量最多的省份是內蒙古，裝機容量達到了 3996 萬千瓦，排在其后的河北（2546 萬千瓦）、新疆（2408萬千瓦）、江蘇（2234 萬千瓦）25。25中國電力知庫.2021 年全國風電裝機排名.202273圖圖 2-132-13 中國中國 20212021 年度風電裝機容量分布圖年度風電裝機容量分布圖根據 GWEC 數據，2020 年全球風電新增裝機容量為 93GW，較 2019年增加 53%。其中中國風電新增裝機容量 71.7GW，占全球新增風電裝機容

112、量的 77%，高于 2017-2019 年三年之和（61.42GW），GWEC 報告中指出 2020 年亞太地區新增風電裝機創紀錄，中國比 2019 年翻番。中國風電裝機量仍以陸上風電為主，海上風電占比偏低，發展潛力大。2020 年底，全球風電累計總裝機容量 744GW，其中海上風電累計裝機 35GW，占比總風電的 4.72%；而中國 2020 年風電累計總裝機容量為 281GW，其中海上風電累計裝機約 9.0GW，占比總風電的 3.20%，跟全球比較，中國海上風電占比仍偏低，我國海上風能資源充足，開發潛力可觀，未來存在較大發展空間。根據國家能源局數據，2021 年74我國風電新增并網裝機規模

113、 47.57GW，其中海上風電異軍突起，全年新增裝機 16.90GW，同比增長 452%。2021 年，我國海上風電裝機規模位居世界首位，各地也在加速發展海上風電。近十幾年來，我國風能發電量呈逐漸上升的趨勢，增速呈波動變化的趨勢。2017 年，我國風電行業發電量為 2695.4 億千瓦時，較上年同期增長 27.6%，為近幾年最高增速。2020 年達到 4146 億千瓦時的新高，同比增長 15.9%。2021 年上半年我國風力發電量達 2819.2 億千瓦時，同比增長 26.6%。2.2.12.2.1 中國產業基礎數據中國產業基礎數據風電是近年來發展比較快的新能源行業，隨著我國近年來風電裝機容量

114、的持續增加及輸送電網基礎設施建設的持續改進，我國風力發電量持續增長。2019 年，我國風力發電量 4,053 億千瓦時，占全部發電量的 5.53%26。2020 年，我國風力發電量 4,665 億千瓦時，同比增長 15.10%，占全部發電量的 6.12%；2021 年我國風力發電量 6,556 億千瓦時，同比增長 40.54%，占全部發電量的 7.89%；2022 年 1-6 月我國風力發電量3,861 億千瓦時，同比增長 12.17%，占全部發電量的 9.42%，預計 2022年我國風力發電量將超過 7,000 億千瓦時27。近年來，我國風力發電量及其占比呈快速上漲態勢。為有效解決棄水棄風棄

115、光問題，2017 年 11 月國家發展改革委、國26未來五年中國風力發電行業發展預測分析 https:/wind.in- https:/ 年、2020 年以及 2021 年，我國棄風電量分別約為169 億千瓦時、166 億千瓦時、206 億千瓦時，風電棄風率分別約 4.0%、3.5%、3.1%，較 2018 年 277 億千瓦時和 7%的棄風電量和棄風率相比有明顯改善，我國風電棄風率持續降低，風電用電量持續增加28。（1 1）中國專利申請趨勢分布）中國專利申請趨勢分布通過對我國1985年以來風電產業技術領域相關專利進行統計分析，得到專利申請量年度趨勢分布，了解我國風電技術的發展歷程、所處技術生

116、命周期的階段。圖 2-14 為風電領域中國專利的申請趨勢，其中縱坐標代表年專利申請量。28中國風電裝機容量情況及風電平均利用率提高數據分析 https:/ 2-142-14 中國風電產業中國風電產業專利專利年度申請年度申請趨勢趨勢分布分布如圖 2-14 所示，我國風電產業起步相對較晚，1985 年以來，中國風電領域專利申請量整體呈現增長趨勢，經歷了萌芽期和快速增長期。1985-2004 年間，風電產業相關專利數量較少，直到 1999 年，年申請專利量仍在 100 件以下。2004 年前，風電產業相關專利申請量增長相對緩慢，呈現逐年平穩增長的態勢。這個階段，專利申請量較多的專利申請人集中在通用電

117、氣、Enercon 等國外企業，國內創新主體在專利申請數量、自主創新能力等方面與國外企業還存在一定差距。自 2005 年開始，受到各項利好政策導向的影響，國內創新主體開始在風電領域加大技術研發投入，新增裝機整體增長趨勢迅猛，行業競爭格局發生改變。國內風機占據的市場份額逐步提升，2007 年外資品牌在國內風機市場份額超過 40%，到 2012 年已下降到 7.5%，國內風77電領域專利申請數量快速增長，2007 年專利數量突破 1000 件，2009年突破 2000 件，2020 年突破 10000 件，除 2013、2016 年起中國風電專利申請量進入快速增長期，尤其 2018-2019 年國

118、內風電領域專利申請量更呈現蓬勃發展，直至 2021 年國內風電相關專利申請量到達頂峰11510 件（注：因專利公開具有一定滯后性，近兩年部分專利申請尚未全部公開，2022 年專利申請量暫不做參考）。根據國家能源局發布的數據，2021 年我國風電累計裝機量為 328GW，2011-2021 年復合增速為22%，占全國總發電設備裝機容量的比例增長至 13.8%，在清潔能源中僅次于水電，已成為我國主要的清潔能源。在檢索到的風電技術領域中國專利中，中國申請人申請的專利數量占全部專利申請量的 91.35%，其他國外申請人以美國、丹麥、日本等國家為主，說明對中國市場的重視程度較高，為進軍中國市場進行了大量

119、的專利布局，申請的中國（應用國）專利較多。專利預警顯示國內創新主體應該進一步增強知識產權保護意識，加快技術研發，做好海內外專利布局，以在未來的市場競爭中搶占有利地位。（2 2）中國專利省市分布）中國專利省市分布對我國風電產業專利省市分布情況進行統計分析，通過該分析可以了解各省市在風電技術領域的創新活躍程度、在中國申請專利保護較多的省份等。圖表展示的是分析對象在中國省級行政區域的分布情況，僅統計中國專利，專利申請量排名前十的省市如圖 2-15 所示。78圖圖 2-152-15 風電產業風電產業專利中國專利專利中國專利主要主要省市分布省市分布從國內風電專利申請排名分布來看，專利申請量與經濟、科技發

120、展水平密切相關，東部沿海省市的專利申請量明顯高于中西部地區。我國風電產業專利申請量排名前列的省市為江蘇省和北京市，分別為14757 件和 11721 件，這與江蘇省風能資源相對豐富，加強對風電產業的政策支持和人才引進等有一定的關系。其次是廣東省、浙江省和山東省，專利申請量分別為 8370 件、7136 件和 5472 件，排名前五位的省市專利申請量接近全國風電專利申請的二分之一，地域集中度相對較高。以上分析中風電專利申請量排名前列的省市多分布于我國東部沿海地區，屬于經濟比較發達的省份，這些地區的城市人口眾多、電網負荷密集，對電能的需求較大，科研力量相對雄厚，具備較好的經濟79基礎和技術研發實力

121、，具有發展風力發電產業的區域優勢，為風能的開發和利用創造了有利條件。（3 3）中國專利主要申請人）中國專利主要申請人對風電產業中國專利申請人類型進行統計匯總，通過該分析可以明晰創新主體的類型，并通過創新實體的主體性質、研發實力和研發目的分析創新成果更偏向基礎研究還是商業應用，定位技術在產業鏈中的位置和可能的運營模式，為進一步找出在產業內影響力大的不同類型的創新主體提供依據。專利申請人類型主要包括企業、高等院校、個人、科研單位和機關團隊等類型，具體專利申請人類型分布情況如圖 2-16 所示。圖圖 2-162-16 風電產業風電產業中國專利主要申請人類型中國專利主要申請人類型80風電產業相關中國專

122、利中，申請人類型以企業為主，以 72863 件專利申請量位列第一，占比 71%，表明我國風電技術產業化應用程度較高，企業比較關注風電領域相關技術的研發和應用。其次是個人和高等院校兩類申請人，這兩類申請人的專利申請量分別是 14760 件和13913 件，二者幾乎持平，個人申請人比高等院校申請人多 847 件專利，占比均在 14%左右，這兩類申請人的總占比接近 28%。知識產權是高校創新成果的重要載體，也是連接創新與市場、促進創新成果向現實生產力轉化的重要紐帶。近年來，國家知識產權局聯合教育部更出臺了多項促進高校知識產權高質量發展的政策文件，以鼓勵高校創新發展與科研轉化，成效顯著。但個人專利申請

123、受到資金、技術和人力等因素制約，對風力發電技術的研發具有一定局限性，取得高價值、高技術含量成果的難度較大。最后是科研單位和機關團隊兩類申請人，專利申請占總專利數量的比例較低，僅占 1.5%左右。（4 4）專利申請人排名）專利申請人排名按照專利申請量進行排名，中國風電產業領域專利申請量排名前10 位的申請人如圖 2-17 所示。81圖圖 2-172-17 風電風電中國專利主要申請人中國專利主要申請人 top10top10按照專利申請量進行排名，中國風電產業領域專利申請量排名前10 位的申請人以企業申請人為主，共有 9 家企業和 1 所高校。其中，國家電網以 4260 件專利申請排名第一，金風科技

124、以 3618 件專利排名第二，這兩家企業的專利申請量遠高于其他申請人。通用電氣（美國）、明陽智慧能源和華能集團以 1446 件專利、1433 件專利和 1013 件專利分別位于專利申請人第三、四、六位，其余企業申請人的專利申請量均未超過 1000 件。華北電力大學是中國風電產業專利主要申請人前十名中唯一高校，以 1041 件專利排名第五。專利申請量的排名情況可以在一定程度上反映企業的技術創新能力，也和企業專利布局和重視程度等因素密切相關，排名前 10 的企業中有中國企業 6 家、美國企業 1 家、丹麥企業 1 家、德國企業 1 家。國外企業包括通用電氣、維斯塔斯和西門子等老牌風電巨頭，這些國8

125、2外企業已開始進行風電產業的全球專利布局，對中國市場具有較高的關注度。結合第 2.1.2 章節全球 Top10 申請人中，中國上榜 2 家企業的分析，國內企業需要應在現有技術研發的基礎上，更加重視核心技術的創新突破，積極謀劃全球專利布局，爭取在全球產業發展中占據前沿位置。2.2.22.2.2 中國產業政策中國產業政策當前，我國能源轉型正加速推進，大力發展新能源已成為順應我國能源生產和消費革命的發展方向。本章節對中國不同階段主要的風電政策與發展歷程進行闡述，如圖 2-18 所示。圖圖 2-182-18 中國風電產業政策中國風電產業政策中國自 20 世紀 70 年代開始嘗試風電機組的開發，從 19

126、96 年開始，啟動了“乘風工程”、“雙加工程”、“國債風電項目”、科技支撐計劃等一系列的支持項目推動了風電的發展。在 2005 年之前發展極其緩慢，為了建立和擴大風電市場，我國政府探索開展了五期風電特許83權項目。2006 年 1 月 1 日開始實施的可再生能源法，將可再生能源的開發利用列為能源發展的優先領域，改善能源結構，推動風能產業快速發展。國家鼓勵和支持可再生能源并網發電。電網企業應當與依法取得行政許可或者報送備案的可再生能源發電企業簽訂并網協議，全額收購其電網覆蓋范圍內可再生能源并網發電項目的上網電量，并為可再生能源發電提供上網服務。2007 年，我國開始征收可再生能源附加，初始征收標

127、準為 0.2 分/kWh，根據當年全國用電情況，理論可征收金額 56 億元。而隨著國家大力扶持以風電、光伏為代表的新能源，補貼資金開始出現缺口29。2007年 9 月 1 日起開始實施的電網企業全額收購可再生能源電量監管辦法(電監會 25 號令)：電網企業全額收購其電網覆蓋范圍內可再生能源并網發電項目上網電量，可再生能源發電企業應當協助、配合。2010 年 4 月 1 日起開始實施的可再生能源法修正案。國家實行可再生能源發電全額保障性收購制度。電網企業應當與按照可再生能源開發利用規劃建設，依法取得行政許可或者報送備案的可再生能源發電企業簽訂并網協議，全額收購其電網覆蓋范圍內符合并網技術標準的可

128、再生能源并網發電項目的上網電量。發電企業有義務配合電網企業保障電網安全。2012 年 4 月 24 日，科技部風力發電科技發展“十二五”專項規劃。到 2015 年，風電并網裝機達到 1 億千瓦。當年發電量達到 190029光伏補貼政策的起源、調整、現狀及未來-北極星太陽能光伏網()84億千瓦時，風電新增裝機 7000 萬千瓦。建設 6 個陸上和 2 個海上及沿海風電基地。2012 年 5 月 30 日，國務院“十二五”國家戰略性新興產業發展規劃。到 2015 年，風電累計并網風電裝機超過 1 億千瓦，年發電量達到 1900 億千瓦時。2016 年 1 月，可再生能源附加金額上調至 1.9 分/

129、kWh，理論可征收金額 950 億元30。但實際征收金額并未達到理論計算金額，主要源于各地自備電廠巨大的發電量，并未足額繳納可再生能源附加。同時，由于光伏電站投資成本的快速下降導致光伏電站投資回報率快速上升，光伏電站裝機量增長迅猛，導致補貼資金缺口不斷被拉大。2018 年 3 月，2018 年能源工作指導意見，意見提出優先發展分散式風電和分布式光伏發電，加快推動分散式風電發展。2019 年以來，國家陸續制定了一系列指導政策，通過補貼、競爭性配置、消納保障機制等眾多調控手段支持國內風電產業的良好發展。在政策推動下，風電行業發展前景十分可觀，風電裝機容量快速增長，風電機組制造技術快速發展。隨著風電

130、規?；l展和技術快速進步，風電價格政策也在不斷完善，政府不斷明確風電項目的補貼規定，為減少風電行業對國家補貼的依賴，我國提出優先發展補貼強度低、退坡力度大、技術水平高的項目，逐步實施風電競價機制。整個風電行業向更加成熟、無補貼的可再生能源產業轉型。在資源優良、建設成本低、投資和市場條件好的地區，已基本具備與燃煤標桿上網電價平價（不需要國家補貼）的條件。30光伏補貼政策的起源、調整、現狀及未來-北極星太陽能光伏網()852019 年 1 月，國家發展改革委、國家能源局印發關于積極推進風電、光伏發電無補貼平價上網有關工作的通知（發改能源201919 號），從優化投資環境、保障優先發電和全額保障性收

131、購、鼓勵通過綠證交易獲得合理收益補償、落實電網企業接網工程建設責任、降低就近直接交易輸配電價及收費、創新金融支持方式等 12 個方面提出了推進風電、光伏發電平價上網試點項目建設的有關要求和支持政策措施。2019 年 4 月，關于完善風電供暖相關電力交易機制擴大風電供暖應用的通知，通知指出要進一步完善風電供暖電力市場化交易機制，擴大風電供暖應用范圍和規模。2019 年 5 月，關于 2019年風電光伏發電項目建設有關事項的通知，通知對風電項目競爭配置、風電消納，分散式風電、海上風電項目建設做出了具體的要求。其中，提出采取多種方式支持分散式風電建設。在電價方面，2019 年新核準的陸上集中式風電項

132、目，I-IV 類資源區的指導電價分別為每千瓦時 0.34 元、0.39 元、0.43 元、0.52 元(含稅)，前三類風資源區的電價比之前的標桿電價降了 6 分錢，第四類降 5 分錢。2020 年新核準的陸上項目，I-IV 類風區統一再降 5 分錢，分別為每千瓦時 0.29 元、0.34 元、0.38 元和 0.47 元。2020 年 6 月，2020 年能源工作指導意見，對 2020 年的能源工作做出指導，整體上堅持以清潔低碳為發展目標，煤炭消費比重下降過半，清潔能源利用率進一步提高，電能占終端能源消費比重將達到 27%左右。根據意見，2022 年，全國能源系統效率和風電、光伏發電等清潔能源

133、利用率進一步提高。862020 年 5 月，國家能源局印發關于 2020 年風電、光伏發電項目建設有關事項的通知（國能發新能202017 號），明確 2020 年各省級能源主管部門按照要求，積極組織、優先推進無補貼風電、光伏發電平價上網項目建設。有利于加快風電、光伏發電平價上網進程，提升我國風電、光伏發電產業的市場競爭力，推動能源轉型、助力清潔低碳、安全高效的能源體系建設。2020 年 6 月，關于印發各省級行政區域 2020 年可再生能源電力消納責任權重的通知，構建以消納為核心的清潔能源發展機制：加強清潔能源消納能力分析、統籌推進源網荷協調發展；加快形成有利于清潔能源消納的電力市場機制；完善

134、輔助服務機制、完善電力中長期交易市場等，全面提升電力系統調節能力。2020 年 9 月，習近平總書記在第 75 屆聯合國大會正式向世界承諾實現“雙碳”目標。國家更加大力發展陸上和海上風電。風電作為一種低碳環保、成本持續走低的可再生能源，對減少碳排放以及促進電力系統清潔化發展具有重要的作用。2021年，我國風電場行業的最新補貼規定依據2021年發布的 2021年新能源上網電價政策有關事項的通知進行：2021 年起，對新核準陸上風電項目中央財政不再補貼，實行平價上網；2021 年新建項目上網電價，按當地燃煤發電基準價執行；新建項目可自愿通過參與市場化交易形成上網電價，以更好體現光伏發電、風電的綠色

135、電力價值；2021 年起，新核準（備案）海上風電項目上網電價由當地省級價格主管部門制定，具備條件的可通過競爭性配置方式形成，上網電價高于87當地燃煤發電基準價的，基準價以內的部分由電網企業結算；鼓勵各地出臺針對性扶持政策，支持陸上風電、海上風電等新能源產業持續健康發展。2021 年 8 月 1 日起執行。2021 年 3 月，中華人民共和國國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和 2035 年遠景目標綱要提出構建現代能源體系，推進能源革命，建設清潔低碳、安全高效的能源體系，提高能源供給保障能力。加快發展非化石能源，大力提升風電、光伏發電規模，加快發展東中部分布式能源，有序發展海上風電，建設廣東、福

136、建、浙江、江蘇、山東等海上風電基地。2021 年 5 月，國家能源局發布2021 年風電、光伏發電開發建設有關事項的通知，落實碳達峰、碳中和目標，以及 2030 年非化石能源占一次能源消費比重達到 25%左右、風電太陽能發電總裝機容量達到12 億千瓦以上等任務，堅持目標導向，完善發展機制，釋放消納空間，優化發展環境，發揮地方主導作用，調動投資主體積極性，推動風電、光伏發電高質量躍升發展。2021 年，全國風電、光伏發電量占全社會用電量的比重達到 11%左右，后續逐年提高，確保 2025 年非化石能源消費占一次能源消費的比重達到 20%左右31。2021 年 9 月，中共中央國務院關于完整準確全

137、面貫徹新發展理念做好碳達峰碳中和工作的意見中提到加快先進適用技術研發和推廣，深入研究支撐風電、太陽能發電大規模友好并網的智能電網技術。2021 年 10 月，國務院印發2030 年前碳達峰行動方案，提出31國家能源局關于 2021 年風電、光伏發電開發建設有關事項的通知 http:/ 2030 年，風電、太陽能發電總裝機容量達到 12 億千瓦以上32。2022 年 1 月，國務院印發關于加快建立健全綠色低碳循環發展經濟體系的指導意見，推動能源體系綠色低碳轉型，提升可再生能源利用比例，大力推動風電發展。以沙漠、戈壁、荒漠地區為重點，加快推進大型風電、光伏發電基地建設，支持新能源電力能建盡建、能并

138、盡并、能發盡發。推動太陽能發電、風電等領域標準國際化。符合條件的海上風電等可再生能源項目可按規定申請減免海域使用金。鼓勵在風電等新能源開發建設中推廣應用節地技術和節地模式。2022 年 2 月，國家發改委等十二部門聯合發布關于印發促進工業經濟平穩增長的若干政策的通知。通知提出要實施好沙漠戈壁荒漠地區大型風電光伏基地建設，推進廣東、福建、浙江、江蘇、山東等海上風電發展，帶動太陽能電池、風電裝備產業鏈投資。2022 年 3 月，國務院總理李克強作政府工作報告。報告指出，2021年可再生能源發電裝機規模突破 10 億千瓦。2022 年有序推進碳達峰碳中和工作，推進大型風光電基地及其配套調節性電源規劃

139、建設，提升電網對可再生能源發電的消納能力。2022 年 3 月，國家發展改革委、國家能源局印發“十四五”現32半島網：國務院：到 2030 年風電、太陽能發電總裝機容量達到 12 億千瓦以上https:/ 2009 年以來，我國啟動海上風電開發進程，并對海上風電開發實行積極推動和嚴格管理。2011 年頒布 海上風電開發建設管理暫行辦法及其實施細則，國家能源主管部門統一組織全國海上風電發展規劃編制和管理，并會同國家海洋行政主管部門審定沿海各?。▍^、市）海上風電發展規劃。海上風電是我國近幾年風電發展的重點，國家頒布了一系列政策推動海上風電產業發展。海上風電項目方面，2019 年新核準的海上風電項目

140、(近海)指導價為 0.8 元/千瓦時，2020 年再降 5 分錢，調整為0.75 元/千瓦時。新核準潮間帶風電項目通過競爭方式確定的上網電價，不得高于項目所在資源區陸上風電指導價。2021 年，中華人民共和國國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和 2035 年遠景目標綱要 提出有序發展海上風電，建設廣東、福建、浙江、江蘇、山東等海上風電基地。國務院印發2030 年前碳達峰行動方案，提出堅持陸海并重，推動風電協調快速發展，完善海上風電產業鏈，鼓勵建設海上風電基地。2022 年 3 月，國家發展改革委、國家能源局印發“十四五”現代能源體系規劃，提出鼓勵建設海上風電基地，推進海上風電向深水遠岸區域布局

141、。截至 2022 年 3 月，國內沿海地區省份也陸續出臺了海上風電規劃及支持政策，其中廣東、山東、浙江、海南、江蘇、廣西等省份已初90步明確海上風電發展目標。2.2.32.2.3 中國風電產業技術優勢與差距中國風電產業技術優勢與差距中國大型風電技術與國際還有一定差距。大型風電技術起源于丹麥、荷蘭等一些歐洲國家，由于當地風能資源豐富，風電產業受到政府的助推，大型風電技術和設備的發展在國際上遙遙領先。目前中國政府也開始推動大型風電技術的發展，并出臺一系列政策引導產業發展。大型風電技術都是為大型風力發電機組設計的，而大型風力發電機組應用區域對環境的要求十分嚴格，都是應用在風能資源豐富的資源有限的風場

142、上，常年接受各種各樣惡劣的環境考驗，環境的復雜多變性，對技術的高度要求就直線上升。目前國內大型風電技術還不成熟，大型風電的核心技術仍然依靠國外。雖然風電項目依托國家政策引導紛紛上馬，但多為配套類型，完全擁有自主知識產權的大型風電系統技術和核心技術偏少。中國中小型風電技術可以與國際媲美。在本世紀 70 年代中小型風電技術在中國風況資源較好的內蒙、新疆一帶就已經得到了發展，較初中小型風電技術被廣泛應用在送電到鄉的項目中為一家一戶的農牧民家用供電，隨著技術的更新不斷地完善與發展，不僅能單獨應用還能與光電組合互補已被廣泛應用于分布式獨立供電。這些年來隨若中國中小型風電出口的穩步提升。在國際上，中國的中

143、小型風電技術和風光互補技術已躍居國際領先地位。目前國內中小型風電的技術中“低風速啟動、低風速發電、變槳矩、多重保護等等一系列技術得到國際市場的矚目和國際客戶的一致91認可，已處于國際領先地位。況且中小型風電技術較重視為滿足分布式獨立供電的終端市場，而非如大型風電技術是滿足發電并網的國內壟斷性市場，技術的更新速度必須適應廣闊而快速發展的市場需求。2.2.42.2.4 中國海上風電產業現狀中國海上風電產業現狀相比較而言，中國的海上風電發展雖然起步較晚，但是增長強勁，近幾年的海上風電的專利申請量已經超越了其他各國。我國海上風電累計裝機容量增速更快，2013-2022 年，中國海上風電累計裝機容量持續

144、增長，其中 2021 年呈現爆發式增長。2021 年，中國海上風電累計裝機 2639 萬千瓦，同比激增 164.16%；截至 2022 年 9 月，海上風電累計裝機容量達到 2726 萬千瓦33。目前我國海上風電整機制造商共 13 家，2022 年統計數據顯示截至 2021 年底，我國海上風電累計吊裝容量超百萬千瓦的整機企業有上氣、明陽、金風、遠景、海裝和東電，六家企業海上風電機組吊裝容量在國內市場占有率超過 97%。截至 2021 年底，參與海上風電開發的企業達 28 家，其中累計裝機規模達到 100 萬 KW以上的企業有三峽集團、華能集團、國家能源集團、國家電投、中廣核等 7 家企業，累計

145、裝機容量約占全國總裝機的 72%。國內風機制造廠商已具備 10 MW 級海上風電整機自主研發、制造安裝能力，但主軸軸承、超長碳纖葉片等關鍵零部件主要依賴進口，關鍵核心技術和材料國產化持續面臨“卡脖子”難題。隨著海上風電建設主戰場將逐步轉移至深遠海域，深水導管架基礎、漂浮式基礎、深遠海風機安裝等新型施工技術仍面臨挑戰。同時，在深遠海送出關33中國風電機組行業市場前瞻與投資戰略規劃分析報告.國家能源局 前瞻產業研究院.202392鍵技術方面，需攻克深遠海電輸出波動大且對柔直系統要求較高等技術難關。圖圖 2-192-192013-20222013-2022 年中國風電行業陸上風電累計裝機容量年中國風

146、電行業陸上風電累計裝機容量34我國海上風電發展特點歸納為以下幾點：我國海上風電發展特點歸納為以下幾點：由小到大：由小到大：我國海上風電單機容量較小，與國際相比存在一定差距。2017 年，三峽集團以先行者的探索，高標準建設福建三峽海上風電國際產業園、福建興化灣國際化大功率樣機試驗風場。通過同臺競技方式，綜合比選出價格合理、技術最優的海上風電機組，并推動入園生產，推動全產業鏈發展，推動了我國自主研發的海上風電機組從 10 MW 到 13 MW、13.6 MW 再到 2022 年內即將下線的亞太地區單機容量最大 16 MW 的技術突破，實現了我國海上風電制造從跟跑到并跑再到領跑的跨越式發展。34資料

147、來源:國家能源局,前瞻產業研究院.202393由近到遠由近到遠：我國一直在探索解決把遠距離、大容量的海上風電輸送到陸上使用的難題。2021 年 12 月，三峽集團在江蘇如東成功建成了亞洲首個采用柔直輸電技術的海上風電項目，組織科研攻關完成首臺套建設，建成亞洲容量最大、電壓等級最高、體積最大的海上換流站和輸送距離最長的直流海纜，首臺機組正式向江蘇電網送電，標志著我國首個柔性直流海上風電項目首批機組成功并網。由淺到深由淺到深：漂浮式風機是開發深遠海風電的必然趨勢和重要利器。2021 年 12 月，三峽集團在廣東陽江建成我國首臺漂浮式海上風機，推動我國在深遠海海上風電開發中獲得重大技術突破。目前，我

148、國海上風電已由灘涂、潮間帶、近海、遠海到深遠海依次推進，已規劃的距離最遠海上風電項目中心離岸 100 km,最深超 100 m。由高到低由高到低：在國家政策的推動下，我國海上風電市場規模急劇增長，逐步從示范項目時代邁入了平價時代。2014 年，國家發展改革委員會明確海上風電電價政策，其中，潮間帶項目電價為 0.75 元/kWh,近海項目電價為 0.85 元/kWh。2019 年起，新增核準項目均以競配形式明確電價。2022 年開始，海上風電全面邁入平價時代，隨著規?；_發，建設成本也逐步降低。2022 年 6 月，國家 9 部門聯合印發“十四五”可再生能源發展規劃，提出要有序推進海上風電基地建

149、設，推動深遠海海上風電技術創新和示范應用，加快推動海上風電基地化、集群化開發，重點在山東、江蘇、福建、廣東、廣西等省份建設五個海上風電大基地。全國 11 個94沿海省份已將海上風電作為“十四五”期間新能源發展的重點加快推進?，F階段海上風電造價仍然較高，但從 2022 年開始，我國海上風電行業將擺脫對財政補貼的依賴，開始進入平價階段。為推動可再生能源市場化健康發展，仍需政府提供一定的資金支持，保障穩定的裝機規模增長。在此背景下，廣東、山東和浙江三省相繼出臺了海上風電“省補”政策機制，因地制宜地制定高效的補貼方案。政策補貼方面，2022 年“國補”全面取消后，疊加全國海上風電開發逐步走向深遠海，以

150、現階段的海上風電建設造價水平難以實現平價上網。開發建設方面，漂浮式基礎、深遠海風機安裝等新型施工技術仍面臨一定技術壁壘，國內大功率風機的主軸軸承、超長碳纖葉片等關鍵零部件主要依賴進口，關鍵核心技術和材料國產化仍面臨“卡脖子”難題。圖圖 2-202-20 海上風電發展歷程海上風電發展歷程95目前全球主流陸上和海上風電整機廠商所采取的技術路線主要集中在雙饋異步、永磁直驅和永磁半直驅這三種技術路線。目前我國整機廠商的軸承、高速齒輪箱等核心零部件仍然較大程度上依賴國外進口，永磁半直驅同步風電機組結合了雙饋和永磁直驅兩種技術路線的優勢，更適合現階段我國海上風電的發展狀況。圖圖 2-212-21 三類技術

151、路線風電機組結構示意圖與原理示意圖三類技術路線風電機組結構示意圖與原理示意圖2.32.3 全球產業技術研發趨勢全球產業技術研發趨勢2.3.12.3.1 風電機組大型化趨勢明顯風電機組大型化趨勢明顯風機單機容量的大小決定了資源開發的規模，單機容量較大的風機具備更優的經濟性，是未來風電行業發展的必然趨勢。風電機組單機容量的提升可以有效降低風電機組單位發電量的邊際成本，大幅提升風力資源利用效率和風電項目投資開發運營的整體經濟性，降低度電成本、提高投資回報，有利于大規模項目開發。風機大型化是降本的重要抓手，目前風電機組的單機容量仍然有較大提升空間，國內外風機廠家都在競相研究更大單機容量的風電機96組。

152、2012 年，我國新增機組單機容量平均功率為 1.6MW，2013-2017 年間持續增長，2018 年增長到 2.2MW（歐洲 2.7MW）。當前國外主要的整機制造商已經完成 47MW 級風電機組的產業化，810MW 級的風電機組樣機已掛機，歐美整機設計公司均進入到 10MW 級整機設計階段。維斯塔斯風力技術公司（Vestas）和德國 Senvion 公司都發布了將開發 200m左右葉輪直徑的 10MW 風電機組的計劃，美國通用電氣公司在 2022 年前完成 12MW 海上風電機組的開發。當前我國 1.54MW 風電機組已形成充足的供應能力，部分機組制造商的 56MW 風電機組樣機也已下線。

153、我國海上風電機組的單機容量也取得了重要突破，2020 年國內首臺 10MW 海上風電機組在三峽集團福建福清興化灣成功并網發電，刷新了國內海上風電機組單機容量新紀錄35。近年風機大型化速度加快，2022 年新增裝機的單機容量同比明顯增長。2022 年，由東方電氣自主研制、擁有完全自主知識產權的 13 兆瓦抗臺風型海上風電機組，在福建三峽海上風電產業園下線。2.3.22.3.2 變槳變速功率調節技術得到廣泛采用變槳變速功率調節技術得到廣泛采用現代風能利用技術的核心技術之一是控制調整能量輸出的穩定性。變槳系統是大型風電機組控制和保護的重要執行裝置，對機組安全、穩定、高效運行具有十分重要的作用。變槳距

154、控制系統與變速恒頻技術相配合，最終提高了風力發電系統的發電效率和電能質量。由于變槳距功率調節方式具有載荷控制平穩、安全和高效等優點，近年在大型風電機組上得到廣泛應用。隨著變槳距技術的應用以及電35賴四維，羅會逸.風電機組技術現狀及發展方向分析J.中外能源,202197力電子技術的發展，大多風電機組開發制造廠商開始使用變槳變頻功率調節技術，在風能轉換上有了進一步的完善和提高。2.3.32.3.3 海上風電技術成為主要發展方向海上風電技術成為主要發展方向由于陸地上經濟可開發的風資源越來越少，陸上風電場設備和建設技術基本成熟，全球風電場建設已出現從陸地向海上發展的趨勢,今后風能技術更新發展的主要驅動

155、力來自蓬勃崛起的海上風電場建設。與陸上風電相比，海上風電風能資源的能量效益更高，具備不占用土地資源、風速高等特點，適合大規模開發。我國海上風能資源最豐富的東南沿海地區毗鄰用電需求大的經濟發達地區，可以實現就近消納，降低輸送成本，發展潛力巨大。但相對于陸上風電，海上風電需突破的技術問題更復雜，海上風資源特殊性、浮動式風力機組基礎、洋流、波浪等震蕩作用形式及臺風等極端氣候所造成的復雜力學問題，以及鹽霧、潮濕的環境適應性問題，為海上風電機組設計帶來巨大挑戰。以最高效的方式生產 5MW以上大容量風電機組將是技術發展的焦點。涉及的關鍵技術包括：可靠的輕質量機艙設備；先進的大尺寸葉片成型工藝技術：優化海上

156、風電設備的基礎結構；海上風電設備安裝；海上風電站高壓發電技術；海上漂浮式風電站技術等。2.3.42.3.4 風電機組傳動技術不斷進步風電機組傳動技術不斷進步通常根據風電機組的各部分的具體功能和安裝地點可以將風電機組大致劃分為 6 大主要系統，具體包括：轉子、齒輪箱、發電機、塔98筒、其他機械系統和其他電子系統。風電機組按風輪結構和風輪在氣流中所處位置，主要分為水平軸式與垂直軸式兩種類型的風電機組。其中水平軸式的風電機組因為發電效率高、傳動軸距短及更經濟而被廣泛使用，市場占有率高達 95%以上。垂直軸式的風電機組相比水平軸式相比，可利用各方位的來風，不需要迎風裝置，具有構造簡單、維護方便及成本低

157、的優勢。垂直軸式的風電機組應用受限制主要是因為其在空氣動力學和構造力學等方面缺乏技術積累。目前，風電機組的傳動技術已經日趨完善，風電機組的傳動技術已經由最開始的齒輪箱技術(單機容量較小)和雙饋技術等發展到目前全球市場上主要采用的高速齒輪箱為核心的高速傳動鏈技術、直驅技術和中速傳動鏈技術并存的局面36。2.3.52.3.5 變槳距、直驅技術投用比例攀升變槳距、直驅技術投用比例攀升隨著技術的不斷進步，市場上不同機型風電機組的占有率也發生了巨大變化。目前，隨著變槳距技術不斷成熟，變槳距風電機組已逐漸淘汰定槳距風電機組，定槳距失速型風電機組已于 2014 年停產。變槳距與定槳距的風電機組對比，能夠隨風

158、速變化調整葉片安裝角，即使風速變化，其氣流攻角也能保持合理范圍，在同一額定功率時，額定風速更低、功率系數更高。目前市場上占有率高的風電機組主要包括雙饋風電機組和直驅式風電機組，其中直驅式風電機組因為直接由風力驅動，沒有增速箱的不利影響，具有發電效率高、可靠性高、運36楊培文,李洪濤,楊錫運等.風電機組技術現狀分析及未來發展趨勢預測J.電力電子技術,2020,54(03):79-82.99行維護成本低和電網接入性能優異的優點。近年來，隨著電氣技術的進步，直驅技術的優勢越來越明顯，在新增的風電機組中，雙饋風電機組裝機容量市場份額已經降低到 60%以下，直驅式風電機組的投用比例在逐漸攀升。2.3.6

159、2.3.6 風電機組理論研究仍待完善風電機組理論研究仍待完善風電機組的研制涉及到空氣動力學、機械與電機學及控制等基礎理論，風電機組技術的不斷革新與各理論研究的逐漸深入密不可分。近年來國內外學者在風電機組理論研究上也取得了不少突破，提出了通過三參數威布爾模型可以準確獲取風電機組的可靠性走勢；并根據貝葉斯網絡理論創建了離散狀態模型，能夠有效預測風電機組的使用壽命。但是，在理論研究方面仍然存在不足，典型地在空氣動力學方面，由于三維空氣動力學在理論與技術上的難點仍未解決，現階段仍采用二維空氣動力學進行風電機組的特性分析；目前的氣動分析理論仍不完善，在分析風電機組的荷載時，仍只能依據葉素動量理論來計算。

160、此外，迄今為止，風電機組動態失速的基理仍未被突破，仍不能開發出通用性好的動態失速模型，工程實際中仍然只能依靠半經驗模型。2.42.4 重點國家與地區布局方向重點國家與地區布局方向通過對重點國家的專利申請數據進行統計和分析，可以了解重點國家在風電領域的專利布局熱點，進而了解產業發展重點和未來的發100展方向。2.4.12.4.1 重點國家和地區專利布局分析重點國家和地區專利布局分析本節中，對風電領域重點國家和地區在四大技術分支發明專利的申請量進行統計，得到如圖 2-22 所示的氣泡圖。圖圖 2-222-22 重點技術來源國國家一級技術分支發明專利申請量（單位：件）重點技術來源國國家一級技術分支發

161、明專利申請量（單位：件）101圖 2-22 中，橫坐標代表風電領域四大技術分支，縱坐標代表風電領域重要技術來源國。氣泡大小代表專利可以看出重點國家地區的技術優勢和研發側重情況，由此判斷目標市場的專利布局情況，也能看出重點技術來源國的技術實力對比。從各國的布局重點來看，發電機結構部件領域為各國專利布局的重點。中國在發電機結構部件領域的發明專利申請量達到了 29772 件，發電機結構部件也是德國的發展重點，發明專利申請量為 19433 件，其次依次為美國 15809 件、日本 12464 件、丹麥 10355 件、英國 5726件、韓國 5316 件、西班牙布局最少，為 3130 件。從整體看，德

162、國和美國也均將研究重點集中在發電機結構部件領域，專利申請量達到 19433 件和 15809 件。德國也比較重視在運輸與安裝領域的專利布局，有 1921 件專利申請。美國在風電場選址和運輸與安裝領域的專利申請也較高，分別為 1225 件和 1510 件，在維護與故障處理領域的專利申請不多，為 899 件。日本與美國、德國的專利布局存在一定不同，日本在風電場選址、運輸與安裝、維護與故障處理領域專利申請量差距不大，申請量最大的技術分支為風電場選址，有 914 件專利申請。丹麥將發展的重點集中在發電機結構部件及運輸與安裝領域，分別有 10355 件和 1830 件專利，在重要技術來源國中，丹麥的運輸

163、與安裝專利申請量排名第三?？v向比較來看，在風電場選址領域，中國的發明專利申請量最高，超過了其他國家的總和，是排名第二的德國申請量的近 5 倍，其次為美國、日本、韓國、丹麥、英國和西班牙。在發電機結構部件領域，102仍然是中國領先，中國在該領域的發展顯示強勁，具有一定優勢，排名為第一，其次為美國、德國、丹麥。在運輸與安裝領域，中國處于領先地位，專利申請量為 4323 件，德國排名第二，有 1921 件發明專利，丹麥排名第三，有 1830 件發明專利，其次是美國、日本、韓國、英國和西班牙，在該領域，各重點技術來源國之間專利申請量的差距不是特別大。在維護與故障處理領域，同樣是中國排名第一、德國排名第

164、二，美國排名第三，其次為日本、丹麥、韓國、西班牙和英國?？傮w來看，中國、德國、美國是發明專利申請量最大的前三名，中國在各個技術領域專利申請量均居于第一位。各個國家均將發電機結構部件作為重點布局申請領域，在其他技術分支的專利布局方面，各重要技術來源國各有側重，其中德國、美國更加注重在運輸與安裝、風電場選址領域的專利布局，日本將研究重點放在風電場選址領域，丹麥則更加重視運輸與安裝領域的專利布局，在風電場選址領域專利布局數量較少。發電機結構部件這一技術分支是各國重點專利布局領域，對風電領域重點國家和地區在發電機結構部件發電機結構部件技術領域三級技術分支的發明專利申請量進行統計，得到圖 2-23 所示

165、的氣泡圖。103圖圖 2-232-23 重點國家發電機結構部件領域專利布局情況重點國家發電機結構部件領域專利布局情況對比分析全球重要國家的風電產業布局，重點比較發明專利申請情況。綜合比較來看，在發電機結構部件領域，各個國家都較為重視在風能獲取系統和發電機整體結構的專利布局，是整個產業的發展重點。德國在各個技術分支的專利布局較為平衡，研發重點集中在發電機整體結構和風能轉換系統兩個技術分支，這兩個技術分支的發明專利申請量排名全球第一。美國目前把發展重點放在發電機整體結構和風能獲取系統，在電力傳輸系統和支撐系統專利布局較少。日本更加重視發電機整體結構領域的專利布局，丹麥重視在發電機整體結構、風能獲取

166、系統的技術研發和布局，在風能轉換系統、電力傳輸系統和支撐系統的專利布局較少。國外龍頭企業占據技術和產品的高端，在104全球進行了大量的專利布局。我國在風能獲取系統和電力傳輸系統兩個技術分支專利申請量明顯高于其他國家，特別是在電力傳輸系統這一技術分支專利申請量遙遙領先，是我國風電產業發展的重點?？v觀世界風電發展現狀，風能強國風力發電技術呈現如下發展趨勢：從小容量向大容量發展；從定槳矩向變槳矩發展；從陸上風電向海上風電發展；結構設計向緊湊、柔性、輕盈化方向發展。圖 2-24 顯示了 2019 年以來全球風電產業發明專利的主要方向和聚類。圖圖 2-242-2420192019 年以來全球發明專利重點

167、研發方向年以來全球發明專利重點研發方向2.4.22.4.2 海上風電技術成為主要發展方向海上風電技術成為主要發展方向陸地上的風電場設備和建設技術基本成熟，今后風能技術更新發展的主要驅動力來自蓬勃崛起的海上風電場建設。以最高效的方式生產 5MW 以上大容量風電機組將是技術發展的焦點。涉及的關鍵技術包括：可靠的輕質量機艙設備；先進的大尺寸葉片成型工藝技術：優化105海上風電設備的基礎結構；海上風電設備安裝；海上風電站高壓發電技術；海上漂浮式風電站技術等。能源危機和俄烏沖突讓各國政府更加認識到能源安全的重要性，從而進一步上調了海上風電的發展目標。GWEC 預計到 2031 年全球將新增海上風電裝機

168、315GW，累計裝機容量將達到 370GW。預計 2031 年全球新增海上風電裝機將是 2021 年（21.1GW）的兩倍多，達到 54.9GW，海上風電在全球風電總新增裝機中的占比也會從 2021 年的 23%提高到2031 年的 30%以上。以下為全球主要國家海上風電遠期目標匯總。圖圖 2-252-25 全球主要國家海上風電遠期目標匯總全球主要國家海上風電遠期目標匯總據 GWEC 市場分析（GWEC Market Intelligence）統計，全球處于不同開發階段的海上風電項目總量為700GW，其中120GW為漂浮式項目。目前，處于在建狀態的全球海上風電項目有 23GW，其中 49.5%

169、在歐洲，46.4%在亞洲，其余 4.1%在美國。中國是最活躍的市場，有 7.8 GW 的106在建項目，位居前列的還有英國（5.6 GW）、荷蘭（2.3 GW）、法國（1.4 GW）及德國（1.1 GW）。2021 年全球新增海上風電并網容量為 21.1 GW，為 2020 年的三倍多。全球累計海上風電容量達到 56 GW，比上年增長了 58%，現在海上風電在全球風電總裝機中的占比上升到 7%。中國占到去年全球新增海上風電新裝機容量的 80%，這也是中國連續第四年成為新增海上風電裝機最多的國家。越南的積極政策也帶來了裝機的進一步增長。報告預計到 2022 年底亞洲將取代歐洲成為海上風電裝機量最

170、大的地區，而這種局面會將一直持續到 2031 年37。圖圖 2-262-26 20312031 年全球主要國家與地區新增海上風電裝機計劃年全球主要國家與地區新增海上風電裝機計劃根據 2022 年全球風電委員會年度報告顯示：2021 年也是漂浮式海上風電跨過示范性階段進入商業化前期的一年，全球實現了 57MW的漂浮式海上風電新增裝機，累計裝機達到 121.4 MW。新增裝機包37全球風能委員會,全球風能報告 2022.2022107括英國的 48 MW、中國的 5.5 MW 和挪威的 3.6 MW。據 GWEC 市場分析（GWEC Market Intelligence）統計，全球處于不同開發階

171、段的海上風電項目總量為 700GW，其中 120GW 為漂浮式項目。圖圖 2-272-27 2006-20212006-2021 年全球海上風電裝機量變化年全球海上風電裝機量變化2.4.32.4.3 海上風電領域重點技術來源國分布海上風電領域重點技術來源國分布目前，全球海上風電第一大技術來源國為中國，中國海上風電專利申請量達到 3362 項，占全球海上風電發明專利總申請量的 36.24%；其次是德國，專利申請量占全球海上風電發明專利總申請量的 11.60%；排名第三到第五位的分別是美國、丹麥、日本、韓國和日本，專利申請量也均超過 5000 項。108圖圖 2-282-28 海上風電領域重點技術

172、來源國海上風電領域重點技術來源國2.52.5 山東省產業現狀山東省產業現狀近年來，山東省政府高度重視風電產業的發展，成效顯著?！笆奈濉逼陂g山東風電產業鏈產值將突破 500 億元。2023 年 4 月山東省風電產業鏈聯盟在濟南成立，面向全省企業發布了第一批風電產業鏈機會清單，金額達到 500 億元，涉及設計、主機設備、電氣設備、主軸、原材料、零部件以及施工安裝等環節。東營、煙臺、威海、濱州 4市重點風電產業園區、8 家鏈主企業、120 余家聯盟成員單位參加。步入“十四五”，山東能源行業將堅持把海上風電作為風電開發主戰場，印發實施山東海上風電發展規劃（2021-2030 年），規劃總規模3500

173、 萬千瓦；按照“條目化、清單化、項目化”要求，制定了山東109省海上風電建設工程行動方案 38 2022 年，在國內率先啟動“十四五”海上風電項目開發建設，建成并網海上風電 200 萬千瓦。山東省通過建設項目加速推進海上風電基地建設，其中 2021 年 10月 12 日位于乳山的山東海上風電基地項目，是國內目前在建單體容量最大的海上風電項目。在建的陸上集控中心，將集中布局 177 臺風電智能發電機組，總裝機容量 1500 兆瓦。達產后，每年可減少碳排放 370萬噸。遠景乳山零碳產業園（企業總部江蘇省，子公司）是乳山的重要龍頭項目，規劃建設大兆瓦海上智能風電主機工廠、儲能工廠，并引入發電機、變頻

174、器制造及新能源制氫等相關產業。2.5.12.5.1 產業基礎數據產業基礎數據以下通過對山東省 1985 年以來的風電產業基礎數據進行分析，展示山東省風電產業的整體發展態勢。（1 1）專利申請地域）專利申請地域對山東省風電產業專利申請地域進行分析，專利申請量排名前十的地市分布如圖 2-29 所示。38中國產業經濟信息網.2023-04-24 http:/ 2-292-29 山東風電專利申請區域分布山東風電專利申請區域分布在山東省各地市中，青島市和濟南市分別排名第一、二位，風電領域專利申請量超過 1000 件，遙遙領先于其他地市。其中，青島市專利申請量最多，為 1376 件，青島市所處地理位置優越

175、，科研力量較為雄厚，新能源發展產業基礎好，近年來陸續建成大唐（青島）風電場、華潤新能源膠州風電場等項目。濟南市作為山東省省會，經濟發展水平和科研能力較強，專利申請量為 1289 件。其次是濰坊市、煙臺市、濟寧市的專利申請量均在 300 件以上，淄博市和德州市的專利申請量在 200 件左右。其他地市的專利申請量相對較低，均小于 200 件，顯示風電方面的技術研發實力相對較弱。（2 2）專利合作情況）專利合作情況對風電領域專利山東申請人專利合作申請情況進行統計分析，了111解市場主體與創新主體之間的合作關系和模式，進一步理解風電領域的技術競爭格局和研發力量分布。專利獨立申請和合作申請占比情況如圖

176、2-30 所示。圖圖 2-302-30 風電風電專利山東省專利合作申請占比專利山東省專利合作申請占比如圖所示，目前山東省風電領域專利申請以獨立申請為主，占全部專利申請量的 89%，創新主體間也進行了一定數量的合作申請，但合作申請專利數量較少，僅占全部申請量的一成左右，需要積極推進關鍵和核心技術的獨立創新和聯合創新，鼓勵企業與高校的協同合作、實現優勢互補，推動科研與市場的深度有效結合。（3 3）重點專利申請人分析）重點專利申請人分析對風電技術領域山東申請人相關專利進行數據清洗和歸并，對排名前十的專利申請人進行統計和匯總，具體申請人排名分布見圖 2-31。112圖圖 2-312-31 風電風電專利

177、山東省主要申請人專利山東省主要申請人 top10top10高校成為山東省風電領域專利研發的重要力量，山東省排名前十的專利申請人中包括 6 所高校和 4 家企業，其中包括 3 所青島高校，濟南、濟寧和淄博高校各 1 所。企業申請人在排名前十申請人中整體專利申請量未顯示明顯優勢，由于高校和科研機構等非生產經營單位通常不具備獨立完整地參與行業市場競爭的能力，研發成果偏向于尖端探索和理論研究，技術成果直接應用于生產的概率較低，一般認為其專利申請涉及的技術的成熟度較低，產業化程度不高。在山東省排名前十的重點申請人中，企業申請人整體專利申請量有待提升，仍有較大的發展空間，還需進一步推進山東省風電產業化進程

178、。其中，國網山東省電力公司及其下屬子公司以 308 件專利申請量排名第一，與其他申請人合作申請專利數量較多。中車山東公司（含113中車山東風電有限公司、原北車風電有限公司等）以 163 件專利申請量排名第三。青島華創風能有限公司、山東長星風電科技有限公司分列第七和第九位，專利申請量為 60 件和 53 件。高校申請人方面，山東大學以 204 件專利申請在山東高校中排名專利申請量第一，其余高校包括曲阜師范大學、中國石油大學、山東科技大學、中國海洋大學和山東理工大學的風電領域專利申請量均在 100 件以下?？偟膩碚f，目前山東省主要申請人的專利申請數量差別較大，除國網山東省電力公司和山東大學外，目前

179、申請的專利數量均較少，與國內風電產業龍頭企業相比存在較大差距，專利申請集中度較低，還需要進一步加強研發投入，加大核心技術儲備。（4 4）主要申請人專利競爭力分析）主要申請人專利競爭力分析對山東省重點專利申請人 TOP10 的專利申請數量、發明專利申請量、發明專利占比、授權情況等進行統計匯總，分析主要申請人的專利競爭力，具體如表 2-2 所示。表表 2-22-2 山東省主要申請人山東省主要申請人專利情況對比專利情況對比專利申請人專利申請人專利申請專利申請數量數量發明專發明專利數量利數量發明專發明專利占比利占比發明專利發明專利授權量授權量國網山東省電力公司3930825783.44%112山東大學

180、20417485.29%114中車山東公司40173（包括10963.01%5639包括分公司與子公司專利40含更名，北車風電有限公司；濟南軌道交通裝備有限責任公司114子公司數據）曲阜師范大學926065.22%23中國石油大學(華東)814859.26%23山東科技大學732838.36%15青島華創風能有限公司601830.00%3中國海洋大學594474.58%25山東長星風電科技有限公司5335.66%0山東理工大學424095.24%24山東省專利申請量排名前10的風電產業申請人創新實力差別較大，國網山東省電力公司及其子公司、山東大學等申請人的專利申請總量均超過 200 件，發明專

181、利數量占比超過 80%，整體專利申請質量較好，發明授權比例較高。其次，曲阜師范大學、中國石油大學（華東）、中國海洋大學及山東理工大學等高校專利申請量在 50-100 件左右，發明專利占比較高。但青島華創風能有限公司、中車山東機車車輛有限公司的發明專利占比較低，特別是青島華創風能發明專利授權占比為25%，與其他申請人相比差距較大，技術創新基礎相對較為薄弱，有待進一步強化。2.5.22.5.2 風電發展機遇風電發展機遇（1 1）山東省建設規劃）山東省建設規劃以海上風電為重點，積極推進風電開發。加快發展海上風電。按115照統一規劃、分步實施的總體思路，積極開發渤中、半島北、半島南三大片區海上風電資源

182、，重點打造千萬千瓦級海上風電基地。推進海上風電與海洋牧場融合發展試點示范，加快啟動平價海上風電項目建設，推動海上風電規?；l展?？茖W布局陸上風電。重點打造魯北鹽堿灘涂地風光儲一體化基地，適度有序推進陸上風電開發建設。到 2025年，風電裝機達到 2500 萬千瓦41。（2 2）山東省建設現狀）山東省建設現狀山東省沿海風力資源豐富，具有風速高、靜風期少的特點，開發潛力巨大。近年來，山東可再生能源發展迅速。2020 年，山東沿海七市風力發電量 178.96 億千瓦時，同比增長 4.1%，占全省發電量的 3.1%42。其中，煙臺、濰坊、濱州、青島、威海 5 市風力發電裝機超過 100 萬千瓦。截至

183、2020 年底，全省可再生能源裝機容量達到 4541 萬千瓦，占全省電力總裝機比重提高到29.2%，比2015年提高了17.7個百分點。2021 年，繼續保持快速增長勢頭，全省可再生能源裝機容量達到 5849萬千瓦，同比增長 28.8%，發電量 912 億千瓦時，增幅高達 44.6%。根據山東能源監管辦組織編制的2021 年度山東省電力輔助服務市場建設運行情況報告，2021 年山東電網新能源裝機容量繼續保持高速增長，風電裝機容量較去年同期增長 8.25%，新能源裝機容量突破5000 萬千瓦，占全網發電裝機容量 36.7%，其出力特性對電網運行影響較大。全年風電發電利用率達到了 98.5%，完成

184、新能源消納目標，為41能源地方|山東：到 2025 年，可再生能源發電裝機規模力爭達到 9000 萬千瓦左右 https:/ 3）山東省發展機遇）山東省發展機遇2021 年 8 月，山東省能源發展“十四五規劃發布并指出，加快能源結構調整步伐，實施可再生能源倍增行動。以風電、光伏發電為重點，以生物質、地熱能、海洋能等為補充，因地制宜推動可再生能源多元化、協同化發展。以海上風電為主戰場，積極推進風電開發，加快發展海上風電。按照統一規劃、分步實施的總體思路，堅持能建盡建原則，以渤中、半島南、半島北三大片區為重點，充分利用海上風電資源，打造千萬千瓦級海上風電基地。推進海上風電與海洋牧場融合發展試點示范

185、，加快啟動平價海上風電項目建設，推動海上風電規?；l展?？茖W布局陸上風電。適度有序推進陸上風電開發建設，重點打造魯北鹽堿灘涂地千萬千瓦級風光儲輸一體化基地。到2025年，風電裝機規模達到 2500 萬千瓦。2022 年 1 月，山東省發展和改革委員會、山東省能源局、山東省科學技術廳聯合印發山東省能源科技創新“十四五”規劃，全面落實“四個革命、一個合作”能源安全新戰略和創新驅動發展戰略，聚焦“雙碳”重大戰略決策，面向世界能源科技前沿，錨定全省能源結構“四增兩減一提升”優化調整目標，著力實施“四大提升工程”、打造“四大創新高地”、建設“三大支撐平臺”，以科技創新點燃山東能源行業高質量發展“新引擎”

186、44。加快先進技術研發、成果轉化及43國家能源局：2021 年山東省電力輔助服務市場運行成效顯著 http:/ 山東省能源局 山東省科學技術廳.山東省能源科技創新“十四五”規劃.http:/ 7 兆瓦等級及以上大功率海上風電機組技術，提升大尺度葉片、發電機、齒輪箱等關鍵部件自主化水平和配套能力，突破一批“卡脖子”技術。研發海上風電場集群運控并網系統，研究風電機組在線監測、故障診斷、遠程監控、智能運維等技術，支撐海上風電資源高效、大規模、可持續開發利用。研發高壓大容量柔性直流海上換流平臺輕型化關鍵技術，研制換流器、直流海纜、海上平臺等關鍵裝備，開展大容量海上風電機組并網技術研究。攻關漂浮式海上風

187、電機組裝備關鍵技術，研究適用于深遠海域半潛式基礎平臺等關鍵技術，開展遠海大型風電場設計建設、風電運輸、運維成套設備等技術研發。2022 年 3 月，山東省能源局出臺 2022 年全省能源工作指導意見，提出積極有序調整能源結構，把海上風電基地建設作為五大重點任務之一，明確組織實施山東省海上風電發展規劃，規劃總規模 3500 萬千瓦。全面啟動渤中、半島南省管海域場址開發，開工規模 500 萬千瓦以上，建成并網 200 萬千瓦左右，爭取 760 萬千瓦場址納入國家深遠海海上風電規劃45。2022 年 3 月，山東省委、省政府印發海洋強省建設行動計劃。統籌規劃實施山東省海上風電建設。建立與央企深度合作

188、機制，推動45山東省能源局 政策解讀 2022 年全省能源工作指導意見政策解讀()118海上風電全產業鏈發展。支持煙臺建設海上風電母港，推動威海、東營等市發展海上風電裝備產業，探索推進海上、海島分布式能源試點。依托濱州、濰坊、東營加快建設鹽堿灘涂地千萬千瓦級風光儲一體化基地。加快海上風電、光伏發電發展布局，構建海上能源綜合供應體系。2022 年 4 月 1 日，在山東省政府新聞辦舉辦的解讀山東省 2022年“穩中求進”高質量發展政策清單（第二批）新聞發布會上，山東省能源局副局長鄧召軍提出，山東省將大力支持海上風電開發建設。對 20222024 年建成并網的“十四五”海上風電項目，省財政分別按照

189、每千瓦 800 元、500 元、300 元的標準給予補貼，補貼規模分別不超過 200 萬千瓦、340 萬千瓦、160 萬千瓦46。2023 年底前建成并網的海上風電項目，免于配建或租賃儲能設施。允許發電企業投資建設配套送出工程，由電網企業依法依規回購，推動項目早建成、早投產。是繼2021年廣東省明確海上風電補貼后第二個明確海上風電補貼的省份。在海上風電產業發展方面，山東省已初顯成效。積極籌劃電場建設。目前 4 個待建電場已確定中標企業并正式開展預可研工作，按規劃將于 2022 年年底建成。設計研發經驗豐富。依托高校院所和企業建立山東省海上風電并網聯合實驗室，承接國家和省部級項目，在海上風機基礎

190、、抗冰設計和海上升壓站等方面開展專題研究。裝備加工制造能力提升較快。涌現以蓬萊大金重工和威海光威集團等為代表的海上風電裝備加工制造企業，風塔和樁基等產品先后獲得德國46中國發展網：山東再發“政策紅包”支持新能源發展聚焦海上風電、海上光伏和氫能 https:/ 三體系和歐盟 CE 認證等國際“通行證”，相關企業成為 Gold Wind、Vestas 和 Gamesa 等海上風電產業巨頭的供貨商，相關產品的全球市場占有率超過 60%，2018 年產值最高超過 8 億元。產業技術平臺建設已啟動。政府和企業在威海市和東營市等地合作搭建多功能平臺，同時具備海上風電研發檢測、裝備制造、運營維護和產業培訓等

191、功能。其中，已建成的山東(河口)風電產業園全部投產將具備年產 1000 套定子、600 臺整機和機艙葉輪等裝備的能力47。47山東省海上風電產業發展現狀、問題及對策建議 http:/www.reportway.org/article/27399.html120第三章第三章 中國風電產業技術發展方向導航中國風電產業技術發展方向導航3.13.1 中國風電產業技術發展與專利布局趨勢分析中國風電產業技術發展與專利布局趨勢分析創新是創新主體保持競爭優勢的重要戰略，創新可以幫助創新主體獲得市場競爭優勢。一般來講，產業關鍵技術的發展均伴隨著專利申請，技術擁有者為保證自身競爭力，持續維持技術壟斷優勢，會在重要

192、技術研發完成的同時申請專利保護，產業技術發展伴隨著密集的專利保護，專利申請與技術創新如影隨形。因此，專利申請量可以反映產業的技術發展與創新活力情況。專利布局的目的之一是為了與競爭者在專利上達成一種勢均力衡或者保持優勢的狀態，風電產業龍頭企業技術制訂專利布局方案時，會重點針對競爭者的專利申請技術點和地域進行專利布局，以保護核心技術研發優勢確保核心專利技術保護，確保自己的技術壟斷地位。同時在專利細分領域會靈活制訂有針對性的布局預警策略。因此在專利申請的總體態勢基礎上，通過專利申請年度趨勢、法律狀態、有效性、維持時間、研發合作、新的專利申請增長點等指標，通過繪制可視化專利圖譜分析，能夠進一步研判風電

193、產業研發技術總體、技術細分領域專利布局態勢，同時分析風電產業專利申請的熱門領域也較為重要。通過產業和技術細分領域的綜合專利布局趨勢分析可以判斷技術性和市場性的專利權人實力變化，以制訂我國、山東省更為優化的產業專利布局策略。結合前期對風電產業領域開展的技術和政策調研，項目團隊制作121風電領域技術分解表。風電產業 4 個主要的二級技術分支包括：風電場選址、風力發電機結構部件、風電運輸與安裝、風電維護與故障處理，共檢索到國內風電領域專利 100072 件，其中風電場選址 7489 件，發電機結構部件 75953 件，運輸與安裝 11488 件，維護與故障處理 6702件。表表 3 3-1 1 風電

194、細分技術領域中國專利申請量統計表風電細分技術領域中國專利申請量統計表技術風電場選址發電機結構部件運輸與安裝維護與故障處理申請量：件748975953114886702（注：合計數據為數據庫去重并包含分支交叉數據后統計結果）圖圖 3 3-1 1 風力發電領域四大技術分支專利申請分布圖風力發電領域四大技術分支專利申請分布圖1223.1.13.1.1 風電場選址風電場選址對2002年以來風電場選址技術領域中國專利申請量的年度變化趨勢進行統計分析，具體如圖 3-2 所示。圖圖 3 3-2-2 風電場選址專利申請趨勢圖風電場選址專利申請趨勢圖2002 年-2010 年期間，專利申請處于緩慢增長期，申請數

195、量整體較低，2008 年前專利申請量均在 50 件以下。2013 年開始，專利申請量逐年增加，進入快速增長期，發明專利所占比重有所提升，2021 年，專利申請量達到最高峰1130件。雖然近兩年的專利申請尚未全部公開，2022 年專利申請量仍達到 1088 件，呈現持續增長態勢。風電場選址作為風電場建設項目的前期工程，對風力發電場建設的成敗及其今后的效益起著至關重要的作用。風電場的建設選址對風能利用率很重要，好的風力場年發電量大，能夠降低生產成本，獲得較好的經濟效益。風電場場址的選擇與風力機組的效益密不可分，風123電場選址一般包括宏觀選址與微觀選址。宏觀選址是指在一個較大范圍的地域內，通過對氣

196、象、地理條件等多方面進行綜合考察，然后選擇一個或多個風能資源豐富且有利用價值的小區域的過程。微觀選址則是在宏觀選址的基礎上，考慮地形、地貌、交通等因素，在既定的那些小區域中進行篩選，并進一步對風力發電機組進行選型及布局，使得整個風電場具有良好的經濟、社會效益的過程48。（1 1）宏觀選址）宏觀選址宏觀選址主要是對考察地區進行風能資源評估的過程。由于在宏觀選址的過程中，用到的是較大范圍的較粗糙的氣象、地質數據，所以為了對選定的小區域進行細化研究從而進一步獲得詳細數據，就需要在某些重點考察的位置安置測風塔，同時也為下一步的微觀選址做好準備。宏觀選址大致分為初評、篩選和測風三個階段，遵循的一般原則是

197、：根據風資源的分區與調查結果，選擇最具優勢的場所，以便增加風力發電機組的輸出，提高風力發電的穩定性、可靠性和經濟性，盡可能降低各種因素對風力發電機組壽命、安全性以及風能利用效率的影響，需要綜合考慮風場選址地所在區域對電力的需求、交通情況、電網發展情況、土地使用以及環境保護等方面的因素。根據對風資源的普查結果，初步劃定可選址區域，并對該區域的風資源進行進一步分析，采用綜合考慮風能資源和非氣象因素(如接入電網系統的條件、交通是否便利等)的辦法，對潛在的候選場址進行初步經濟技術比較，48楊珺,張闖,孫秋野等.風電場選址綜述J.太陽能學報,2012,33(S1):136-144.124得出少量的候選場

198、址，然后在候選場址實測風資源，獲得風資源數據，從而選出并確定最合適的風電場場址49。（2 2）微觀選址）微觀選址微觀選址是在宏觀選址的基礎上，考慮預建風電場處的氣象、地理及人文條件，對風力發電機組進行選型和具體布局，降低能源生產成本，提高經濟效益的過程。風力發電的“原料”是風，而風的特性是不穩定。只有解決了風力發電機組與風電場風能資源的 匹配問題，才能提高風電場的發電量。對于某一個風電場，應選擇合適的風力發電機組，而不能局限于追求風力發電機組容量的最大化。在風電場中，風力發電機的排列布局會直接影響到風電場的實際年發電量。風力發電機在風電場中的布局排列取決于風電場地域內的風況(風速、風向等)、地

199、形、風力機的類型結構(如葉輪直徑)、風輪尾流效應的影響等因素。在風能資源已經確定的情況下，微觀選址必須要參照風向及風速分布數據，考慮風電場長遠的發展整體規劃、征地及設備引進、運輸安裝及修建道路的費用、電網條件等。在布置風力機組時，需要從電場所在地的地形特征、主導風向、機組的尾流湍流作用、環境影響等因素綜合考慮，減少對風力機組來流風速的干擾，確定機組最佳安裝臺數和間距，使風資源能夠利用最大化，風電場利益達最優。微觀選址的影響因素也有很多，像地形的起伏、地表粗糙度不同、山坡和隆升低凹變換的地形等都會影響吹向機組的來流風速，影響機49張文靜.風電場選址探究.湖北農機化，2019125組發電量，同時也

200、對風能資源的計算造成一定的難度。而在相對平坦的地區，同一高度上的地表風速分布可以看作是均勻的，風的垂直方向上的輪廓線與地表粗糙度有著直接的聯系，風能計算也相對較簡單。對于自動化風電場效益評估，目前主要有三種方法：即德爾菲法、數據包絡分析法、模糊綜合評價法等。其中，德爾菲法能充分發揮各位專家的作用，簡便易行，具有一定程度綜合意見的客觀性，但是由于專家選擇缺乏嚴謹的標準，使得評估結果缺乏科學性和準確性；數據包絡分析法是則是無需對權重進行假設，避免主觀因素的干擾，有很強的客觀性，但是確忽略了指標間的相互聯系性，導致評估結果與實際結果存在偏差；模糊綜合評價法是以模糊數學為基礎理論的綜合評價方法，優點是

201、能夠解決非確定性模糊問題，缺點是各評價指標權重的確定需要依賴信息熵、層析分析等方法，計算繁瑣、工作量大。微觀選址有一定的原則，根據風機布置的經驗，風力機之間最小的橫向間距范圍是 25 倍的風輪直徑，最小縱向間距范圍是 512 倍的風輪直徑。而在電場區域無限制的情況下，風機最優縱間距可按照上游風力機尾流區域恢復至 90的原則確定，經計算分析得出最優縱向間距約為 15 倍的葉輪直徑。關于最優橫向間距，可按照上游風機尾流對其他的風機出力沒有影響或者影響很小的原則來選取。當風場布置兩排風機時，最小橫向間距為 2.5 倍的風輪直徑；布置 3 排時，最優間距為 3 倍葉片直徑；隨著風機排數的增多，最小橫向

202、間距也應適當增大。對于電場區域確定的情況，受風場尺寸及開發經濟性的限制，最優布置間距一般需根據電場具體情況進行適當調整。126圖圖 3 3-3-3 風電場選址技術發展路線圖風電場選址技術發展路線圖2011 年，河海大學申請了 CN102142103A，一種基于實數編碼遺傳算法的風電場微觀選址優化方法，所采用的方法是：對風電場測量風速進行用相對高度方向的指數模型校正，對風力機功率特性曲線采用線性化方法離散，對單風力機尾流采用線性化的尾流模型，對處于多風力機尾流中風力機風速采用差方累加方法求解，當風力機部分處于尾流中采用面積系數法修正，當風力發電場設計中微觀選址的優化目標函數在風電場裝機的總臺數確

203、定時，總的發電量作為目標函數，當風電場裝機的總臺數沒有確定，用電成本作為目標函數，采用基于實數編碼的遺傳算法優化方法得到風電場中各風機的微觀布置地址。預測的可靠性高，優化效率高，結果準確。2012 年，東北大學申請了 CN102945507A，基于模糊層次分析的分散式風電場優化選址方法及裝置，包括 DSP 模塊、鍵盤輸入模塊、液127晶顯示模塊、通信模塊和上位機；此方法在風能資源豐富地區內劃分候選風能資源區，確定風電場選址評價指標體系，確定風電場選址方案的遞階層次結構，采用專家群體判斷集體決定方法評判專家對風電場選址的認知度得到各專家的認知度參數，并且構造風電場選址的準則層判斷矩陣和指標層判斷

204、矩陣；最終得到候選風能資源區優劣排序，確定風電場選址。此方法相對于傳統的層次分析法選址，考慮因素全面，檢驗和調整判斷矩陣的一致性簡單易行、科學合理，結果分析科學。2013 年，國家電網申請了 CN103310283A，一種風光互補電站的選址方法，包括以下步驟：確定風光互補電站的候選場址；進行風電機組微觀選址；確定風電機組的陰影分布；確定光伏陣列的安裝位置；對選址結果進行校驗和調整。此發明綜合考慮風能和太陽能空間分布特性及風電場和光伏電站選址的特點，將風電場宏觀選址、微觀選址及光伏電站選址和設計技術融為一體，有助于充分利用有限的土地資源和寶貴的風能/太陽能資源、獲得最大的經濟和環境效益。2013

205、 年，國家電網公司申請了 CN103268572A，千萬千瓦級大型風電基地測風網絡的微觀選址方法，主要包括：a、繪制多年平均風速的分布圖；b、通過多個測站多年的年平均風速資料經驗正交函數分解，分析大型風電基地所在區域風速的時空分布特征；c、基于上述分析所得大型風電基地所在區域風速的時空分布特征，劃分風速變化一致的典型區域；d、應用 CFD 模型軟件計算微尺度風流參數，確定合適的選址位置。此發明所述千萬千瓦級大型風電基地測風網絡的微觀選址方128法，可以克服現有技術中缺乏氣候資源診斷分析等缺陷實現宏觀分析和微觀選址相結合的優點。2014 年，國家電網公司申請了 CN104036428A 一種測風

206、網絡優化選址與布局方法。主要包括：分析當前測風網絡中測風塔的分布情況和覆蓋范圍；根據分析結果，在當前測風網絡未覆蓋的區域，增加監測點；根據與當前測風網絡相應的風電場的位置，對上述增加的監測點進行微調；采用當前測風網絡校驗對本次微調結果進行校驗，當本次微調結果滿足預設參數時，當前測風網絡優化完成；當本次微調結果不滿足預設參數時，返回繼續對當前網絡進行優化處理；預設參數，包括當前測風網絡的覆蓋區域、覆蓋風向和測風塔之間的距離。此發明所述測風網絡優化選址與布局方法，可以克服現有技術中抗干擾能力弱、適用范圍小和操作難度大等缺陷，以實現抗干擾能力強、適用范圍大和操作難度小的優點。2015 年，中國能源建

207、設集團云南省電力設計院有限公司申請了CN104992250A，一種高海拔山地風電場微觀選址方法。該方法包括：步驟 S1，測風數據分析；步驟 S2，風能資源模擬；步驟 S3，機組選型；步驟 S4，確定有效開發區域；步驟 S5，風電機組優化排布。此發明方法解決了當前高海拔山地風電場設計中無法合理準確地進行微觀選址的技術難題。2016 年，成都禹澤科技有限公司申請了 CN108241897A 一種風力發電機選址測風系統。包括風速風向傳感器、A/D 轉換模塊、微處理器、儲存模塊、LED 驅動電路、LED 顯示模塊、數據總線、以太網傳輸模塊129和 PC 機，所述風速風向傳感器通過 A/D 轉換模塊與微

208、處理器連接，所述微處理器通過 LED 驅動電路與 LED 顯示模塊連接，所述儲存模塊與微處理器連接，所述微處理器通過數據總線和以太網傳輸模塊后與 PC機連接。此裝置能夠對風速風向進行采集和儲存，從而為風力發電機選址作出重要參考依據，減輕了勞動力，同時結構簡單，成本低廉，易于推廣。2016 年，南京天谷電氣科技有限公司申請了 CN106780147A，一種面向區域的風資源評估測風塔選址優化裝置及方法。包括數據庫、數據預處理模塊、EOF 分解模塊和剔除模塊；所述數據預處理模塊包括觀測矩陣 X、均值矩陣 M 和矩平矩陣；所述 EOF 分解模塊包括協方差矩陣C、特征值及特征向量輸出模塊和主成份計算模塊

209、。此發明的目的是為了滿足現代工業生產中的需求，提供一種在最大程度保留原有測風塔觀測信息的同時，剔除信號貢獻較小的測風塔，節省經費開支，優化測風塔布局，且可獲知各個測風塔對區域觀測信息量的貢獻率的一種面向區域的風資源評估測風塔選址優化裝置及方法。2017 年，國家電網公司申請了 CN107292514A，風電場生產運行測風塔選址方法及裝置，該方法包括：對風電場場址劃分網格，網格的交點為安裝測風塔的備選位置；在所有備選位置中選擇出滿足地形因素、障礙物因素、測風塔的代表性以及尾流因素要求的備選位置，選擇出的備選位置組成初選備選位置集合；在初選備選位置集合中選擇出一個滿足風資源監測選址指數、發電量后評

210、估選址指數以及超短期功率預測選址指數的備選位置，將選擇出的一個備選位置確定為安裝130所述測風塔的位置，風資源監測選址指數表示備選位置滿足風資源監測要求的程度；發電量后評估選址指數表示備選位置滿足發電量后評估要求的程度；超短期功率預測選址指數表示備選位置滿足超短期功率預測要求的程度。2018 年，浙江運達風電股份有限公司申請了 CN108717593A，一種基于風輪面等效風速的微觀選址發電量評估方法。包括以下步驟：a)計算風電場內各風電機組位置處的風切變：在計算風電場各機位點的風切變時，根據風電場空氣流動理論建立一套 CFD 仿真計算方法，同時結合測風塔實測數據，實現風電場各機位點風切變較為準

211、確地計算；b)考慮各風電機組位置處風切變對發電量的影響，評估風電場的發電量：在評估風電場的發電量時，將常規動態功率曲線轉換成由 REWS 表示的動態功率曲線；根據 REWS 的概念，針對風電場各機位點風切變計算 REWS；根據基于 REWS 的動態功率曲線、REWS 和威布爾分布，評估各風電機組以及風電場的發電量。此發明結果精度高、理論實用、計算流程簡潔和效率高。2018年，浙江中海達空間信息技術有限公司申請了CN109146204A，一種多層次綜合評估的風電場升壓站自動選址方法。包括以下步驟：步驟 1，通過高精度無人機影像構建風電場三維地形場景，并疊加與選址相關的風電數據；步驟 2，利用層次

212、分析法建立升壓站選址影響因素遞階層級；步驟 3，集成三維 GIS 數據信息，進行升壓站位置粗選；步驟 4，建立升壓站選址模糊層次計算模型，綜合評價備選址位，選出最優址位。此發明通過構建風電場選址影響因素層級體系確定所需風電131數據，利用三維 GIS 的空間位置和拓撲關系的描述及空間分析的能力生成風電場升壓站選址備選方案并依此作為分析數據基礎。2019 年，北京金風科創風電設備有限公司申請了 CN112700349A，測風塔選址方法和裝置。該測風塔選址方法包括：根據風電場的場區高程數據，確定風電場的地形類別；根據與所確定的地形類別對應的風機排布方式，確定用于在風電場中布置風力發電機組的多個風機

213、點位；將所確定的多個風機點位作為測風塔備選點位，并從測風塔備選點位中確定用于在風電場中布置測風塔的測風塔實際點位。采用此發明示例性實施例的測風塔選址方法和裝置，能夠提高測風塔選址的準確性，為區域風資源精準評估提供有力支持，并有助于提升風電場經濟性評價與發電量評估的準確度。2019 年，中國大唐集團科學技術研究院有限公司西北電力試驗研究院申請了 CN110929459A。一種復雜地形風電場測風塔選址方法。其特征在于：獲取風電場的基本信息數據；基于已獲取的信息，利用計算流體力學進行場區范圍內風資源計算，建立以發電量最大或收益率最大為目標的優化模型，計算得到場區范圍內風電機組坐標位置；計算得到風電場

214、內初步風電機組坐標與風電機組點位氣象數據，進行各范圍內兩兩風電機組風速、風向相關性分析，優選相關性較好的機位為備選測風塔選址，在擬選風電機組點位處設立測風塔，通過相關性分析的方法增強了測風塔設置的代表性與合理性。通過定量與定性兩部分結合確定風電場測風塔設置位置，使測風塔設立避免了傳統僅定性確立測風塔位置的主觀性與隨意性，提高測風塔設立的代表性，減132少測風偏差。2019 年，華能威寧風力發電有限公司申請了 CN111080003A，一種適應復雜山地風電場的測風塔規劃選址方法。通過 SRTM DEM 海拔高程數據獲取測風塔的備選位置，之后根據 SRTM DEM 海拔高程數據、3Tier再分析數

215、據和 30m 分辨率地表粗糙度數據，計算剩余測風塔備選位置所對應的風速風向序列；最終通過相關關系及誤差分析確定測風塔備選位置，根據綜合風切變確定測風塔的高度。該方法不僅提升了復雜山地風電場測風塔規劃選址的精度，還為確定測風塔的數量提供依據，減少資金浪費。2020 年，中國華能集團清潔能源技術研究院有限公司申請了CN111967205A，一種基于風加速因子的測風塔微觀選址方法。首先獲得待開發風電場區域的數字地形圖，對數字地形圖進行網格剖分后進行基于計算流體動力學的定向計算，得到不同風向扇區內的風加速因子分布數據；然后結合主風向信息和風加速因子分布數據，確定若干備選測風塔設立點位；最后對備選測風塔

216、設立點位進行篩選和復核，最終確定滿足測風塔條件的測風塔設立點位。為測風塔微觀選址提供了同等階段和數據獲取程度下的可靠依據，顯著提高了選址的準確性，有效避免了根據經驗“盲目選擇高點”的測風塔設立慣例所可能造成的資源測點不理想、風電場開發決策誤導等情況，大大減少了復雜地形風電場開發時間及投資成本。2021 年，中國長江三峽集團有限公司申請了 CN112818590A，一種風電場發電量評估及微觀選址模型建立方法。包括：步驟 1：收集風電133場運行案例及相關數據信息,建立包含一定范圍的空間網格，步驟 2：將單個風力發電機作為樣本并根據劃分的空間網格建立對應的風機排布矩陣，將各風機的位置在矩陣中通過不

217、同的數字標簽進行區分，步驟 3：確定輸入輸出樣本集，采用訓練樣本集對機器學習模型進行迭代訓練，訓練完成后采用測試數據集進行模型測試，步驟 4：將訓練好的機器學習模型作為風電場發電量評估及微觀選址模型，對待估計風機處相應的發電量進行計算等步驟；此發明的目的是為了解決現有的計算流體動力學模型計算量大、計算耗費時間長，難以滿足工程應用要求的技術問題。2021 年，航天科工智慧產業發展有限公司申請了 CN112926212A，一種內陸平原風能資源評估方法、系統及風機選址方法。包括根據 USGC數據和 FNL 再分析數據利用 WRF 氣象數值模型確定預設區域內的最優參數化方案；根據最優參數化方案和 WA

218、sP 地形圖利用 WAsP 模型得到風能功率分布狀況；基于風能功率分布狀況和預設區域周圍的環境條件對預設區域內的風能資源進行評估。此發明提出的一種內陸平原風能資源評估方法、系統及風機選址方法，解決了現有技術在缺少實測風場數據時無法對風能資源進行評估及風機選址的問題。2021年，廣東華聯云谷科技研究院有限公司申請了CN113344247A，一種基于深度學習的電力設施選址預測方法與系統。包括：步驟一收集已有風電場和后期測風塔的地圖數據信息；步驟二對每一個風電場和測風塔人工標注，獲得第一標簽數據；步驟三構建 FCNN 神經網絡模型以及第一標簽數據分類結果；步驟四對第一標簽數據的分類結果再134次標注

219、，獲得第二標簽數據；步驟五構建 CNN 神經網絡模型以及第二標簽數據分類結果；步驟六對新風電場的最佳測風塔位置信息預測，得到預測的最佳測風塔位置信息并存入 SQL 數據庫中。通過此發明在新的風電場建設后期測風塔時，只需要輸入風電場的地圖數據信息，便可自動預測新風電場中的后期測風塔最佳建設位置信息，達到減少人力成本和時間成本的目的。2022 年，中國大唐集團科學技術研究院有限公司中南電力試驗研究院和大唐三門峽風力發電有限公司申請了 CN114398843A，一種適用于多種地形的三維尾流風速分布計算方法?？紤]地形加速效應與風切變效應耦合作用下對風機入流風速的影響以及背風坡地形變化對尾流中心沉降高度

220、的影響，結合地基激光雷達所測量風速、湍流數據進行入流風廓線模型、湍流強度模型以及尾流下沉理論模型修正，保證模型的精度，最終建立適用于多種地形的尾流風速分布計算方法，為復雜地形風電場功率預測、布局優化以及微觀選址提供精度保證。3.1.23.1.2 發電機結構部件發電機結構部件本報告將發電機結構部件細分為發電機整體結構、風能獲取系統（包括葉輪、輪轂、葉片、主軸、變槳系統、偏航系統）、風能轉化系統（包括同步式發電機、異步式發電機、齒輪箱）、電力傳輸系統（包括變流系統、電力傳輸、并網技術）、支撐系統（包括機艙組件、塔架、連接構件、基礎）5 個三級分支，各分支專利申請量數據如下表所示。其中風能獲取系統專

221、利申請量最大，為 24253 件。135圖圖 3-43-4 風力發電機組結構示意圖風力發電機組結構示意圖表表 3 3-2 2 發電機結構部件專利申請量統計表發電機結構部件專利申請量統計表技術發電機整體結構風能獲取系統風電轉換系統電力傳輸系統支撐系統合計申請量：件123592425314618235122328575953（注：合計數據為數據庫去重分支交叉數據后統計結果）風力發電機組經過幾十年的發展形成了多種組合形式，按照結構形式可分為水平軸和豎直軸式。對于水平軸式風力發電機又可分為增速型、半直驅和直驅型，其傳動原理與構成各不相同，目前水平軸式增速型風力發電機技術最為成熟、應用最為廣泛。風電機組

222、按照發電機轉速是否變化可分為恒速和變速，其中變速需要通過變頻器實現，根據發電機類型不同有多種變速方案；按照葉片槳距角是否變化，可分為定槳式和變槳式。不同變速方案與是否變槳，可以組合形成具有不同控制方案的風電系統。136對風電領域發電機結構部件這一技術分支的專利申請量進行統計，申請量變化趨勢如圖 3-5 所示。圖圖 3 3-5-5 發電機結構部件專利申請趨勢圖發電機結構部件專利申請趨勢圖圖3-5展示了發電機結構部件專利申請量變化趨勢，可以看出2002年-2004 年期間該領域專利申請量較低，每年申請量不足 300 件。2005年-2012 年間，專利申請量有了明顯增長，2012 年專利申請超過

223、3500件。2013 年專利申請量有所回落，但 2014-2021 年專利申請量持續增長，在 2021 年到達峰值 8000 件，其中發明專利就有 3743 件申請。近兩年的部分專利申請尚未全部公開，2022 年專利申請量有所下降。137圖圖 3-63-6 發電機結構部件技術發展路線圖發電機結構部件技術發展路線圖2003 年，LM 玻璃纖維制品有限公司申請了 CN1697924A，具有碳纖維尖部的風力渦輪機葉片，風力渦輪機葉片通過纖維加強聚合物的兩個葉片外殼半制成。當成模時，這兩個半體沿著邊緣且經由兩個托架粘接在一起，上述兩個托架在此之前已經粘接到葉片外殼半體之一的內表面。另一個葉片外殼半體接

224、著被設置在兩個支架的頂部并且沿著邊緣粘接于其上。2004 年，通用電氣公司申請了 CN1926742A，用于操作發電機變頻器的方法以及風能渦輪機。用于在顯著電網電壓下降情況下操作發電機的變頻器，尤其是操作風能渦輪機的發電機的變頻器，其中，變頻器包括：一個與發電機相連的發電機側功率轉換器，一個與電壓網相連的電網側功率轉換器，以及一個用于連接發電機側功率轉換器和電網側功率轉換器的 DC 耦合電路，方法包括以下步驟：通過控制變頻器以產生要供給電網的無功電流量。1382005 年，歌美颯風電有限公司申請了 CN101057073A，用于風力渦輪機葉片的結構梁及其制造方法。風力渦輪機葉片的結構梁包括體根

225、和體干，體干的橫截面是向葉尖方向逐漸減小的方形，包括位于上部和下部的多個疊片，每一個疊片由浸漬了合成樹脂的多層碳纖維層構成，疊片插入在沿周圍布置的、浸漬了合成樹脂的多層玻璃纖維層之間，還包括在兩疊片之間的每一個側面上的至少一層加強材料層，由粘性樹脂薄膜套封。此發明還包括用于制造結構梁的方法，包括在模具上施加上述層和梁的固化過程。2007 年，西門子公司申請了 CN101405504A 風力渦輪機轉子葉片，具有負壓側和壓力側的風力渦輪機轉子葉片。它包括圓柱形根部和限定負壓側與壓力側的翼部，以及位于翼部和根部之間的過渡部分。過渡部分具有從翼部的翼型變化到根部的圓柱形輪廓的過渡輪廓。過渡輪廓的前部是

226、圓柱形的而過渡輪廓的尾部是細長的。在轉子葉片中，翼部的最大弦長至少是過渡部分的最大弦長。此外，過渡輪廓包括在轉子葉片的壓力側上的具有凹曲率的部分。2008 年，LM 玻璃纖維制品有限公司申請了 CN101605988A 具有槽或孔形式的升力調節裝置的風力渦輪機葉片，一種葉片，包括：在葉片的縱向上延伸的可調整的升力調節裝置，以及啟動裝置，通過啟動裝置可以調整升力調節裝置并從而改變葉片的空氣動力特性。升力調節裝置被調整并設置成通過啟動裝置的啟動，在沿葉片的縱向從靠近葉片末端的第一位置延伸至第一位置和根部區域之間的第二位置的區域中可以減小升力，該第二位置可在葉片的縱向上變化。升力調節裝139置由在至

227、少一個縱向延伸區域中設置的至少一個槽或多個孔形成，從而允許葉片的內腔與外部連通。升力調節裝置可由一個或多個啟動裝置調整，從而調節從內腔排放到外部的空氣量以改變葉片的空氣動力特性。2009 年，北京航空航天大學申請了 CN101761454A 一種垂直軸磁懸浮風力發電機，垂直軸磁懸浮風力發電機主要由風葉、轉軸、發電機、徑向磁軸承、軸向三自由度磁軸承、上保護軸承、下保護軸承、上保護軸承擋環和下保護軸承擋環構成，風機轉動部分與靜止部分無機械接觸，完全消除了風機內部的機械摩擦，實現風機轉子的五自由度懸浮。的風機軸向磁軸承通過 4 個定子磁極與吸力盤的作用提供重力偏置，同時對轉子進行軸向平動和兩徑向轉動

228、自由度的控制；的徑向磁軸承完成風機轉子的兩徑向平動控制。此發明各組件布置合理，完全消除了垂直軸風機軸承的摩擦問題，可大大降低風力發電機的起動風速，提高風能的利用率。2010 年，SSB 風系統兩合公司申請了 CN102062057A，風力發電設備。帶有一機器支架，一可繞轉子軸線旋轉地支承在機器支架上并且可通過風驅動而繞轉子軸線作旋轉運動的轉子，該轉子包括轉子輪轂和多個轉子葉片，風力發電設備還帶有設置在轉子上的、可使轉子葉片繞其葉片軸線轉動的葉片角調整驅動器，帶有至少一個與該葉片角調整驅動器耦連的、可控制該葉片角調整驅動器的葉片角控制裝置，以及帶有至少一個與轉子機械耦連并且可通過該轉子驅動的、可

229、產生電能的發電機，其中，葉片角控制裝置包括多個分別與葉片角調整驅140動器耦連的控制單元，其中，第一控制單元固定在轉子上，而第二控制單元固定在機器支架上。2011 年，國能風力發電有限公司申請了 CN102146887A，高效大功率垂直軸風力發電機，其包括一垂直葉片風輪，還包括一增能翼，該增能翼為一擋風物體，其以不阻擋葉片的轉動的方式設置在一支架上，且位于風輪迎風面的前方，該增能翼的擋風面與風輪的接受來風氣流而轉動受阻的一側迎風面的葉片相對應，使得風輪由于來風氣流而轉動受阻的側面被擋住，該支架設置在一固定機架上。通過在風輪迎風面的前面設置增能翼，阻斷氣流在風力發電機風輪上產生阻力矩，使風輪的旋

230、轉力矩增大，提高風力發電機的效率，風力發電機的效率可增大 25以上。2011 年，西門子公司申請了 CN102168653A 風力渦輪機，包括被可旋轉地置于塔上的機艙，其中機艙具有第一腔室，風力渦輪機還包括被置于機艙的上游且具有第二腔室的發電機外殼部分、被置于發電機外殼部分的上游且具有附連于其上的轉子葉片且具有第三腔室的轂，從而第一、第二和第三腔室彼此連通，以及包括具有用于提升和/或運輸的器件的至少一個軌道元件的軌道系統，用于提升和/或運輸的器件可沿軌道系統運動，其中軌道系統至少部分地延伸通過至少兩個相鄰腔室。2012 年，北京航材百慕新材料技術工程股份有限公司申請了CN102559028A，

231、一種風電葉片防護面漆及制備方法。包括組分 A 和組分 B，組分 A 與組分 B 的質量百分比為：71014；組分 A 按質量141百分比包括：作為漆基的改性羥基丙烯酸樹脂 3060，消泡劑0.10.5，脫泡劑 0.10.5，附著力促進劑 0.10.5，抗老化劑 0.52，耐磨性助劑 13，消光劑 38，潤濕分散劑 0.52，觸變劑 0.52，有機溶劑 I 535和鈦白粉 1835；組分 B 按質量百分比包括：固化劑 7095和有機溶劑 II 530。此發明還公開了一種風電葉片防護面漆的制備方法。2012 年，中國電力科學研究院申請了 CN102661243A，一種雙饋感應風電機組的預報校正變槳

232、控制方法。包括以下步驟：預處理風速；確定槳距角預報值；偏差修正槳距角預報值。實用性強，既可以提高風力發電機組在低風速時的風能轉換效率，又能有效控制風力發電機組在高風速時不超速運行，確保風力發電機組安全穩定運行，經濟成本低，適用于不同功率等級的雙饋感應發電機組的變槳控制系統。2013 年，遠景能源(江蘇)有限公司申請了 CN103375350A 具有主發電機和次發電機的風力渦輪機，該可變速風力渦輪機包括：風力渦輪機塔架；設于風力渦輪機上的機艙；可旋轉地安裝于機艙上的風力渦輪機轉子輪轂，風力渦輪機轉子輪轂具有至少一個安裝于其上的風力渦輪機葉片和軸，軸與風力渦輪機轉子輪轂連接，并可選擇地通過齒輪箱，

233、與主發電機連接，該主發電機通過電源線具有主定子和主轉子，主定子直接連接至并網，主轉子在發電機側變流器端直接連接至背靠背變流器，該背靠背變流器在電網側變流器端連接至并網。該風力渦輪機還包括次發電機，該次發電機具有聯接至軸的聯軸器，并且該次142發電機連接于主發電機和背靠背變流器的發電機側變流器端之間。2014 年，新疆金風科技股份有限公司申請了 CN103818523A，外飄式張力腿浮動風機基礎、海上風力發電機及施工方法，浮動風機基礎包括：頂部支撐平臺，用于支撐塔架、葉片和風力發電機組；底部支撐結構，與多個張力腿連接；至少三個中空的立柱，連接于頂部支撐平臺和底部支撐結構之間并圍繞浮動風機基礎的豎

234、直中心線布置，每根立柱相對于浮動風機基礎的豎直中心線從下端朝上端向外傾斜；壓載調節系統，設置在立柱和/或底部支撐結構中。具有這樣結構的基礎的海上風力發電機運動性能優異、可整體濕拖，并且制造、組裝和安裝方便。2015 年，北京金風科創風電設備有限公司申請了 CN204511788U 變槳柜的布置結構及風力發電機組，包括多個變槳柜，多個變槳柜固定在變槳柜支撐架上，多個變槳柜和變槳柜支撐架均位于導流罩內且位于輪轂的前方，在輪轂的前端設有人孔，在輪轂上固定有多個變槳驅動裝置，變槳驅動裝置包括變槳支架，多個變槳支架固定在輪轂上并分布在人孔的外周，變槳柜支撐架固定在多個變槳支架上。提供的變槳柜的布置結構可

235、減小風機運轉時變槳柜的離心力、易于實現變槳柜的安裝維護。2016 年，三一重型能源裝備有限公司申請了 CN105932714A，雙電機風力發電機并網裝置、風力發電機及并網控制方法。并網裝置包括第一機側開關、第二機側開關、異步電機軟起開關、機側大變流器、機側小變流器、網側變流器、網側開關和異步電機并網開關，風力發143電機包括風機主體、同步發電機和異步發電機及前述并網裝置；并網控制方法包括根據風速對同步發電機和異步發電機進行并網、脫網控制。此發明能夠實現雙電機或多電機共用一個并網裝置，通過全功率變流器的一部分結構實現作為異步發電機的并網軟起動裝置，實現機側大變流器與機側小變流器、永磁同步發電機與

236、異步發電機功率分配，可實現無沖擊并網與無擾動切換，無需額外的軟起裝置和無功補償裝置，降低成本、提高可靠性。2017 年，北京金風科創風電設備有限公司申請了 CN107165777A 變槳裝置以及具有該變槳裝置的風力發電機組，風力發電機組包括輪轂和葉片，變槳裝置包括變槳軸承、齒形帶以及用于驅動齒形帶的驅動機構，變槳軸承包括軸承內圈和軸承外圈，軸承內圈包括沿軸向向外延伸的延伸部，葉片與延伸部固定連接，軸承外圈與輪轂固定連接，齒形帶連接在延伸部上。根據此發明的變槳裝置及風力發電機組，能夠提高葉根極限彎矩載荷水平、變槳裝置的安全系數，降低了變槳軸承的失效風險、齒形帶的失效風險以及螺栓的失效風險。201

237、8 年，維斯塔斯風力系統有限公司申請了 CN110678645A 空中風能系統。此發明涉及一種用于拆卸風力渦輪機并架設風能產生系統的方法，其中，風力渦輪機包括放置在風力渦輪機場地的基座上的塔架以及具有安裝在塔架上的轉子的機艙。該方法包括以下步驟：從風力渦輪機去除轉子，經由線纜將用于產生電力的空中風能系統安裝在其余風力渦輪機的部分上以及經由輸電線將空中風能系統電連接到電網。2018 年，中國船舶重工集團海裝風電股份有限公司申請了144CN111140432，一種風電機組變槳系統及風電機組，風電機組變槳系統包括輪轂、變槳軸承、變槳驅動，變槳軸承包括外套圈、內套圈，外套圈與輪轂聯結，內套圈用于與葉片

238、聯結，變槳軸承上設置有變槳軸承齒輪，其中：變槳驅動安裝在選定區域內且通過變槳驅動齒輪與變槳軸承齒輪相嚙合，選定區域為外套圈、內套圈的徑向形變小于預設值的區域。本申請公開的上述技術方案，將變槳驅動安裝在變槳軸承的外套圈和內套圈的徑向形變小于預設值的區域內，當變槳軸承運行時，由于變槳驅動安裝在了外套圈和內套圈的徑向形變較小的區域內，因此，則可以盡量減小變槳驅動齒輪與變槳軸承齒輪嚙合時所出現的開口，從而則可以降低變槳驅動齒輪與變槳軸承齒輪之間的磨損。2019 年，上海電力學院申請了 CN110504705A，一種海上風電集群電氣系統規劃方法，在給定陸上電網結構和所有可能并網點的基礎上，根據海上風電場

239、集群接入總容量，利用人工魚群算法優化各并網點的具體接入容量和陸上電網擴建；依據上層優化出的各并網點接入容量，進行風電場集群聚類，配合遺傳算法優化海上變電站的選址定容；依據第二層變電站選址定容結果，進行拓撲統一優化，得到新的陸上并網點容量和擴建結果，將其重新傳遞至第二層遺傳算法的適應度函數，指導海上變電站的選址定容，反復迭代，直至陸上電網結構不再改變，輸出即為最優解。與現有技術相比，此發明同時考慮經濟性與陸上電網擴建后合理程度，將陸上電網與海上風電集群綜合統一，實現成本與效益最優。2020 年，廣東電網有限責任公司電力科學研究院申請了 CN111711145210A，一種適用于海上風電的儲能系統

240、及海上風電裝置。該適用于海上風電的儲能系統與海上風電匯流升壓后的三相交流輸出線連接，該適用于海上風電的儲能系統包括并聯環節和串聯環節，并聯環節包括變流及儲能模塊和第一靜態開關，交流及儲能模塊包括數個交流及儲能子模塊；串聯環節包括第二靜態開關、限流電抗器、LC 濾波器和變壓器，該適用于海上風電的儲能系統通過設置的并聯環節可以改善海上風電并網性能，提供有功無功支撐，有效解決海上風電功率波動問題；通過設置的串聯環節能夠動態改善海上風電輸電線路參數，解決海上風電低高頻諧振及短路限流問題，從而也解決了現有海上風電的功率波動、低高頻諧振及短路限流的技術問題。2021年，南方電網科學研究院有限責任公司申請了

241、CN113629773A，一種風力發電系統及其發電方法。其中該發電系統包括：發電子系統、電網子系統和儲能子系統；發電子系統設置于海島上，用于進行風力發電，并將風力發電后得到的發電電能發送至電網子系統；電網子系統，用于為海島上的本地負荷提供運行時的運行電能；儲能子系統，用于根據本地負荷和風力發電時風力出力的大小關系，調整儲能子系統和電網子系統之間的傳輸關系。本申請中的儲能子系統可以適時地從電網子系統中吸收或釋放電能，為平抑風力發電功率波動、提高風力發電接入電網的能力提供了有效的手段，提高了風電的并網接入能力，可從源頭降低風力發電并網功率的波動性，大幅提升風力發電并網消納能力，確保了既有電網的安全

242、穩定運行。2022 年，中能電力科技開發有限公司申請了 CN115359239A，風電146葉片缺陷檢測定位方法、裝置、存儲介質和電子設備。該方法包括：獲取風電葉片的多個部分區域圖像幀；確定每個部分區域圖像幀中的葉片部分圖像；對葉片部分圖像進行切分得到多個子圖片；對每個子圖片進行缺陷識別；根據多個部分區域圖像幀確定風電葉片的組合圖像；根據識別出的每個缺陷在所述子圖片中的位置，確定所述缺陷在所述組合圖像中的位置。本申請通過把葉片部分圖像進行切分為多個子圖像，使得裂紋在每個子圖像顯得相對比較明顯，從而有助于更準確的識別出缺陷，以及確定缺陷類型，也提高了對于缺陷的位置定位的準確性。3.1.33.1.

243、3 運輸與安裝運輸與安裝本報告將運輸與安裝細分為葉片、發電機組的運輸與安裝 2 個三級分支，各分支專利申請量數據如下表所示，合計總量為 11488 件。表表 3 3-3 3 運輸與安裝專利申請量統計表運輸與安裝專利申請量統計表技術葉片的包裝、存儲、安裝與運輸發電機組的運輸與安裝合計申請量：件7453563411488（注：合計數據為數據庫去重包并含分支交叉數據后統計結果）對2002年以來運輸與安裝技術領域中國專利申請量的年度變化趨勢進行統計分析，具體如圖 3-5 所示。147圖圖 3 3-7-7 運輸與安裝專利申請趨勢圖運輸與安裝專利申請趨勢圖圖 3-7 展示了風電領域運輸與安裝相關專利申請量

244、變化趨勢，可以看出 2002 年-2006 年專利申請量較低，每年專利申請量低于 100 件。2007 年開始，專利申請量有了明顯增長，2012 年突破 500 件，除2013-2014 年、2019 年專利申請量有所下降外，整體保持平穩增長趨勢，在 2021 年到達峰值 1366 件，專利類型以實用新型專利為主，占比超過 60%。148圖圖 3 3-8-8 運輸與安裝技術發展路線圖運輸與安裝技術發展路線圖2004 年，LM 玻璃纖維制品有限公司申請了 CN1863719A，運輸和儲存彎曲的風力渦輪機葉片，其中風力渦輪機葉片在未加載狀態下彎曲，使得葉片呈現基本凹形的表面和基本凸形的表面，并且使

245、得葉片尖部與葉片根部的縱向中央軸線相間隔。通過方法，利用預拉伸裝置在距葉片根部的一定距離處對風力渦輪機葉片進行預拉伸，使得葉片尖部更加靠近葉片根部的縱向中央軸線。此發明還涉及一種風力渦輪機葉片，葉片在距葉片根部一定距離處設有內部鎮重物容槽，由此通過填充鎮重物容槽使得葉片預拉伸，使得葉片尖部更加靠近葉片根部的縱向中央軸線。此發明還涉及一種設備，設備包括預拉伸裝置以用于在距葉片根部的一定距離處對彎曲的葉片加載，使得葉片尖部更加靠近葉片根部的縱向中央軸線。2005 年，通用電氣公司申請了 CN1775587A，用于如風力渦輪機等149的轉子葉片的延長的物體的運送設備。包括用于延長的物體的包括前端和后

246、端的支撐表面，用于將延長的物體從大致水平的方位樞轉到至少一個相對于大致水平的方位偏斜地布置的傾斜的方位的裝置，和用于改變在支撐表面的垂直投影觀察的在支撐表面的端之間的距離的裝置，其中，如果延長的物體布置在大致水平的方位，支撐表面的端間隔分開第一距離值，并且，如果延長的物體布置在至少一個傾斜的方位，支撐表面的端間隔分開第二距離值，該第二距離值小于第一距離值。2006 年，通用電氣公司申請了 CN101062728A，風力渦輪機轉子葉片的運輸裝置。運輸系統包括適于容納風力渦輪機轉子葉片根端的葉根定位裝置以及適于容納風力渦輪機轉子葉片葉尖的尖端定位裝置。葉根定位裝置和尖端定位裝置設置為單獨的運輸裝置

247、。2007 年，西門子公司申請了 CN101230835A，安裝風力渦輪機葉片的方法和設備。通過使用起重機起重臂把風力渦輪機葉片安裝到風力渦輪機輪軸。當葉片被吊離地面并被安裝到轉子輪軸時，葉片的朝向保持為基本水平。除了至少一條承載纜繩用于承載葉片重量外，經由起重機起重臂把葉片連接到絞車裝置的控制纜繩被用于使葉片的朝向基本保持為水平。2008 年，中國海洋石油總公司申請了 CN101318542A，一種風電機組海上整體安全運輸的方法。包括以下步驟：1)將包含塔筒及內部電氣設備的風電機組組裝成一個整體；2)通過吊裝船將其吊裝到甲板上，并將其底部與甲板焊接固定；3)設置一條測量船監測浪高、風速和風1

248、50向；4)固定一陀螺運動儀，測量橫搖角、縱搖角、橫搖角加速度、縱搖角加速度數據；5)設置一加速度傳感器，測量塔筒上部的橫向加速度和縱向加速度；6)在應力集中處的圓周方向，設置應變片，通過常規電測法獲取各應變片處的載荷數據；7)綜合步驟 3)6)所獲得的數據信息，對運輸駁船的啟航或停航、航向、航速進行控制；8)將風電機組整體從甲板上切割下來，將風電機組整體吊裝到海上安裝部位預先制作的基礎上。此發明對大規模海上風電場的開發與建設具有十分重要的實用意義。2010 年，華銳風電科技股份有限公司申請了 CN101718250A，風力發電機組分段式風輪葉片及其裝配方法。該分段式風輪葉片包括有葉根段及至少

249、一個徑向葉片，葉根段靠近輪轂一側，葉根段與各徑向葉片內均埋設有主梁，葉根段與各徑向葉片通過各主梁之間的依次銜接而首尾連接。借由此發明的分段式風輪葉片，可以實現連接強度大、氣動損失小的效果。2010 年，中國海洋石油總公司申請了 CN101792012A，海上風機整體運輸與安裝的方法及專用工程船，方法包括：1)將風機塔筒加裝裙擋組裝；2)在工程船上設置有可滑動的叉接裝置或機械手，叉接風機時，叉頭與裙擋銜接，用螺栓鎖緊；3)通過叉頭的托舉將風機移到船上，并固定，撤出叉頭；4)將載有風機的船靠近海上安裝基礎，將船體頂升出水面至合適位置，操縱叉接裝置或機械手叉接風機，同時解除風機與基座之間的連接，利用

250、叉頭的托舉作用將風機整體平移到安裝基礎上。適用于這種方法的專用工程船至少包括一平板船體，在船151體上設置有滑動的叉接裝置或機械手，叉接裝置端部帶有叉頭，叉頭與塔筒的尺寸相配合。此發明不需考慮吊高問題，對大規模海上風電場的開發與建設具有十分重要的意義。2012 年，國電聯合動力技術有限公司申請了 CN102729022A，用于大型風力發電機組傳動系統裝配的裝置及方法。設有 5傾角安裝平臺，在安裝平臺的上面安裝有運輸底座，風力發電機的主機架固定連接在運輸底座上；在風機主軸系統上設有通過連接螺栓固定的假輪轂，在主機架裝配主軸系統的安裝孔上設有若干根導向銷，用若干根均勻分布的高強全螺桿及配套的墊片、

251、螺母將主軸系統沿導向銷壓入到主機架上的安裝孔內；在主機架的安裝孔上還均勻設有若干根固定絕緣螺桿。此發明還公開了利用上述裝置進行裝配的方法。此發明的裝配裝置及方法可以解決大型風力風電機組主軸系統裝配難，加熱難問題，減小裝配風險，由于增大接觸面積，使整體穩定性加強，避免大型結構件的多次翻轉，安全可靠。2014 年，中交一航局第二工程有限公司申請了 CN103807116A，海上風力發電機組拉索千斤頂提升安裝裝置及施工方法。包括固定安裝在風機安裝船上的風機固定架，固定架內安裝風機提拉安裝裝置。方法包括下列步驟，風機裝船后，頂部鎖緊裝置和底部鎖緊裝置保持鎖緊狀態，到達安裝現場后，頂部鎖緊裝置松開，止動

252、裝置松開，底部鎖緊裝置保持鎖緊狀態，啟動提升裝置，通過鋼絲繩拉動底部鎖緊裝置，提升整體風機裝置至一定高度后，頂部鎖緊裝置鎖定，使風機基礎與風機對準，啟動提升裝置，下放風機實現精確安裝。此發明的風152機安裝穩定性好，施工方便，運輸安全，安裝速度快，對周圍環境影響小，安全、工程施工成本低。2016 年，江蘇金風科技有限公司申請了 CN106762443A，用于直驅風電機組的葉輪輔助鎖定裝置及葉片安裝方法。解決在葉片安裝過程中鎖定裝置可能由于強度不足而被損壞的技術問題。根據此發明的輔助鎖定裝置包括第一端部和第二端部，第一端部包括配重部，第二端部用于可拆卸地連接到直驅風電機組的葉輪的輪轂上，從而產生

253、用于輔助鎖定葉輪的輔助轉矩。2017年，南方電網科學研究院有限責任公司申請了CN106829722A，大型風力發電機組變槳齒輪箱安裝工具。包括吊具本體、旋轉法蘭盤、調整手柄、配重塊和調整滑塊，吊具本體上設置有起吊吊耳和卸重吊耳；調整手柄設置在旋轉法蘭盤上；吊具本體上設置有轉軸，旋轉法蘭盤上設置有通孔，轉軸穿過旋轉法蘭盤的通孔使旋轉法蘭盤可以繞轉軸轉動；起吊吊耳設置在旋轉法蘭盤與卸重吊耳之間；調整滑塊設置在起吊吊耳和卸重吊耳之間，配重塊掛在吊具本體上并通過調整滑塊限位。此發明解決了傳統變槳齒輪箱安裝中存在的安裝工序繁瑣、效率低、工作強度大等問題，達到安裝便捷、高效、工作強度小，保證輪轂裝配的安全

254、性快捷性。2018 年，山東世運專用汽車有限公司申請了 CN208789801U，一種四軸線風電葉片山地運輸車。包括四軸線半掛車，四軸線半掛車具有鵝頸，并通過鵝頸形成較高的鵝頸前部和較低的連接平臺，連接平臺前部設有葉片工裝，后部設有車身輔助支撐，工裝底架上設置有葉片153舉升油缸，葉片舉升油缸橫向設置，一端連接工裝底架前端，另一端連接上架連接座下部，上架連接座上下側分別設有兩個上架回轉支撐，工裝平臺后部設有上凹部，上凹部與位于連接平臺上的下回轉支撐連接，葉片下部置于工裝平臺上，葉片根部連接上架連接座；可以左側、右側單獨升降，避免側傾的危險，具有液壓轉向功能，顯著減小轉彎半，能夠運輸 65 米以

255、上大型風電葉片的山地運輸設備，舉升力大、配重少、配重高度降低。2018 年，北京金風科創風電設備有限公司申請了 CN109707777A，阻尼器、風力發電機組以及安裝方法。包括：基座，具有預定的長度及寬度；引導部件，層疊連接于基座并沿基座的長度方向延伸，引導部件遠離基座的表面為弧形面，弧形面向靠近基座的方向凹陷；質量塊，卡設在引導部件上并與弧形面相配合，在長度方向上，質量塊能夠沿弧形面的弧形軌跡移動；阻尼部件，質量塊在基座的寬度方向的兩端分別連接有阻尼部件，每個阻尼部件分別支撐于基座并能夠吸收質量塊運動時的動能。此發明實施例提供的阻尼器、風力發電機組以及安裝方法，阻尼器的成本低廉，不易損壞，對

256、風力發電機組具有更好的減振效果，同時能夠保證風力發電機組的運行安全以及發電效益。2019 年，國電聯合動力技術有限公司申請了 CN208885453U，風電機組變槳軸承智能裝配平臺。包括：工業機器人、機器人行走軸、電動擰緊軸系統、旋轉平臺、套筒自動換手工作站及控制系統；工業機器人安裝在機器人行走軸上并可沿機器人行走軸移動；電動擰緊軸系統安裝在工業機器人的機械臂末端；旋轉平臺的上表面設置用于固定154輪轂的卡盤機構，卡盤機構包括絲杠驅動的定位裝置，定位裝置設置有彈性翻轉定位止口；旋轉平臺及套筒自動換手工作站位于工業機器人的工作范圍內；套筒自動換手工作站用于提供電動擰緊軸系統的擰緊用套筒。本實用新

257、型提供的風電機組變槳軸承智能裝配平臺實現了風電機組變槳軸承的精確裝配及高效裝配。2020 年，中科風電科技有限公司申請了 CN213360318U，風力發電機組組合式通用機艙運輸架。包括運輸架主體，運輸架主體頂部活動連接有風力發電機機艙主體，運輸架主體內開設有安裝腔，安裝腔內固定安裝有電動絲桿，電動絲桿的絲桿螺母頂部固定連接有貫穿運輸架主體并延伸至運輸架主體頂部的第一連接桿，第一連接桿頂部固定連接有位于風力發電機機艙主體底部的滑臺。該風力發電機組組合式通用機艙運輸架，解決了現有的機艙運輸架無法適配多種不同型號的機艙運輸，當更換新型號的機艙后，舊型號機艙的運輸架便不能與之匹配，導致需要另外購買，

258、增大了生產成本的問題。2021年，華能陳巴爾虎旗風力發電有限公司申請了CN215101620U，一種風電機組輔助安裝設備。其包括：基座；支撐調節架，支撐調節架垂直設置在基座上；以及，鎖吊裝置，鎖吊裝置設有梁臂、吊鉤、鋼繩和鋼繩升降機構，梁臂與支撐調節架遠離基座的一端連接，吊鉤與梁臂通過鋼繩連接，鋼繩升降機構與鋼繩連接。該裝置能夠輔助工作人員的安裝工作，該裝置基座、支撐調節架和鎖吊裝置均可拆卸，便于收納；支撐調節架可以實現伸縮、轉動的功能，提高了操作的靈活度。1552022 年，四川大學申請了 CN217841894U，一種桁架式大型風電機組與自頂升安裝裝置。該機組包括塔筒組件、支撐桁架；塔筒組

259、件通過轉接裝置安裝在支撐桁架的上方，支撐桁架的下部固定于地面基礎上；支撐桁架由若干高度不一、結構相同的節段組成。自頂升安裝裝置，包括頂升系統和臨時支撐系統；臨時支撐系統包括支撐網架、斜拉索；頂升系統設置在支撐網架的下方；斜拉索布置于塔架四周，通過滑動抱緊裝置與圓形塔筒連接。本實用新型與現有超高風塔裝配技術相比，單個構件尺寸相對較小，便于運輸；所有安裝裝置和配套設施均可循環利用，減少投資成本；采用自頂升的安裝方式，無需大型吊裝設備，操作方便，安裝效率高。3.1.43.1.4 維護與故障處理維護與故障處理本報告將維護與故障處理細分為風電控制系統、故障處理 2 個三級分支，各分支專利申請量數據如下表

260、所示。表表 3 3-4 4 維護與故障處理專利申請量統計表維護與故障處理專利申請量統計表技術風電控制系統故障處理合計申請量：件312239186702（注：合并數據中包含各技術分支交叉數據）156圖圖 3 3-9-9 維護與故障處理專利申請趨勢圖維護與故障處理專利申請趨勢圖圖 3-9 展示了中國專利維護與故障處理專利申請量變化趨勢，可以看出，2002 年-2007 年間專利申請增速緩慢，申請量較低，每年的專利申請量不足 50 件。從 2008 年開始，風電維護與故障相關專利申請增速明顯加快，專利類型以發明專利為主，2009 年專利申請量突破100 件，2016 年超過 500 件，2021 年

261、專利申請量到達峰值 916 件。157圖圖 3 3-10-10 維護與故障處理技術發展路線圖維護與故障處理技術發展路線圖2006 年，天津市新源電氣科技有限公司申請了 CN1976209A，雙轉子變速變頻風力發電勵磁方法及其控制系統。在風電機主傳動軸上配置相對具有 Pg 極對數的定子以 Nzr 速度旋轉的主風輪，在副傳動軸上配置帶動永磁外轉子以 Ne 速度相對主風輪反向對風旋轉的副風輪；該技術采用無刷雙饋電機轉子和旋轉永磁外轉子雙轉子結構，實現機組變速變頻運行，相當同容量單轉子發電機極對數減少一半，從而大大縮短發電機直徑空間，方便設備運輸、降低機組重量；該技術雙風輪結構設置及偏航機構的配置，使

262、機組偏航控制變的更簡單、可靠；該技術機組可實現變速變頻運行、變槳距調節，額定風速以下該技術雙風輪發電機組較單風輪變速變頻機組風能利用率有所提高。2008 年，北京天源科創風電技術有限責任公司申請了 CN101393041589A，風力發電機組振動監測及故障診斷的方法。該方法包含以下步驟：A.設置監測點并布置傳感器，通過傳感器輸出原始振動信號，通過數據采集設備完成信號存儲；B.通過組件總線模塊將特征值數據發送到接收模塊，并存儲于數據中心，或接收模塊繞開組件總線模塊獲取原始振動信號并存儲于數據中心；C.在數據中心中設置閾值曲線，特征值數據連續增長，超過閾值時，接收模塊進行趨勢預警，持續超過閾值時，

263、接收模塊發出狀態預警；D.在分析模塊中建立故障診斷模塊，設置故障診斷閾值，分析模塊從數據中心獲取包絡信號數據，通過故障診斷模塊計算出故障綜合評價值，故障綜合評價值和故障診斷閾值進行對比，從而進行故障報警。2010 年，華電電力科學研究院申請了 CN201714570U，多功能風電機組安全監測及故障診斷裝置。該多功能風電機組安全監測及故障診斷裝置，其結構特點是：包括數據處理單元，所述的數據處理單元直接與電源模塊、狀態指示模塊、存儲器相連，所述的數據處理單元通過總線接口分別與溫度控制單元、脈沖計數單元、煙霧報警裝置、數據采集單元相連，所述的數據處理單元通過網絡接口與上位機相連。2010 年，維斯塔

264、斯風力系統有限公司申請了 CN101938138A，電網故障期間的電能管理。涉及一種例如在電網故障期間運行風力發電機設備的方法，風力發電機設備包括適于消耗或者存儲超過在電網故障期間待輸送至相關聯的電網的量的電能的電力消耗/存儲部件，該方法包括根據允許的風力發電機設備的電力消耗/存儲部件所能消耗或者存儲電能的量運行風力發電機設備的步驟，其中保證風力發電機設備159所產生的電能總量不超過所允許量和待輸送至電網的量的總和。2012 年，山東電力研究院申請了 CN102518553A，一種用于風電場群的遠程實時監控系統?？梢越鉀Q多個風電場生產、運營的遠程、實時集中監控問題。采用基于 AOP 平臺的多層

265、架構，包括：底層，是數據采集子系統，對風電場群現場數據的采集和數據存儲；業務邏輯層，包括網絡計算引擎模塊、后臺統計引擎模塊、報表引擎模塊、綜合組態環境模塊及設備對象模型模塊；服務層，提供服務以及服務調度；展現層基于 AOP 平臺，包括風電機組監控子系統、場內變電站監控子系統、風電功率預測子系統以及系統管理模塊，系統管理模塊通過提供 WEB 頁面、曲線及曲線組、圖片、報表、CAD 圖表或視頻監控操作手段，系統管理模塊負責組織、用戶、權限、日志的集中管理；對外接口，負責與其它系統之間數據與服務的共享。2013 年，國家電網申請了 CN103219722A，提高大規模風電經直流外送系統故障恢復特性的

266、方法。包括如下步驟：(1)判斷交流電網接地短路故障，如果故障，則進行步驟 2，否則重復步驟 1；(2)判斷風功率是否降低，如果降低則進行步驟 3，否則返回步驟 1；(3)改變直流系統的功率指令，使直流功率指令跟蹤風功率的變化而變化；(4)若風功率持續增加，則直流功率跟蹤增加，否則結束控制。該技術提供的提高大規模風電經直流外送系統故障恢復特性的方法，將大規模風電經直流接入電網，改變了傳統電網的特性，通過直流功率跟蹤控制的方法，提高故障后電網電壓恢復能力，提高大規模風電經直流外送系統的恢復特性。1602014 年，廣東電網公司電力科學研究院申請了 CN103984956A，基于機器視覺圖像對電力系

267、統風力發電機葉片表面點蝕故障進行診斷的方法。包括：步驟一、劃分風力發電機葉片，獲得葉片基元；步驟二、對風力發電機葉片基元進行拍照，并對背景進行剔除；步驟三、對圖像基元進行特征提??；步驟四、提出一種神經網絡聚類LLE 流行學習算法對提取的多維圖像特征進行降維；步驟五、通過實驗獲取風力機葉片正常狀態圖像基元以及表面點蝕故障圖像基元；步驟六、使用訓練數據庫對故障診斷所用的支持向量機進行訓練；步驟七、使用步驟六中訓練好的支持向量機對風力發電機葉片基元的表面是否存在點蝕故障進行診斷；步驟八、對所有的葉片基元均進行步驟二、三、四、七的操作，直至完成整片葉片的點蝕診斷。2015 年，國家電網申請了 CN10

268、4730081A，一種用于風電槳葉的故障檢測系統。包括無人機，以及設置于無人機上的視頻采集裝置和第一信號發射接收裝置，無人機通過第一信號發射接收裝置與中心服務器進行數據交互，中心服務器設有依次連接的第二信號發射接收裝置、數據采集裝置、圖像故障信號識別裝置；還包括風電機組，以及設置于風電機組上的相互連接的第三信號發射接收裝置和第二風速儀，風電機組通過第三信號發射接收裝置與中心服務器進行數據交互。該技術的優越效果是：采用無人機安裝視頻采集裝置實時監控并掌握風電槳葉在各種條件下的槳葉狀態，有針對性的檢查和維護，減少了檢修人員的工作量，同時保證了風電場在盛風情況下穩定運行，提高了經濟效益。161201

269、5 年，四 川 東 方 電 氣 自 動 控 制 工 程 有 限 公 司 申 請 了CN105353272A，一種風力發電場單環網多點故障快速定位方法。包括以下步驟：主站周期性的發送心跳報文，子站收到心跳報文后，將子站自身的狀態信息加到心跳報文中，然后轉發下一級子站；直到帶有所有子站狀態信息的心跳報文返回主站；若主站收到含有所有子站狀態信息的心跳報文，則網絡正常；若主站未收到所有子站狀態信息心跳報文，則單環網發生故障；未返回心跳報文中最后 1 個子站為第 1個故障點；去第 1 個故障點讀取該子站中記錄的心跳報文記錄,快速定位下一個故障點，重復此步驟定位多個故障節點；根據子站返回的心跳報文中數據丟

270、包數等信息，定位接觸不良/通信衰減子站。2016 年，北京漢能華科技股份有限公司申請了 CN105738806A，一種風力發電機組故障診斷系統和方法。該系統包括：噪聲采集單元和噪聲處理單元；噪聲采集單元，用于實時采集風力發電機組的機艙內的噪聲信號；噪聲處理單元，用于計算噪聲信號的聲壓級和頻譜特征，將噪聲信號的聲壓級和頻譜特征與風力發電機組在相同工況下的噪聲信號的標準聲壓級和標準頻譜特征對比，如果二者的差異超出預設范圍，則判斷風力發電機組發生故障。該技術通過將機艙內的噪聲信號的聲壓級和頻譜特征與風力發電機組在相同工況下的噪聲信號的標準聲壓級和標準頻譜特征對比，判斷風力發電機組是否發生故障，不影響

271、風力發電機組的正常工作，實現了故障的自動診斷，故障診斷及時、有效，用噪聲信號作為數據來源，實現成本低。2017 年，北京金風科創風電設備有限公司申請了 CN109209781A，162風力發電機組的故障定位方法及裝置。該方法包括：根據系統的電氣拓撲結構及信號關聯關系生成蟻群算法拓撲結構；根據當前檢測周期內的蟻群算法拓撲結構中每條路徑發生信號跳變的次數確定每條路徑的信息素大??；若確定在當前檢測周期內發生故障，則確定最大信息素對應的路徑為發生故障的路徑，并確定最大信息素對應的路徑中發生信號跳變的部件為故障部件。由于采用蟻群算法來進行故障的定位，所以能夠由機器自動定位，無需人工排查，減少了人工分析過

272、程，并且能夠快速進行故障的定位，提高了風力發電機組的可利用率，減少了發電量的損失。2018 年，國電聯合動力技術有限公司申請了 CN108894932A，一種風電機組發電機軸承故障智能診斷系統及方法。包括軸承在線監測子系統和軸承故障智能診斷子系統，軸承在線監測子系統用于實時采集發電機軸承的狀態參數，并將其采集到的狀態參數傳送至軸承故障智能診斷子系統；軸承故障智能診斷子系統包括數據采集模塊、數據分析處理模塊、風險評估模塊、數據存儲模塊、通訊模塊和電源模塊。該技術通過將軸承故障智能診斷子系統與軸承在線監測子系統相結合，組成具有實時診斷功能的發電機軸承故障智能診斷系統，實現對風電機組發電機軸承潛在故

273、障的預判與風險評估，為現場人員對軸承進行預維護提供依據，以避免軸承故障擴大造成的連帶故障，降低風電機組故障停機頻次。2019 年，電子科技大學申請了 CN110609229A，一種基于深度學習的風力發電機葉片不平衡故障檢測方法。通過采集風力發電機葉片表163面附著不同質量覆冰時的多組數據，并進行預處理，然后將預處理后的部分數據輸入至搭建好的 LSTM+attention mechanism 網絡模型，通過對該模型的訓練，使 LSTM+attention mechanism 網絡模型能夠快速、準確預測風力發電機葉片不平衡故障問題，這樣這不僅降低了依靠人力巡檢的成本，還提高了風電場運行的效率，提升

274、了風電場的可靠性與安全性。2020 年，廣州特種承壓設備檢測研究院申請了 CN111287912A，風力發電機變槳系統故障診斷方法。包括如下步驟：步驟 1：獲取風力發電機的 SCADA 系統的歷史運行數據；步驟 2：利用所述 SCADA 系統的歷史運行數據構建故障特征模型；步驟 3：利用所述故障特征模型構建故障診斷模型；步驟 4：獲取風力發電機的 SCADA 系統的實時故障告警數據，并輸入至故障特征模型，計算獲取實時故障特征；步驟 5：將步驟4 中得到的實時故障特征輸入所述故障診斷模型，獲取故障診斷結果。該技術的風力發電機變槳系統故障診斷方法，通過利用 SCADA 測量的風力發電機運行數據提取

275、故障特征并輸入故障模型，實現了對風力發電機故障原因與故障位置的實時診斷。2021年，特變電工新疆新能源股份有限公司申請了CN214403863U，一種風力發電機組的遠程監測及故障診斷設備。包括用于支撐發電機組的塔架和為“口”字型結構并呈水平方向的安裝板，所述塔架位于安裝板的內部，所述安裝板的內壁設置有兩個相對稱且分別抵觸在塔架兩側的弧形夾板，所述弧形夾板與安裝板之間在水平方向上彈性伸縮連接且二者始終在同一水平線上，所述安裝板內設置有用于當弧形164夾板移動時將其轉化為信號傳輸給控制中心的傳輸組件。本實用新型通過在安裝板上設置的傳輸組件，傳輸組件能夠將弧形夾板移動的信號傳輸給控制中心，以使控制中

276、心的工作人員能夠得知發電機組產生異常振動，從而能夠第一時間對發生故障的發電機組進行診斷與維修。2022 年，華北電力大學申請了 CN115085164B，一種風場送出站交互式保護方法和系統。該方法包括：故障發生后，采集送出線路兩側保護安裝處的電壓、電流高頻分量；所述送出線路兩側分為風場側和系統側；基于送出線路風場側保護安裝處的電壓、電流高頻分量，獲取送出線路風場側的 1 模高頻等效電阻值；基于送出線路系統側保護安裝處的電壓、電流高頻分量，獲取送出線路系統側的 1 模高頻等效電阻值；基于風場側、系統側的 1 模高頻等效電阻值進行故障判別，當故障判別結果為送出線路發生區內故障時，保護跳閘。該方法屬

277、于風場送出線路故障檢測及保護技術領域，有效解決了現有保護技術難以識別直驅風電送出線路故障的問題。3.23.2 專利技術生命周期分析專利技術生命周期分析基于專利文獻對技術領域的分析工作中，發現當前技術領域的技術主題和各技術主題所處的生命周期階段是一個重要研究內容。判斷技術領域中的技術在生命周期中的階段可以使企業和政府相關部門了解技術領域的現狀和趨勢，制定發展戰略在技術競爭中取得主動地位。技術生命周期分析是專利定量分析中最常用的方法之一。通過分析專利技術所處的發展階段，可以了解相關技術領域的現狀、推測未來技165術發展方向。技術生命周期主要經過萌芽期、成長期、成熟期和衰退期四個發展階段。沿用技術生

278、命周期的理論，專利技術作為技術的載體，也具有相同階段的周期性變化特征：萌芽期時，專利數量較少，大多是原理性的基礎專利，參與技術研發的企業數量較少、技術方向上也有較大的不確定性，研發成果主要以發明專利的形式予以保護，出現基礎專利的可能性較大；成長期時，新技術繼續往縱向和橫向轉移、延伸，其應用逐漸擴展、逐漸遍及相關領域，技術的吸引力顯現，從而導致更多的企業相繼開始投入研發，表現為大量的相關專利申請和專利申請人的激增；成熟期時，研發技術趨于成熟，由于市場有限，進入的企業開始趨緩，此時，各種改進型發明專利、實用新型專利大量涌現，但專利增長速度降低，且發明專利的比例減小，同時，由于技術的成熟，專利申請人

279、數量基本維持不變;衰退期時,專利技術日漸陳舊，企業因收益遞減而紛紛退出市場，也導致相關的發明專利、新型專利會明顯減少，每年申請的專利數和企業數都呈負增長，而外觀設計專利、商標申請會相對增多。整個行業將期待新的、替代性技術的出現。本報告利用 2002-2022 年與風電產業技術相關的專利申請數量和相應的專利申請人數量的變化情況繪制而成的，以年度申請量為橫坐標，年度申請人數量為縱坐標，繪制出曲線對技術發展的各個階段進行分析，預測技術的發展速度及前景。166圖圖 3 3-11-11 專利技術生命周期圖專利技術生命周期圖我國風電產業專利生命周期圖參見圖3-10，該數據基于2002-2022年每年的專利

280、申請量和申請人數量。從圖中可以看出，風電技術專利申請量和申請人數量總體上呈現穩步增長的趨勢。萌芽期的時間區間為 2000-2008 年；第一成長期的時間區間為 2009-2012 年；第二成長期的時間區間為 2013-2020 年，申請量和申請人數量同步急劇增多，該領域的技術仍在持續創新。2021年，風電產業專利申請人數量與2020年相比有所降低，風電產業正處于由成長期向技術成熟期過渡階段。由于近兩年申請的專利尚未全部公開，2022 年專利申請數量和申請人數量有所降低（2022 年部分專利申請尚未公開）。1673.33.3 企業產業地位與專利實力分析企業產業地位與專利實力分析3.3.13.3.

281、1 風電行業重點企業介紹風電行業重點企業介紹（1 1）VestasVestas（維斯塔斯）（維斯塔斯）Vestas 是集風力發電機設計、制造、銷售、安裝及服務為一體的全球風電龍頭企業。公司成立于 1945 年，Vestas Wind Systems A/S于 1986 年分拆，并于 2004 年和丹麥風力發電機制造商 NEG 合并，市場份額擴大至 32%。公司總部位于丹麥，業務包括陸上風機銷售和服務兩個板塊，海上業務與三菱合營。業務區域覆蓋美洲、歐洲、中東、非洲和亞太地區。公司于 1979 年開始業務轉型生產風力發電機。2003 年公司與丹麥風力發電機制造商 NEG Micon 合并創立世界最

282、大的風力發電機制造商Vestas Wind Systems A/S。公司于 2005 年設立風電競爭性目標，2006年天津開業第一家中國生產工廠，并于 2008 年 12 月 1 日宣布將其在美國俄勒岡州波特蘭的北美總部擴大。2009 年，維斯塔斯開始推動新型風機進入市場，通過多項收購與聯合創立風機企業，逐步成為全球風機行業領導者。公司經營狀況：2020 年，維斯塔斯實現營業收入 148.19 億歐元，其中 86%來自電站解決方案業務（主要是陸上風機銷售、EPC 等）。2020年，Vestas 有 13 個生產基地，其中 6 個組裝廠、5 個葉片廠、1 個控制廠、1 個風塔廠，維斯塔斯的服務業

283、務主要包括 AOM2000-5000，過去幾年中，服務品種越來越向高等級集中，AOM4000 以上的服務范圍占168全部服務裝機比例超過 90%。維斯塔斯在全球安裝了超過 62,000 臺風機，在這方面擁有非常豐富的經驗。2020 年，維斯塔斯實現營業收入 148.19 億歐元，其中 86%來自電站解決方案業務（主要是陸上風機銷售、EPC 等）。2020 年，Vestas有 13 個生產基地，其中 6 個組裝廠、5 個葉片廠、1 個控制廠、1 個風塔廠，維斯塔斯的服務業務主要包括 AOM2000-5000，過去幾年中，服務品種越來越向高等級集中，AOM4000 以上的服務范圍占全部服務裝機比例

284、超過 90%50。圖圖 3-123-12 維斯塔斯風電機組產品維斯塔斯風電機組產品（2 2）國家電力投資集團有限公司）國家電力投資集團有限公司公司概況：中央直接管理的特大型國有重要骨干企業，成立于 2015年 7 月，由原中國電力投資集團公司與國家核電技術有限公司重組組建。國家電投是我國五大發電集團之一，是全球最大的光伏發電企業，2020 年在世界 500 強企業中位列 316 位，業務范圍覆蓋 46 個國家和地50資料來源：維斯塔斯公開資料整理169區。國家電投現有員工總數 13 萬人，擁有 62 家二級單位，其中 5 家 A股上市公司、1 家香港紅籌股公司和 2 家新三板掛牌交易公司。公司

285、主營業務：國家電投是中國五大發電集團之一。是一個以電為核心、一體化發展的綜合性能源集團公司。國家電投是中央直接管理的特大型國有重要骨干企業，肩負保障國家能源安全的重大責任，業務涵蓋電力、熱力、煤炭、鋁業、物流、金融、環保、光伏、電站服務等領域，擁有核電、火電、水電、風電、光伏發電等全部發電類型。新能源發電經營現狀：2020 年，國家電投在經營業績、“綠”電發展、創新引領、全面深化改革等多個領域業績亮眼，清潔低碳轉型持續提速的同時，發展活力動力持續增強。2020 年國家電投新增電力裝機 2755 萬千瓦，其中火電 516 萬千瓦，風電、光伏 2186 萬千瓦，新增新能源占比近 80%。其中風光發

286、電的裝機量占比由 2019 年的25.56%提升至 2020 年的 34.37%，風電累計裝機總規模已突破 30GW。（3 3）新疆金風科技股份有限公司）新疆金風科技股份有限公司前身是成立于 1998 年的“新疆新風科工貿有限責任公司”，于 2001年改制為股份有限公司，后分別于 2007 年和 2010 年在深交所和港交所上市。目前公司已成為全球領先的 風電整體解決方案提供商，擁有風機制造、風電服務、風電場投資與開發三大主要業務以及水務等其他業務，風機出貨裝機規模位列國內第一、全球第二。公司發展歷程：金風科技 2003 年起開始引進消化德國 Vensys 能源有限公司直驅永磁技術，專注于直驅

287、永磁風機的研發制造，2008 年170收購 Vensys 公司 70%股權，成為具有自主知識產權和獨立設計能力的風機企業。公司全產業鏈布局：公司布局全產業鏈業務，從產業鏈的設備到風電場開發運營，除風電機組銷售外，公司積極開拓風電場開發、風電服務業務等盈利模式，通過多年的發展已成為盈利的重要補充。在節能環保領域，金風科技快速積累水務環保資產，培育智慧水務整體解決方案。金風科技憑借在研發、制造風機及建設風電場方面的豐富經驗，繼續進行產業鏈深耕，為滿足客戶在風電行業價值鏈多個環節的需要，開發出包括風電服務及風電場開發的整體解決方案，實現盈利渠道多元化發展。從風電技術、風機產品及多年的風電開發、建設、

288、運行維護的經驗優勢，金風科技已成為國內乃至世界風電領域的優秀風電整體解決方案提供商。圖圖 3-133-13 金風科技產業鏈布局金風科技產業鏈布局51513.3.23.3.2 重點專利申請人分析重點專利申請人分析專利申請量的排名情況可以在一定程度上反映企業的技術創新能力，也和企業專利布局和重視程度等因素密切相關，排名前 10 的企業51資料來源：公司公告171中有中國企業 6 家、美國企業 1 家、丹麥企業 1 家、德國企業 1 家。國外企業包括通用電氣、維斯塔斯和西門子等老牌風電巨頭，這些國外企業已開始進行風電產業的全球專利布局，對中國市場具有較高的關注度。國內企業需要在現有技術研發的基礎上，

289、重視核心技術的創新突破，積極謀劃全球專利布局，爭取在全球產業發展中占據前沿位置。圖圖 3-143-14 風電風電中國專利主要申請人中國專利主要申請人 top10top10圖 3-14 中給出了風電產業 CN 專利重點專利權人的申請量進行了排名。從圖中可以看出，CN 風電產業領域專利申請量排名前 10 位的申請人分別為國家電網、金風科技、通用電氣、明陽智慧能源、華北電力大學、華能集團、國電聯合動力技術有限公司、維斯塔斯、西門子、172運達風電，這與市場占有率情況吻合（注：中國風電為 CN 申請專利整體布局，包括海外申請來源國在中國的專利申請。）CN 專利 Top10 專利申請人以企業申請人為主，

290、共有 9 家企業和 1所高校。其中，國家電網以 4260 件專利申請排名第一，金風科技以 3618件專利排名第二，這兩家企業的專利申請量遠高于其他申請人。通用電氣、明陽智慧能源和華能集團以 1446 件專利、1433 件專利和 1013件專利分別位于專利申請人第三、四、六位，其余企業申請人的專利申請量均未超過 1000 件。華北電力大學是中國風電領域專利主要申請人前十名中唯一一所高校，以 1041 件專利排名第五。圖圖 3 3-15-15 中國風電產業技術主要申請人競爭力氣泡圖中國風電產業技術主要申請人競爭力氣泡圖通過專利權人的競爭力分析可以展示其所處技術領域內的競爭地位，本節對風電產業技術的

291、各申請人的競爭力也進行了分析，如 3-15所示。在專利申請人氣泡圖中，不同顏色的氣泡代表不同的專利申請173人，氣泡大小代表申請人的專利申請數量。一般氣泡越大，說明該申請人在所研究領域的專利申請量越多。氣泡圖的橫軸代表申請人的技術性，該指標綜合了申請人的專利申請量、專利分類廣度、專利引用情況，因此氣泡越靠橫軸右邊，說明該申請人的技術實力越強。氣泡圖的縱軸代表了申請人的市場活躍性，該指標綜合了申請人的收入、公司所在地及公司訴訟情況，因此氣泡越靠上，說明該專利申請人的經濟實力越強。如圖 3-15 所示，技術實力最強的是國家電網、通用電氣、西門子公司，這 3 家公司組成了第一象限中技術實力、經濟實力

292、最強的第一梯隊。三家申請人中，中國的國家電網企業創新活躍度、經濟綜合實力在 CN 專利申請中優勢十分明顯。而國電聯合動力技術有限公司、華北電力大學、中國中車集團、北京金風科創風電設備有限公司的技術實力也較高，組成了技術實力第二梯隊，在風電產業技術的技術實力上緊隨第一梯隊其后。第三象限代表的是技術實力與經濟實力較弱的申請人，在該領域榜單中屬于追隨者，其中有明陽智慧能源集團股份公司、中國華能集團清潔能源技術研究院有限公司、重慶大學、天津大學、浙江運達風電股份有限公司和南方電網。這幾個專利申請人雖在風電產業前 20 榜單排名靠后，但技術實力也不容小覷。1743.43.4 專利布局與產業轉移趨勢分析專

293、利布局與產業轉移趨勢分析3.4.13.4.1 專利布局分析專利布局分析（1 1）風電場選址專利布局分析）風電場選址專利布局分析報告首先對細分技術領域中的風電場選址的專利申請作了 IPC 分類號統計，統計結果如圖表 3-16 所示?？梢钥闯?，排名前三的依次為G06Q50/00（特別適用于特定商業行業的系統或方法；2432 件）、G06Q10/00（行政；管理；2429 件）和 H02J3/00（交流干線或交流配電網絡的電路裝置；1952 件）；對于風電產業的風電場選址而言，與風電場的評估預測系統尤其重要，因此這三個分類號的專利量位居前列；統計前三的分類號占比高達 55.01%，這說明風電場選址的

294、技術集中程度高，該技術的產業結構以評估、測算系統為主。圖圖 3 3-16-16 風電場選址的技術構成圖風電場選址的技術構成圖175以下列表 3-5 提供了風電場選址技術領域的主要 IPC 分類號以及分類號對應的專利數量（申請號合并后）：表表 3 3-5 5 風電場選址的風電場選址的 IPCIPC 分類號示意表分類號示意表序號序號分類號分類號專利數量專利數量分類號示意分類號示意1G06Q50/002432特別適用于特定商業行業的系統或方法，例如公用事業或旅游（醫療信息學入 G16H）2G06Q10/002429行政；管理3H02J3/001952交流干線或交流配電網絡的電路裝置4G06F30/0

295、0913計算機輔助設計（CAD）5G06N3/00901基于生物學模型的計算機系統6G06F17/00722特別適用于特定功能的數字計算設備或數據處理設備或數據處理方法（信息檢索，數據庫結構或文件系統結構，G06F16/00）7G06K9/00496用于閱讀或識別印刷或書寫字符或者用于識別圖形，例如，指紋的方法或裝置（用于圖表閱讀或者將諸如力或現狀態的機械參量的圖形轉換為電信號的方法或裝置入 G06K11/00；語音識別入 G10L15/00）8F03D7/00428風力發動機的控制（電能的供給或分配入H02J，例如網絡中調整、消除或補償無功功率的裝置入 H02J3/18；發電機的控制入 H0

296、2P，例如用于取得所需輸出值的發電機的控制裝置入 H02P9/00）9G06F113/00426有關申請領域的詳細信息。10G06F119/00360與分析或優化的類型或目的有關的細節176（2 2）發電機結構部件專利布局分析）發電機結構部件專利布局分析對發電機結構部件的專利申請作 IPC 分類號統計，統計結果如圖3-17 和表 3-6 所示。圖圖 3 3-17-17 發電機結構部件的技術構成圖發電機結構部件的技術構成圖可以看出，排名前三的依次為 F03D9/00（特殊用途的風力發動機；風力發動機與受它驅動的裝置的組合；10774 件，占比 14%）、F03D7/00（風力發動機的控制；960

297、0 件，占比 13%）和 F03D80/00（不包含在組F03D1/00-F03D17/00 中的零件、組件或附件；8343 件，占比 11%）。統計前三的分類號占比為 32%，說明發電機結構部件技術的產業結構以發動機整機和發動機控制系統為主。以下列表 3-6 提供了發電機結構部件技術領域的主要 IPC 分類號以及分類號對應的專利數量（申請號合并后）：177表表 3 3-6 6 發電機結構部件的發電機結構部件的 IPCIPC 分類號示意表分類號示意表序號序號分類號分類號專利數量專利數量分類號示意分類號示意1F03D9/0010774特殊用途的風力發動機；風力發動機與受它驅動的裝置的組合2F03

298、D7/009600風力發動機的控制（電能的供給或分配入H02J，例如網絡中調整、消除或補償無功功率的裝置入 H02J3/18；發電機的控制入H02P，例如用于取得所需輸出值的發電機的控制裝置入 H02P9/00）3F03D80/008343不包含在組 F03D1/00-F03D17/00 中的零件、組件或附件4H02J3/006606交流干線或交流配電網絡的電路裝置2006.015F03D1/006332具有基本上與進入發動機的氣流平行的旋轉 軸 線 的 風 力 發 動 機(其 控 制 入F03D7/02)2006.016F03D13/005639風力發動機的裝配、安裝或試運行，適用于運輸風力

299、發動機部件的配置2016.017F03D3/005490具有基本上與進入發動機的氣流垂直的旋轉軸線的風力發動機（其控制入 F03D7/06）2006.018F03D11/005119轉入 F03D13/00-F03D13/10，F03D13/30-F03D13/40，F03D17/00，F03D80/00-F03D80/809F03D17/003141風力發動機的監控或測試，例如診斷（試車過程中的測試入 F03D 13/30）2016.0110F03D15/002427機械動力的傳送2016.01178（3 3）運輸與安裝專利布局分析）運輸與安裝專利布局分析對運輸與安裝相關專利申請作IPC分類

300、號統計，統計結果如圖3-18和表 3-7 所示。圖圖 3 3-18-18 運輸與安裝的技術構成圖運輸與安裝的技術構成圖可以看出，排名前三的依次為 F03D9/00（特殊用途的風力發動機；3006 件）、F03D80/00（不包含在組 F03D1/00 的零件、組件或附件；2513 件，占比 13%）和 F03D13/00（風力發動機的裝配、安裝或試運行，適用于運輸風力發動機部件的配置；2320 件）；對于運輸與安裝來說，運輸的安全性和裝配最為關鍵，與運輸的安全性和裝配有關的專利布局較多，統計前三的分類號占比達 51.4%。179以下列表 3-7 為運輸與安裝的技術領域的主要 IPC 分類號以及

301、分類號對應的專利數量（申請號合并后）。表表 3-73-7 運輸與安裝的運輸與安裝的 IPCIPC 分類號示意表分類號示意表序號序號分類號分類號專利數量專利數量分類號示意分類號示意1F03D9/003006特殊用途的風力發動機；風力發動機與受它驅動的裝置的組合(與由風提供動力的車輛推進單元相結合的裝置入 B60K16/00；以與風力發動機相結合為特征的泵入 F04B17/02)；安裝于特定場所的風力發動機（產生電能的混合風力光伏能源系統入 H02S10/12）2016.012F03D80/002513不包含在組 F03D1/00 的零件、組件或附件3F03D13/002320風力發動機的裝配、安

302、裝或試運行，適用于運輸風力發動機部件的配置2016.014F03D7/002046風力發動機的控制（電能的供給或分配入H02J，例如網絡中調整、消除或補償無功功率的裝置入 H02J3/18；發電機的控制入 H02P，例如用于取得所需輸出值的發電機的控制裝置入 H02P9/00）2006.015F03D1/001961具有基本上與進入發動機的氣流平行的旋轉軸 線 的 風 力 發 動 機(其 控 制 入F03D7/02)2006.016F03D3/001854具有基本上與進入發動機的氣流垂直的旋轉軸線的風力發動機（其控制入 F03D 7/06）2006.01)7F03D11/001411轉入 F0

303、3D13/00-F03D13/10，F03D13/30-F03D13/40，F03D17/00，F03D80/00-F03D80/808F03D17638風力發動機的監控或測試，例如診斷（試車過180程中的測試入 F03D13/30）2016.019B63B35/00223適合于專門用途的船舶或類似的浮動結構（以裝載布置為特征的船舶入 B63B25/00；布雷艇或掃雷艇、潛艇、航空母艦或以其攻擊或防御裝備為特征的其他艦艇入 B63G）2020.0110B66C1/00144用來傳遞提升力到物件上的，附在起重機提升、降下或牽引機構上或用于與這些機構連接的載荷吊掛元件或裝置（緊固到鋼繩或鋼纜上的入

304、 F16G11/00）2006.01（4 4）維護與故障處理專利布局分析）維護與故障處理專利布局分析對維護與故障處理的專利申請作 IPC 分類號統計，統計結果如圖3-19 和表 3-8 所示。圖圖 3 3-19-19 維護與故障處理的技術構成圖維護與故障處理的技術構成圖181可以看出，排名前三的依次為 H02J3/00（交流干線或交流配電網絡的電路裝置；1967 件）、F03D7/00（風力發動機的控制，1651 件）和 F03D17/00（風力發動機的監控或測試，例如診斷，840 件）；840件）；對于維護與故障處理來說，對風電機組的監控和測試較為重要，因此與風電機組的探測、監控、測試有關的

305、專利布局較多，統計前三的分類號占比高達 60.1%。以下列表 3-8 為維護與故障處理技術領域的主要 IPC 分類號以及分類號對應的專利數量（申請號合并后）：表表 3 3-8 8 維護與故障處理的維護與故障處理的 IPCIPC 分類號示意表分類號示意表序號序號分類號分類號專利數量專利數量分類號示意分類號示意1H02J3/001967交流干線或交流配電網絡的電路裝置2006.012F03D7/001651風力發動機的控制（電能的供給或分配入 H02J，例如網絡中調整、消除或補償無功功率的裝置入 H02J3/18；發電機的控制入 H02P，例如用于取得所需輸出值的發電機的控制裝置入 H02P9/0

306、0）2006.013F03D17/00840風力發動機的監控或測試，例如診斷（試車過程中的測試入 F03D13/30）2016.014F03D80/00526(不包含在組 F03D1/00-F03D17/00 中的零件、組件或附件2016.01)5G01R31/00395電性能的測試裝置；電故障的探測裝置；以所進行的測試在其他位置未提供為特征的電測試裝置；在制造過程中測試或182測量半導體或固體器件入 H01L21/66；線路傳輸系統的測試入 H04B3/46）6H02P9/00314用于取得所需輸出值的發電機的控制裝置2006.017G01M13/00208機械部件的測試2019.018G0

307、6K9/00216用于閱讀或識別印刷或書寫字符或者用于識別圖形，例如，指紋的方法或裝置（用于圖表閱讀或者將諸如力或現狀態的機械參量的圖形轉換為電信號的方法或裝置入 G06K11/00；語音識別入G10L15/00）2006.019G06Q50/00187特別適用于特定商業行業的系統或方法，例如公用事業或旅游（醫療信息學入 G16H）2012.0110F03D1/00174(具有基本上與進入發動機的氣流平行的旋轉軸線的風力發動機(其控制入F03D 7/02)2006.01)3.4.23.4.2 專利階段申請量與產業轉移對比專利階段申請量與產業轉移對比統計各技術分支下各個時間段的專利申請量，專利階

308、段申請量的改變反映了產業轉移的趨勢，圖中時間分段依據為中國/CN 專利申請變化趨勢得出的四個時間段，即 2010 年及之前、2011 年-2015 年、2016年-2022 年，圖 3-20 為風電領域四大技術分支中國專利階段申請量變化趨勢。183圖圖 3 3-20-20 風力發電四大技術分支專利階段申請量風力發電四大技術分支專利階段申請量從整體來看，發電機結構部件這一技術分支的專利申請量最多，在各個階段均位居第一。位列第二的是運輸與安裝，位列第三的是風電場選址，維護與故障處理位列第四，且隨著時間越往后推移，四者的專利申請量差別越大。因此可知，風電產業的專利申請一直以來均以發電機結構部件方向為

309、主，發電機結構部件是風電產業的核心技術領域，其次是風電葉片、機組的運輸與安裝、風電場的選址方法、系統和設備。184重點對發電機結構部件這一技術分支進行分析，不同階段的中國專利申請情況如圖 3-21 所示。圖圖 3 3-21-21 發電機結構部件專利階段申請量發電機結構部件專利階段申請量從圖 3-21 中可以看出，2010 年及以前，作為發電機結構部件核心的風能獲取系統的專利申請量處于領先地位，近年來，隨著風電產業的大力發展，風電裝機量大幅增長，電力傳輸系統和支撐系統得到較多關注，專利申請量也對應得到快速增長，且兩者專利申請量相差不大。因此，針對風力發電機結構部件這一技術領域，風能獲取系統相關專

310、利申請的數量最多、其次是電力傳輸系統、支撐系統、風電轉換系統和發電機整體結構。1853.53.5 產業結構調整方向分析產業結構調整方向分析本節從各主要省市、龍頭企業兩個方向，對風電產業在風電場選址、發電機結構部件、運輸與安裝、維護與故障處理這 4 個二級技術分支下的專利概況進行統計分析，并針對風電場選址的 5 個三級技術分支（發電機整體結構、風能獲取系統、風電轉換系統、電力傳輸系統、支撐系統）進行統計分析。3.5.13.5.1 各主要省市產業環節轉型布局變化各主要省市產業環節轉型布局變化通過研究風電產業各主要省市專利布局的數量，可以反映主要省市產業結構情況。對沿海省市和較發達省市（發電機整體結

311、構、風能獲取系統、風電轉換系統、電力傳輸系統、支撐系統）進行專利布局信息統計，如表 3-9 所示，其中由于一件專利統計時會被計入不同分支，因此風電產業專利申請總量小于各技術分支申請量之和。專利申請量與經濟、科技發展水平、裝備制造業基礎密切相關，風電產業技術領域專利申請量排名前三位的分別為江蘇?。?4757 件）、北京市（11721 件）和廣東（8370 件）。江蘇、浙江、廣東等裝備制造業基礎較好的沿海省份，相比中西部地區領先地位明顯，北京市作為首都占據天然優勢，云集了大量的企業總部、高等院校和研究機構，專利申請量居于前列。在省市內部對四個二級分支進行產業結構排位，可以發現，各省市的產業結構均是

312、發電機結構部件排位第一，運輸與安裝排位第二，風電場選址和維護與故障處理排名最后兩位，且發電機結構部件遙遙186領先。對每個二級分支進行省市排位，可以發現，在風電場選址領域排位前三的分別為北京市、江蘇省和廣東省，發電機結構部件專利申請排位前三的分別為江蘇省、北京市和廣東省，針對運輸與安裝排位前三的分別為江蘇省、北京市和廣東省，針對維護與故障處理排位前三的分別為北京市、江蘇省和廣東省?？傊?，就風電產業及其各產業環節來說，排位靠前的省市為北京市、江蘇省、廣東省、浙江省、山東省，且北京和江蘇領先地位明顯，這些省市由于地理優勢和經濟優勢明顯，風電產業發展前景可觀，就各省市而言，發電機結構部件處于絕對優勢

313、地位，市場競爭激烈，其次是運輸與安裝、風電場選址、維護與故障處理。187表表 3 3-9 9 風電產業各產業環節主要省市專利布局表風電產業各產業環節主要省市專利布局表通過統計各省市在四個二級分支的高價值度專利和獲獎專利情況，可以發現申請排名靠前的省市（例如北京市、江蘇省、廣東?。┑母邇r值度專利占比維持在 28%以上，北京的高價值度專利占比高達 43%，獲獎專利數量也最多，說明北京市申請的專利不僅數量多，專利質量也很高。高價值專利的數量是判斷省市創新研發活力的重要指標，與其他省市相比來看，浙江省高價值專利占比 30%，上海市高價值專利占比 33%，遼寧省 25%，天津市 24%，湖南省18838

314、%，河南省 24%，而山東省高價值度專利占比為 26%，在 Top10 省市排名中未顯示優勢，另外山東省在風電產業領域優勢獲獎專利數量少，落后于北京、江蘇等地區。表表 3 3-1010 發電機結構部件各產業環節主要省市專利布局表發電機結構部件各產業環節主要省市專利布局表通過研究發電機結構部件分解技術分支各環節（發電機整體結構、風能獲取系統、風電轉換系統、電力傳輸系統、支撐系統）在各主要省市專利布局的數量，可以反映主要省市的發電機結構部件產業結構情況。如表 3-10 所189示，針對發電機整體結構排名前三位的依次是北京市、江蘇省和廣東??；針對風能獲取系統排名前三位的依次是江蘇省、北京市和廣東省，

315、是各省市專利布局的熱點；針對風電轉換系統排名前三位的依次是北京、江蘇和浙江；針對電力傳輸系統排名前三位的依次是北京、江蘇和廣東；針對支撐系統排名前三位的依次是江蘇、北京和廣東。在省市內部對五個環節進行產業結構排位，可以發現，各省市的產業結構基本是風能獲取系統排位第一，電力傳輸系統排位第二，支撐系統排位第三，且風能獲取系統遙遙領先?？傊?，就發電機結構部件各環節來說，排位靠前的省市為江蘇省、北京市、廣東省和浙江省，且江蘇和北京遙遙領先，這四個省市由于地理優勢和經濟優勢明顯，發電機結構部件產業發展前景可觀，就各省市而言，風能獲取系統、電力傳輸系統、支撐系統、風電轉換系統和發電機整體結構這五個產業環節

316、基本依次排位，且風能獲取系統能力處于絕對優勢，市場競爭較為激烈。1903.5.23.5.2 龍頭企業產業結構調整方向龍頭企業產業結構調整方向企業是產業轉型升級的主體，龍頭企業的技術發展方向往往引領著一個行業的發展，因此對龍頭企業技術發展方向的研究，對我們了解產業未來的發展方向具有重要的指導作用。本節選取了國外 2 家龍頭企業（西門子公司、通用電氣公司），以及國內重點龍頭企業之一的金風科技進行分析。這 3 家公司的專利申請量均較多，具有較強的技術實力，屬于風電產業的龍頭企業。因此，對這三家企業專利申請進行分析，分別形成表 3-11、3-12 和 3-13。通過研究四個二級分支在三個時間段（201

317、0 年及之前、2011 年-2015年、2016 年-2022 年）的專利產出變化，從而了解企業的產業發展方向。表表 3 3-11-11 西門子公司專利布局趨勢分布西門子公司專利布局趨勢分布西門子西門子20102010 年及以前年及以前2011-20152011-2015 年年2016-20222016-2022 年年申請量申請量占比占比申請量申請量占比占比申請量申請量占比占比風電場選址風電場選址63%61%122%發電機結構部件發電機結構部件15980%39984%42985%運輸與安裝運輸與安裝2211%378%347%維護與故障處理維護與故障處理126%317%296%如表 3-11 所

318、示，可以看出，西門子公司一直以來對發電機結構部件領域技術研發投入最多；2010 年及之前，發電機結構部件專利布局數量占比 80%，在運輸與安裝領域也有專利布局，維護與故障處191理、風電場選址領域專利布局較少。2011 年-2015 年期間是西門子在中國布局的高峰期，增加了發電機結構部件和維護與故障處理領域的技術研發，專利產出明顯增多，2016-2022 年期間，西門子在中國的布局量保持穩定小幅增長，布局重點仍然是布局發電機結構部件領域，專利申請量 429 件，占比達到 85%。表表 3 3-12-12 通用電氣專利布局趨勢分布通用電氣專利布局趨勢分布通用電氣通用電氣20102010 年及以前

319、年及以前2011-20152011-2015 年年2016-20222016-2022 年年申請量申請量占比占比申請量申請量占比占比申請量申請量占比占比風電場選址風電場選址123%112%103%發電機結構部件發電機結構部件36085%36980%27690%運輸與安裝運輸與安裝287%4510%72%維護與故障處理維護與故障處理235%358%145%通用電氣公司一直以來也是以發電機結構部件技術為主，該領域專利產出占比大于其他三個技術分支產出占比之和；2010 年及之前，布局重點為發電機結構部件，占比 85%，其他技術分支也都有涉及，其中運輸與安裝、維護與故障處理領域專利布局較多；2011

320、年-2015年，通用電氣公司在中國專利布局數量有所增長，增加了在運輸與安裝、維護與故障處理等技術分支的布局占比，發電機結構部件、風電場選址領域投入占比略有下降；2016 年-2021 年，整體在華布局數量明顯下降，布局重點仍是發電機結構部件領域，占比達 90%，減少了在運輸與安裝、維護與故障處理領域的布局。192表表 3 3-13-13 金風科技專利布局趨勢分布金風科技專利布局趨勢分布金風科技金風科技20102010 年及以前年及以前2011-20152011-2015 年年2016-20222016-2022 年年申請量申請量占比占比申請量申請量占比占比申請量申請量占比占比風電場選址風電場選

321、址13%224%1467%發電機結構部件發電機結構部件2478%33363%135265%運輸與安裝運輸與安裝516%11822%30715%維護與故障處理維護與故障處理13%5611%27313%金風科技在 2010 年之前僅有 30 余件專利布局，2011 年-2015 年之間專利布局數量大幅增加，開始大力發展發電機結構部件等技術領域，專利產出明顯；2016 年-2021 年，專利布局數量快速增長，達到峰值，加大了在風電場選址、發電機結構部件等各個技術領域的研發投入，但整體布局重點仍然是發電機結構部件領域，其次是運輸與安裝、維護與故障處理、風電場選址?？傮w來看，各龍頭企業均對發電機結構部件

322、領域保持較大研發投入，國外的龍頭企業在 2016 年后在華專利布局數量有所下降，國內的企業在國內的專利申請量明顯增多，布局方向以發電機結構部件為主，兼顧風電場選址和維護故障處理。3.63.6 技術研發熱點方向技術研發熱點方向3.6.13.6.1 核心技術演進與研發熱點方向分析核心技術演進與研發熱點方向分析目前，核心專利并沒有統一的定義。一般是指制造某個技術領域的某種產品必須使用的技術所對應的專利，而不能通過一些規避設計193手段繞開。本項目利用 Innography 平臺的專利強度功能結合設定高價值專利評價指標，將專利強度較高的專利篩選出來作為核心高價值專利進行重點分析。專利強度（Patent

323、 Strength）是專利價值判斷的綜合指標。專利強度受權利要求數量、引用與被引用次數、是否涉案、專利時間跨度、同族專利數量等因素影響，其強度的高低可以綜合地反映出該專利的文獻價值大小。通過分析專利強度，可以快速從大量專利中篩選出核心專利，幫助判斷該技術領域的研發重點。圖圖 3 3-22-22 風電產業中國專利核心專利申請趨勢圖風電產業中國專利核心專利申請趨勢圖如圖 3-22 所示，對中國風電領域專利進行專利強度分析，可以看到：2000-2005 年，我國風電產業核心專利數量較少，均在 100 件以下。2007 年開始，風電產業核心專利進入快速增長階段，并于 2018年達到高峰，為 1422

324、件。2019 年核心專利數量有所回落，為 1146194件。由于專利強度評價涉及專利維持年限、引用數量等指標，2020年后的高強度專利數量有所下降（注：部分新申請專利尚未授權）。圖圖 3 3-23-23 風電產業各產業環節中國專利核心專利分布圖風電產業各產業環節中國專利核心專利分布圖對四個二級分支技術（風電場選址、發電機結構部件、運輸與安裝和維護與故障處理）按照總體、近五年統計核心專利申請量，其中外圈代表總體各技術分支核心專利占比情況、內圈代表近五年各技術分支核心專利占比情況，以分析我國風電產業環節演進熱點方向。如圖 3-23 所示，從總體來看，發電機結構部件、風電場選址、維護與故障處理、運輸

325、與安裝的研發熱點依次降低，發電機結構部件占比達 66%，占據優勢地位；從近五年來看，發電機結構部件持續成為研發重點方向，但近五年其占比降低 6%；而風電場選址從總體的總體占比總體占比近五年占比近五年占比19515%占比提高到了 20%，運輸與安裝、維護與故障處理核心專利占比較低，變化不明顯。由此可知，風電產業核心技術演進熱點方向仍為發電機結構部件，且近年來風電場選址的研發熱度明顯提高，說明風電產業運營不斷提升。3.6.23.6.2 海上風電技術發展、研發布局與熱點方向分析海上風電技術發展、研發布局與熱點方向分析（1 1）中國海上風電發展歷程）中國海上風電發展歷程我國海上風電運維仍處于起步、探索

326、階段。我國海上風電運維成本較高，是同等裝機容量陸上風電場的 2 倍以上，占到海上風電場總體投資的近 20%。歐洲在海上風電運維方面已積累起豐富經驗，實現了從粗放型向精益化運維方式的轉變。中國海上風電產業在經歷了 2010 年前后特許權招標的示范項目之后，于 2014 年逐步完善了政策和審批體系，進入規?；l展的道路。其發展過程主要包括：2014 年：海上風電標桿上網電價；2016 年：海上風電開發建設管理辦法，簡化開發流程，明確用海標準與規定；2018 年：推進新審批海上風電項目的競爭性配置；2020 年：明確可享受國家補貼電價項目必須在 2021 年底實現全容量并網；2022 年：2022

327、年起國家補貼全面推出新并網海上風電項目。196圖圖 3-243-24 中國海上風電發展政策中國海上風電發展政策（2 2）海上風電領域技術分布及申請趨勢分析）海上風電領域技術分布及申請趨勢分析對全球海上風電領域發明專利在二級技術分支的分布情況和申請趨勢進行統計分析，如圖 3-25 和圖 3-26 所示。圖圖 3-253-25 全球海上風電領域專利技術分布情況全球海上風電領域專利技術分布情況197圖圖 3-263-26 海上風電領域四大技術分支專利申請趨勢海上風電領域四大技術分支專利申請趨勢全球海上風電領域發明專利申請主要集中于發電機結構部件這一技術分支，共有 7623 件發明專利，占比超過 80

328、%。其次是風電場選址，共有專利 828 件，占比 9%。全球海上風電領域發明專利申請主要集中于發電機結構部件這一技術分支，共有 7623 件發明專利，占比超過 80%。其次是風電場選址，共有專利 828 件，占比 9%，自2015 年起呈持續上升趨勢，成為專利申請量排名第二位的重要技術分支。維護與故障處理領域排名第三，占比 5.6%，2018 年-2021 年專利申請量有所上升。運輸與安裝領域排名第四位，共有 471 件專利，占比 5.0%。（3 3）海上風電領域專利五局流向分析海上風電領域專利五局流向分析對海上風電領域發明專利流向進行分析，了解海上風電領域在五198大局的技術發源情況和市場布

329、局情況，圖 3-27 為海上風電領域五局專利流向圖，表 3-14 為具體布局情況對比。圖圖 3-273-27 海上風電領域五局專利流向圖海上風電領域五局專利流向圖表表 3-143-14 海上風電領域五局專利流向情況海上風電領域五局專利流向情況最早優先權國最早優先權國受理局受理局專利數量專利數量CNEPO24US31KR8JP5EPOCN107US117KR26JP43199USCN89EPO134KR25JP42KRCN6EPO5US5JP3JPCN35EPO67US32KR33從中、美、歐、日、韓五大局的專利流向可以看出，中國雖然是海上風電領域專利申請量最高的國家，但專利布局主要集中在國內，

330、海外布局嚴重不足，輸出專利總量不足 100 件。美、歐重視利用多邊申請布局海外市場，向海外輸出、布局專利量最多，均有近 300 件專利。同時，美、歐也是五大局集中的目標市場國。日本的海外專利布局也相對均衡，并且布局到歐、中的專利數量較多，比較重視中國市場。（4 4）海上風電研發熱點分析）海上風電研發熱點分析海上風電精益化管理的核心在于通過對運維現狀的有效分析減少各種形式的浪費，確定標準化、有效的運維流程。相比之下，國內運維團隊的專業性仍需提升，在遠程故障診斷和預警能力建設方面有待加強。我國海上風電運維仍處于起步、探索階段。我國海上風電運維成本較高，是同等裝機容量陸上風電場的 2 倍以上，占到海

331、上風電場總體投資的近 20%。歐洲在海上風電運維方面已積累起豐富經驗，實現了從粗放型向精益化運維方式的轉變。200目前，全球的海上風電研發熱點包括風場全生命周期管理、故障評估、漂浮式、智能控制等過程要點和評價方法等方向，同陸上風電一樣，發電機電壓穩定性、發電機故障穿越等技術成為研發熱點。圖圖 3-283-28 我國海上風電運維服務模式我國海上風電運維服務模式我國目前海上風電，其中永磁半直驅同步風電機組技術路線與目前發展情況更為契合。目前我國整機廠商的軸承、高速齒輪箱等核心零部件仍然較大程度上依賴國外進口，永磁半直驅同步風電機組結合了雙饋和永磁直驅兩種技術路線的優勢，采用中低速齒輪箱傳動，對軸承

332、、齒輪箱的制造工藝要求相對較低，機組整體結構更為緊湊，有利于運輸和吊裝，更適合現階段我國海上風電的發展狀況。（5 5）海上風電領域專利技術分布情況分析）海上風電領域專利技術分布情況分析對海上風電領域中國發明專利技術分布情況進行統計分析，圖3-29 展示的是海上風電領域各技術方向的專利數量分布情況。通過201該分析可以了解該技術領域所覆蓋的技術類別以及各技術分支的創新熱度。圖圖 3-293-29 海上風電領域中國發明專利技術分布情況海上風電領域中國發明專利技術分布情況目前，中國海上風電領域發明專利技術主要分布在 F03D13、E02D27、H02J3、B63B35 和 F03D80 等細分領域。

333、排名第一位的研發熱點是 IPC 大組：F03D13（風力發動機的裝配、安裝或試運行，適用于運輸風力發動機部件的配置），專利數量為 711 件，占比近 20%，其中 F03D13/25（適用于近海設施）小組專利數量最多（553 件），在 F03D13 大組中中國華能集團清潔能源技術研究院有限公司、大連202理工大學、天津大學布局較多。其次是 E02D27（作為下部結構的基礎），共有專利 591 件，主要申請人為天津大學、中國華能集團和中交集團。排名第三的技術領域集中在風電場接入、并網及控制技術的專利申請，為 H02J3（交流干線或交流配電網絡的電路裝置），共計568 件，占總數的 16%，國家電網、南方電網和中國華能集團在該領域專利布局較多。3.6.33.6.3 龍頭企業研發熱點方向龍頭企業研發熱點方向從專利申請數量排名來看，專利實力較強的企業往往就是全球產業制中的跨國巨頭企業，如西門子、通