海上变电站作为连接海上风电场与陆上电网的核心枢纽，承载着电能汇集、电压变换、配电传输等功能，是海上风电向更大规模、更远海域开发的重要支撑。因其具有可有效降低集电线路损耗的优点，近年来新开发的离岸远、总装机容量较大的海上风电场一般均设置海上变电站。国家《“十四五”现代能源体系规划》明确提出“重点建设广东、福建、浙江等海上风电基地”。2022年5月，《浙江省能源发展“十四五”规划》提出实施“风光倍增”工程，打造3个以上百万千瓦级海上风电基地。随着海上风电的迅速发展，大功率、远距离输电需求更加迫切，高质量建设安全稳定高效的海上变电站，已然成为未来海上风电发展的必然选择亟待解决的重要路径。浙江省科技信息研究院（智江南）课题组从专利视角分析了我省海上变电站技术的优势与短板，并提出了相关对策建议。具体内容如下：
我省海上变电站技术发展存在的问题 （一）部分关键领域专利少，多个细分领域存空白 一是我省在风力发动机等领域专利申请数较少。从主要IPC技术分布看，我省海上变电站专利主要集中在水利工程基础等领域，E02分类下专利数占比达到60%，而F03风力发动机领域专利数占比只有12%；特别是在F03D9（海上风力发动机）、F03D13（风力发动机的装配或试运行）、F03D11（风力发动机零部件）等领域专利申请数分别为9、4、2件，专利数量少，落后于大部分沿海省市；在H02J3（交流配电网络的电路装置）领域专利仅35件，不到北京（82件）的一半，同时也低于广东和江苏等省份。 二是多个IPC小类领域专利技术存在空白。从排名前60的IPC小类领域看，我省的307件专利涉及48个IPC小类领域，在12个IPC小类领域存在空白。我省在F03D7/02（与进入发动机的气流平行的旋转轴线的风力发动机）等5个IPC小类领域的专利申请量均为1件，在H02J3/46（发电机、变换器或变压器之间输出分配的控制）等5个IPC小类领域的专利申请量均为2件。此外，作为未来发展主流的海上换流站核心技术，如大容量换流器、控制系统等，大多掌握在ABB、西门子和通用电气等国外企业手中。 （二）高质量核心专利少，有竞争力的企业较缺乏 一是PCT专利数量较少，专利核心性还有待提升。虽然我省相关领域专利数量位居前三，但专利质量较低，尤其是具有原创性、无可替代性、显著技术特征和效果、能为企业带来丰厚经济效益的核心专利很少。PCT专利往往是一个机构最具技术含量的核心专利，但我省在海上变电站领域的PCT专利仅有2件。此外，被引频次在一定程度上反映了专利在某领域研发中的基础性、引导性作用。我省专利平均被引次数为1.2，处于全国中游水平，低于上海（1.9）、江苏（1.4）、福建（1.4）、北京（1.3）等东部省市，处于劣势。 二是来自企业的高质量专利少，大部分企业缺少专利。从专利申请人看，我省PCT专利的第一申请人均为浙江大学，缺少具有核心竞争力的龙头企业。我省307件专利主要来自中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司（143件，简称“华东勘测院”）、浙江大学（33件）、浙江海洋大学（21件）、华能(浙江)能源开发有限公司清洁能源分公司（16件），其他单位专利申请均不足5件，大部分企业专利数为1-2件。 （三）高产发明人及团队较缺乏，人才引育力度待提升 一是我省缺乏高产专利发明人及研究团队。专利发明人是对发明创造的实质性特点做出创造性贡献的人。当前，全球海上变电站技术TOP10发明人及其团队主要集中在中国、德国和瑞士，如中国国家电网（56件）、江苏龙源（37件）、华能集团（30件），德国西门子（27件）、瑞士ABB（16件）等。TOP10研发团队中，北京和德国各有3个，我省与江苏、福建、瑞士均为1个；我省主要发明人及其团队的专利数为22件，与北京（56件）、江苏（37件）、福建（30件）的研发团队差距较大。 二是在一些关键领域缺乏人才团队。我省重要发明人及研究团队主要侧重于数据中心、基础结构及施工等领域，如华东勘测院的俞华锋团队；而在海上输电系统、换流站、升压站等领域，优秀发明人及团队主要分布在江苏、北京，我省相对较少。如何从先进地区引进人才团队亟需关注。 （四）产学研合作力度还不够，海外技术合作待加强 一是产学研合作力度不足。产学研协同创新是一种重要创新体系模式，通过企业、高校、科研院所三者之间利用各自资源与优势进行互补性协作，提高专利成果的转化率，加快促进技术创新和产业发展。我省海上变电站技术校企联合申请的专利仅为18件，占全省专利申请数量的5.8%。相比之下，北京校企联合申请专利数27件，占比7.2%。从合作高校看，我省专利合作主要集中在浙江大学（10件），占产学研合作专利的一半以上，其次是大连理工大学和浙江科技学院（均为2件）；我省与省外高校院所合作较少，尤其缺少与清华大学、天津大学等核心技术专利较多的高校合作。 二是海外技术合作特别是与“一带一路”国家合作有待加强。我国海上变电站领域共有PCT专利26项，目前这些专利在“一带一路”国家没有布局，仅少量布局在美日欧等国，其中美国和德国各3项，欧洲专利局2项，瑞士、日本、卢森堡各1项；目前，我省在海外尚无专利布局。此外，2021年我省涉外专利侵权纠纷案件超2400件，其中多为被告并败诉。海外专利布局少、专利侵权风险高，很不利于我省乃至我国开拓海外市场。 加快发展我省海上变电站技术的对策建议 （一）加强关键领域技术攻关，引育人才补齐技术短板 一是强化关键核心技术攻关。由科技部门组织专家系统凝练技术发展需求，立足海上风电向大容量、深海域、离岸化发展趋势，制定技术发展路线图和攻关清单，谋划编制海上风电领域科技攻关项目榜单。二是加强空白领域技术研发。聚焦创新链技术短板和企业面临难题，在大容量变压器换流器、小型化电气系统、高压柔性直流输电等方面进行重点布局；聚焦海上风电的未来发展趋势，在漂浮式风电基础、海上换流站及其附属设备、漂浮式机组安装技术、先进仿真计算技术等方面进行专利申请的支持引导。三是引进培养重要领域薄弱环节人才团队。如清华大学曾嵘教授团队在大规模海上高压直流输电、模块化多电平换流等技术领域的研究国内领先，支持省内企业多方式引进此类优秀人才团队；进一步梳理我省海上变电站骨干企业、高校院所的人才和技术资源，重点培该技术前沿领域的领军型人才。 （二）加强关键环节企业培育，打造全链条风电产业集群 一是加大对重点企业的培育力度。围绕海上风机勘察设计、电气装备制造、海上电缆、安装运维等全产业链环节，筛选具备一定规模优势、创新实力和发展潜力的骨干企业加强培育，推动更多企业成为单项冠军、隐形冠军和专精特新“小巨人”；对标世界一流企业，支持华东勘测院、运达风电、东方电缆等一批海上变电站产业链龙头企业壮大做强，打造具有国际竞争力、产业引领力的创新型领军企业。二是推进产业联盟和产业园建设。成立我省海上风电产业联盟，覆盖海上变电站全产业链，形成产业内部专利保护联盟，集中力量解决我省海上变电站技术发展难题；杭州、宁波、温州等海上风电资源丰富的城市可在交通运输便捷、配套设施较完善的区域规划建设海上风电产业园，制定优惠政策集约化发展，打造投融资、技术研发、勘测设计、制造生产、应用推广于一体的产业集群。 （三）加强产学研协同创新，促进专利高质量创造与应用 一是积极推进企业与高校、科研院所的联合创新。鉴于国内高校院所在该领域专利数量多、质量优，支持我省企业加强与清华大学、天津大学、上海交通大学等优势高校院所合作，集聚各方优势资源提高专利质量与效益。二是建立企业主导的产学研深度融合技术创新体系。通过打造创新联合体、共建共享共用技术平台等模式，促进企业、高校和科研院所等产学研主体形成创新合力，推动创新链产业链资金链人才链深度融合。综合运用数字化手段，打造海上风电产业链应用场景，提高科技成果转化和产业化水平，实现专利转化和高效率运用。 （四）加强专利布局与服务保障，完善技术标准体系 一是加快海外市场专利布局。根据市场需要，提前针对越南、菲律宾、墨西哥、巴西等潜在发展对象和地区进行布局，从而更好保护自身技术和产品。建议与发达国家“错峰布局”，在较少专利进入国家的“真空地带”有重点、分阶段进行布局，摆脱发达国家设置的专利壁垒，减少技术封锁带来的冲击。二是健全知识产权服务保障体系。实施重点产业知识产权优势培育计划，抓好海上风电等产业的知识产权优势培育工作，加快推进知识产权快速审查、快速确权绿色通道建设。三是建立完善的技术标准体系。从自身优势出发，积极参与海上风电场规范的制定，结合海域的环境条件和可靠性指标，形成设计、建造、安装、运维的全生命周期技术规范，构建与国际接轨的国际标准与认证服务体系，形成以标准促进技术创新、以技术带动标准进步的“共生效应”。
