全球智能电网技术专利数据综述2024

全球综述专利数据智能电网技术 国际能源署 IEA成员国家： IEA 协会国家： 国际能源署（IEA）考察了能源问题的全面范围，包括石油、天然气和煤炭的供应与需求，可再生能源技术，电力市场，能源效率，能源获取，需求侧管理等多方面。通过其工作，IEA倡导在31个成员国、13个伙伴国以及更广泛的地区，采取能够增强能源可靠度、可负担性和可持续性的政策。 澳大利亚 奥地利 比利时 加拿大 捷克共和国丹麦 爱沙尼亚 芬兰法国 德国 希腊 匈牙利 爱尔兰 意大利 日本 韩国 立陶宛 卢森堡 墨西哥 荷兰 新西兰 挪威 波兰 葡萄牙斯洛伐克共和国 西班牙 瑞典 瑞士 土耳其共和国 英国 美国 阿根廷 巴西 中国 埃及 印度 印度尼西亚肯尼亚 摩洛哥 塞内加尔 新加坡 南非 泰国乌克兰 本出版物以及其中包含的任何地图，不涉及对任何领土的状况或主权、国际边界和边界的划定以及任何领土、城市或地区的名称的偏见。 欧盟委员会也参与国际能源署（IEA）的工作。 摘要 清洁能源转型增加了电力需求，并需要更多的风能和太阳能，这给电网带来了压力。智能电网技术可以管理这一转型，减少对昂贵新基础设施的需求，并提高电网的弹性和可靠性。了解该领域的创新使政策制定者和投资者能够做出明智的决策。本报告基于欧洲专利局（EPO）PATSTAT专利数据库的分析，该数据库提供了量化创新的高度有价值的信息来源。它分析了智能电网技术创新的趋势，详细说明了这些进步的时间、地点和子部门。通过在城市层面上考察创新，它揭示了智能电网创新的地理模式。此外，本报告使用经合组织（OECD）开发的指标，如揭示的技术优势（RTA），来衡量智能电网的专业化，以了解一个国家是否在特定技术领域相对于其他国家具有专业化。此外，它还使用经合组织开发的指标，如原创性和专利权利要求，来评估专利质量。 感谢、贡献者以及鸣谢 本报告由国际能源署（IEA）能源数据中心（EDC）的数据开发与支持单位编制。Konstantina Kalogianni为报告的主要作者，并与Ashley Acker共同协调了报告的分析和制作工作。 Aloys Nghiem，数据开发和支持单元负责人，就报告的编制提供了指导。Nick Johnstone，首席统计师和能源数据中心负责人，提供了宝贵的意见和战略方向。 Simon Bennett和Brendan Reidenbach对该报告提供了宝贵的评论和反馈。来自经济合作与发展组织（OECD）的Hélène Dernis（STI Division）和Ivan Hascic（ENV Division）在将OECD的专利知识和专长转移到IEA方面也发挥了关键作用。报告由Justin French-Brooks编辑。 感谢国际能源署信息系统单元，尤其是Nestor Abraham和Ivo Letra，他们建立了数据基础设施，使得这项分析成为可能。 国际能源署（IEA）还愿对安东内洛·蒙特（RWTH Aachen大学教授、院长），这位提供了宝贵意见、审阅和鼓励的专家表示感谢。 这项工作构成了以下部分：数字化需求驱动电力网络倡议由...支持清洁能源转型计划, 国际能源署的旗舰倡议，旨在帮助全球能源系统向所有人为之确保和可持续的未来转变。 关于更多信息，请联系：Konstantina.Kalogianni@iea.org. 目录 执行摘要................................................................................................................. 6引言 ............................................................................................................................. 7第一章 智能电网创新的主要趋势..................................................................... 8趋势在智能电网IPFs的初级分组中.................................................................10支持电力发电、传输或分配的系统...................................11技术兴趣领域.................................................................................................... 12地理分布的智能电网创新...................................................................13第二章. 智能电网创新中的技术优势揭示................................ 21第三章.评估智能电网发明的质量.................................................... 26家庭规模 ............................................................................................................................... 26专利权利要求............................................................................................................................ 28原创性 ................................................................................................................................. 30向后引用 ................................................................................................................... 33方法.......................................................................................................................... 35数据过滤器................................................................................................................................ 35数据假设 .................................................................................................................... 36数据指标............................................................................................................................. 37参考文献............................................................................................................................ 39一般性RTA ............................................................................................................................ 21能源领域的RTA .................................................................................................... 24 执行摘要 在追求更清洁能源行业的过程中，智能电网技术在现代化持续过载的电网中起着关键作用。本报告重点分析智能电网技术创新趋势，展示创新发生的地点、时间和哪个子行业，并揭示该行业内的专业化和专利质量。 2011年智能电网创新达到顶峰，产生了2,000项独特发明，占电力行业创新的11%。经过一段时间的下降后，智能电网创新的相对份额在2022年增加至13%，与IEA 2050年实现净零排放情景的趋势相一致。 2020年，与能源发电单位监控或控制设备以及支持电力网络运营或管理的相关技术共同占总体智能电网专利登记的41%——在所有智能电网类别中占比最高。这一份额的增加可能与近年来在电力设备方面的资本投资增加有关。 近年来，东亚（主要指日本和中国）主导了智能电网创新，占总数的超过一半。自2007年以来，它一直位列各大区域之首。北美（主要指美国）和西欧（主要指德国）共同分享了剩余的智能电网发明。 在过去的二十年里，从欧洲和美洲作为智能电网创新的主体来源，转变到亚洲在这个领域扮演更加突出的角色。 全球超过40%的智能电网创新发生在世界各地的十个城市中，展示了高度集中的创新模式。在2000年至2022年之间，创新最活跃的大都市区分别为东京、首尔、北京、名古屋、纽伦堡和旧金山湾区。 欧洲作为智能电网技术专业化的中心出现，这是由技术优势显示（Revealed Technological Advantage，简称RTA）所证实的。相反，日本、美国和中国展现出较低的技术优势显示，这表明尽管它们在智能电网领域的创新努力相当大，但它们在该特定创新领域中缺乏明显的专业化。 尽管近年来智能电网领域的家庭规模有所下降，显示出发明者选择在更少的办公室保护他们的发明，但自2009年以来专利主张数量增加。专利主张通常表明市场价值增加，这表明近年来更有价值的发明趋势。 引言 能源转型成功将需要电力系统在众多领域的深刻变革，包括发电厂、输电和配电系统，以及消费者行为。这一转型的主要组成部分是因电气化而导致的电力需求增加，以及大规模部署的可变可再生能源导致电力网格管理复杂性的增加。智能电网技术将通过提高我们电网的效率、弹性和可靠性，以及降低新电网基础设施的运营成本，在促进这一转型中发挥关键作用。数字技术还将允许整合来自多个来源的持续增长的可再生能源份额，并进一步参与终端用户，以便他们可以提高能源效率并减少排放（IEA，2023a）。 衡量电力行业（智能电网创新）的数字创新对于跟踪、改进和实施政策以有效塑造数字化转型过程至关重要。然而，量化创新证明是一项挑战，因为可用的标准化指标非常少。在这个快速发展的领域，专利数据充当了创新投资的代理衡量标准，为人们和组织在数字时代重新定义我们如何生成、传输和利用电能的智力实力和竞争策略提供了宝贵的见解。欧洲专利局（EPO）及其PATSTAT专利数据库为量化创新提供了一个非常有价值的信息来源。值得注意的是，近年来出现了一种明显的“开放性”趋势和对开源解决方案的采用。因此，这可能会促使研究团队在某些情况下避免申请专利（Jahn, Klebel, Pride, Knoth, & Ross-Hellauer, 2022）。 第一章 智能电网创新的主要趋势 智能电网领域的创新可以通过分析国际