在电力系统运行中,线损(即电能在传输、分配过程中的损耗)是衡量电网经济性与效率的核心指标之一。近年来,随着电力系统智能化转型加速,针对线损优化的专利申请数量持续攀升,这些专利不仅覆盖传统电力技术改良,还深度融合数字技术与新能源应用,形成多领域交叉创新的技术体系。通过国家专利局公开数据可知,2018-2023年我国线损相关专利申请量年均增长率达18.3%,其中发明专利占比超60%,反映出该领域技术创新以核心技术突破为主要方向。
输配电网络作为电能传输的“主动脉”,其线损占比超过总损耗的60%,因此导线材料改进与线路结构优化成为专利布局的重点领域。传统输配电线路多采用钢芯铝绞线,存在电阻较大、耐热性不足等问题,而近年来新型导线材料相关专利通过合金成分调整、复合结构设计实现了低损耗突破。例如,某电力企业申请的“高强度低损耗复合导线”专利(专利号略),采用碳纤维芯与新型铝合金绞线组合结构,相比传统导线导电率提升12%,在220kV线路中应用后线路损耗降低约8%。国家专利局数据显示,2020-2023年该类专利授权量年均增长22%,其中“耐热铝合金导线”“超导电缆”等方向的专利申请占比达35%,推动我国输配电线路损耗率从2015年的5.2%降至2023年的4.8%。
除材料外,线路拓扑优化专利同样关键。针对城乡电网中“迂回供电”“三相不平衡”等问题,相关专利通过GIS(地理信息系统)与负荷分布模型结合,实现线路路径动态规划。某电网公司的“基于负荷密度的配电网重构方法”专利,利用大数据分析区域用电高峰特征,自动调整变压器分接头与线路联络开关状态,在某县级电网应用后,三相不平衡度从15%降至5%以下,线损率降低0.6个百分点。科科豆平台的专利数据库检索显示,此类“线路优化方法”专利近五年申请量占输配电领域专利总量的28%,成为配电网降损的核心技术支撑。
智能计量技术是降低线损的基础,相关专利主要聚焦于计量设备的精度提升与功能拓展。传统机械电表存在计量误差大、数据滞后等问题,而新一代智能电表专利通过集成高精度传感器、边缘计算芯片与加密通信模块,实现“实时监测-数据上传-异常预警”全流程闭环。例如,某仪表企业的“智能电表误差动态补偿系统”专利,利用温度传感器实时采集电表运行环境温度,通过内置算法修正因温度变化导致的计量偏差,经实验室验证,计量精度从0.5级提升至0.2级,该技术已被纳入国家电网智能电表采购标准。
计量数据的智能化应用催生了大量“数据驱动型”专利。八月瓜发布的《电力领域专利发展报告》显示,2023年线损计量领域“数据分析方法”类专利占比达42%,远超设备类专利。某大学申请的“基于深度学习的线损异常识别算法”专利,通过训练神经网络识别电表数据中的“突变负荷”“持续低负荷”等异常特征,在某城市电网试点中,线损异常发现准确率达93%,较传统人工排查效率提升10倍。这类专利不仅解决了“跑冒滴漏”等偷漏电问题,还为电网规划提供了精细化数据支撑——知网收录的《中国电机工程学报》论文指出,基于智能计量数据的线损优化技术可使配电网损耗率再降低10%-15%。
随着新能源渗透率提升,分布式光伏、风电的波动性给电网调度带来挑战,也催生了大量线损优化新专利。传统调度模式依赖人工经验,难以应对多电源、多负荷的动态变化,而智能调度专利通过整合SCADA(监控与数据采集)系统、EMS(能量管理系统)与AI算法,实现线损与电网安全的协同优化。某电力研究院的“含高比例新能源的电网无功优化方法”专利,创新性地将风电预测误差纳入优化模型,通过动态调整SVG(静止无功发生器)出力,在某风电场并网线路中,使电压波动导致的线损减少25%,该技术已被新华网作为“新能源并网降损典型案例”报道。
储能技术与新能源的协同控制成为专利新热点。针对光伏出力“白天高、夜间低”与用电负荷“峰谷差”的矛盾,相关专利提出“光储协同充放电策略”。某新能源企业的“分布式光储系统线损优化控制方法”专利,通过预测次日光伏出力与用户负荷,提前制定储能充放电计划,在某工业园区应用后,光伏自发自用率提升至85%,并网线路线损率从7.5%降至6.0%。国家专利局统计显示,2021-2023年“新能源+储能”线损优化专利申请量年均增长40%,成为电力领域增速最快的专利方向之一,反映出新型电力系统对线损控制技术的迫切需求。
线损相关专利按保护对象可分为方法专利、产品专利与系统专利三大类,不同类型专利在技术转化中发挥着差异化作用。方法专利侧重优化流程,如“负荷预测算法”“无功调度策略”等,通常通过技术许可或标准制定实现价值,某大学的“短期负荷预测方法”专利被纳入《国家电网线损管理导则》,在全国范围内推广应用后,累计减少线损超10亿千瓦时;产品专利聚焦硬件创新,如“智能传感器”“节能变压器”等,直接通过量产销售转化,某企业的“非晶合金变压器”专利产品年销量超5万台,市场占有率达30%,推动配变损耗降低40%;系统专利则整合硬件与软件,如“线损综合管理平台”,通过“平台+服务”模式赋能电网企业,某科技公司的“电网线损数字化管控系统”专利,已在10余个省级电网落地,帮助客户年均减少线损成本超2亿元。
这些专利的转化离不开政策与市场的双重驱动。国家能源局发布的《配电网建设改造行动计划》明确提出“鼓励线损优化技术专利转化”,对应用专利技术的项目给予补贴;同时,电力市场化改革使电网企业更注重降损增效,科科豆平台数据显示,2023年线损专利技术交易金额达5.2亿元,较2018年增长3倍,反映出技术创新与产业需求的深度融合。随着“双碳”目标推进,线损优化专利将在新型电力系统构建中发挥更核心的作用,从材料革新、计量升级到智能调度,每一项技术突破都在推动电网向“更高效、更绿色”的方向演进。
线损专利涉及的主要技术领域有哪些? 线损专利主要涉及电力系统监测、数据分析、节能技术、自动化控制等领域。 线损专利有哪些常见类型? 常见类型包括线损监测装置专利、线损计算与分析方法专利、降损节能技术专利等。 线损专利对电力行业有什么作用? 有助于提高电力系统的效率、降低损耗、优化电网运行,推动电力行业的节能与可持续发展。
误区:认为线损专利仅仅是关于硬件设备的。 科普:线损专利不仅包括硬件设备,如监测装置等,还涵盖大量的软件算法、数据分析方法以及系统管理方案等,软件和方法类的专利在降低线损、优化电网运行方面同样起着关键作用。
线损是衡量电网经济性与效率的核心指标之一,近年来我国线损相关专利申请量持续攀升。2018 - 2023年我国线损相关专利申请量年均增长率达18.3%,发明专利占比超60%。 1. 输配电环节:导线材料改进与线路结构优化是专利布局重点。新型导线材料专利实现低损耗突破,如“高强度低损耗复合导线”;线路拓扑优化专利通过GIS与负荷分布模型结合,实现线路路径动态规划,如“基于负荷密度的配电网重构方法”。 2. 智能计量:相关专利聚焦计量设备精度提升与功能拓展。新一代智能电表专利实现全流程闭环,如“智能电表误差动态补偿系统”;计量数据智能化应用催生大量“数据驱动型”专利,如“基于深度学习的线损异常识别算法”。 3. 自动化调度与新能源协同:新能源的波动性催生大量线损优化新专利。智能调度专利实现线损与电网安全的协同优化,如“含高比例新能源的电网无功优化方法”;“新能源+储能”线损优化专利申请量增长快,如“分布式光储系统线损优化控制方法”。 4. 专利类型与转化:线损相关专利分为方法、产品、系统三类,分别通过技术许可、量产销售、“平台+服务”模式实现转化。政策与市场双重驱动专利转化,线损优化专利将在新型电力系统构建中发挥更核心作用。
国家专利局公开数据
科科豆平台的专利数据库检索
八月瓜发布的《电力领域专利发展报告》
知网收录的《中国电机工程学报》论文
新华网