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1、依托电网规划项目挖掘发明专利申请的案例分析 何真珍 赵志远 国网上海市电力公司技术经济研究院 上海科盛知识产权代理有限公司 摘 要： 电网规划报告要求根据电网规划的特点, 将电网规划的设计要求归纳为运筹学中的数学规划模型, 然后通过一定的优化算法求解, 从而获得满足约束条件的最优规划方案。电网规划报告往往具有前瞻性和不确定性, 同时也比较宏观, 给专利挖掘带来一定的困难。通过深入了解电网规划项目, 从项目的现有技术出发, 找出需要解决的技术问题并进行分析, 有针对性地提出解决该技术问题的技术方案, 从而挖掘出具有授权前景的发明专利申请, 形成了一套具有鲜明特色的发明专利挖掘方法。关键词： 电网
2、规划; 负荷预测; 专利挖掘; 发明专利; 收稿日期：2017-06-22Received： 2017-06-220 引言目前, 供电企业在进行城网规划设计时, 在完成好社会责任与效益的前提下, 应从规划的各个时期、层面做好经济分析工作, 使经济效益的观点寓于城网规划之中。只有这样, 供电企业的效益才能有机地增长, 才能保证供电企业的可持续发展, 规划的作用与意义才能充分显现出来。但电网规划需要创新, 包括电网规划方法理论与实践的创新、电网规划过程计算方法的创新等, 如何从这些创新成果中挖掘发明专利等知识产权, 使电网规划走出一条具有中国特色并具有自主知识产权的道路, 对我国的电力行业发展和国
3、家电网建设都具有重要意义。但电网规划所产生的技术报告是一个较为宏观的报告, 涉及到技术与经济的方方面面, 要从中挖掘出发明专利技术方案的难度较大。1 专利申请案例一案例一:从专用互馈线提高*电网转供能力研究电网规划技术报告中挖掘发明专利申请。1.1 总结现有技术, 了解报告背景在电网规划领域中, 电网的转供能力研究是重要的组成部分之一, 其主要目的是实现电网的经济高效, 主要手段是使用当今电网中的高科技和设备, 充分满足电网对规划设计的要求。在提出*电网转供能力研究的立项的过程中, 分为如下几个阶段:预研阶段、立项阶段、研发阶段、研发结束等等, 特别是在研发结束时需要技术人员总结整个项目过程中
4、的数据内容, 提交完整的项目总结技术报告, 从项目总结技术报告中获得挖掘发明专利申请所需关键技术。报告阐述了*220k V 变电站现状, 目前, *市大部分 220k V 变电站为 23 台主变, 报告图示了主接线典型形式, 主变容量为 240MVA 或 300MVA。目前, 报告提供了*地区 220k V 变电站周边 110k V 站点地理接线示意图, 周边 35k V站点地理接线示意图。报告还阐述了*110k V 变电站现状, 早期建设的 110k V 变电站曾起着电源变电站的作用, 降压容量主要供给邻近地区的 35k V 变电站, 少量兼供 10k V 负荷, 110k V 侧采用线路变
5、压器组、内桥或单母线分段接线方式, 例如逸仙站、老南汇站、老南桥站、干校站等。目前已建的 110k V 直降变电站远景均设三台主变, 主变容量为 40MVA 或 50MVA, 现已开始逐步推广采用更大容量的 80MVA 主变。110k V 侧采用环进环出接线方式, 10k V 侧采用单母线四分段或六分段接线方式。由于城市轨道交通的快速发展, “十一五”期间 110k V 轨道交通用户变电站数量增长较快。部分新增 110k V 轨道交通变电站电源由原来 220k V 站直供逐步转为由附近的 110k V 变电站供电, 主变容量为 31.5MVA、50MVA 和 80MVA。现在 110k V 配
6、电网接线模式以放射和环进环出接线模式为主, 世博园区内已形成了“手拉手”接线。110k V 用户供电模式有 220k V 变电站直供、110k V 变电站带出线供用户模式。由此, 挖掘后的背景技术为:随着社会经济和城市建设的发展, 各地区配电系统已显示出负荷密度大、配电网络密集、电缆化率高、通道站址困难和投资费用大等国际化大都市城市电网的特点。近年来各地区电网用电增长呈现趋缓态势, 但随着城市经济社会的发展, 对电力供应安全可靠的要求日益提高, 为了保证各地区电网对供电的可靠性, 需要对专用互馈线进行合理的规划设计, 以提高各地区电网的转供能力。互馈线具有防止全站停电、使变电站满足检修方式“N
7、-1” (不存在短时失负荷) 以及使变电站满足检修方式“N-1” (短时失少量负荷) 的作用。检修方式 N-1 (即 N-1-1) :1 台主变或 1 回线路计划停运情况下, 同级电网中相关联的任一元件 (不含母线) 无故障或因故障断开。计划停运宜安排在不超过 70%最高负荷期间。转供能力:某一供电区域内, 当电网元件或变电站停运时, 电网转移负荷的能力, 一般量化为可转移的负荷占区域总负荷的比例。互馈线:为保障变电站全站失电后站用电源的恢复供电, 连接变配电站中、低压侧, 两侧均可送对端终端负荷的电力线路。1.2 摸清报告所需要解决的问题引出发明专利主题在“110/35k V 互馈线提高转供
8、能力的研究”章节, 主要研究 220k V 变电站主变检修情况下, 110k V 和 35k V 互馈线对 220k V 变电站负荷转供能力的影响。在“10k V 互馈线提高转供能力的研究”章节, 主要研究 110k V 变电站主变检修情况下, 10k V 互馈线对 110k V 变电站负荷转供能力的影响。挖掘后的主题为:一种变电站负荷转供方案快速确定的方法。1.3 给出解决问题所采用的手段作为发明专利申请的技术方案从报告 110k V 互馈线章节、35k V 互馈线章节、10k V 互馈线提高转供能力的研究章节、变电站主接线对转供的限制章节进行挖掘。挖掘后的技术方案为:一种变电站负荷转供方案
9、快速确定的方法, 包括以下步骤:1) 根据变电站类型设置初始负荷转供方案, 所述变电站的类型分为 220k V 变电站和 110k V 变电站。所述 220k V 变电站的初始负荷转供方案分为初始 110k V 负荷转供方案和初始35k V 负荷转供方案, 所述 220k V 变电站的初始 110k V 负荷转供方案包括设置 110k V 专用互馈线和与其他 220k V 变电站联络通道, 所述 220k V 变电站的初始 35k V 负荷转供方案包括设置 35k V 专用互馈线和与双电源 35k V 变电站联络线。所述 110k V 变电站的初始负荷转供方案包括设置 10k V 专用互馈线和
10、 10k V 联络线。2) 针对 220k V 变电站, 根据采集的与 220k V 变电站的初始负荷转供方案有关的变电站参数获取最高负荷率下的 110k V 损失负荷率和 35k V 损失负荷率。针对 110k V 变电站, 根据采集的与 110k V 变电站的初始负荷转供方案有关的变电站参数获取最高负荷率下的 10k V 损失负荷率。3) 针对 220k V 变电站, 根据最高负荷率下的损失负荷率调整 220k V 变电站的初始负荷转供方案, 并输出相应的调整负荷转供方案, 使得最高负荷率下的110k V 损失负荷率和 35k V 损失负荷率均为 0。针对 110k V 变电站, 根据最高
11、负荷率下的转移负荷率调整 110k V 变电站的初始负荷转供方案, 并输出相应的调整负荷转供方案, 使得最高负荷率下的 10k V 损失负荷率为 0。总结:通过对专用互馈线提高*电网转供能力研究技术报告内容的总结与提炼, 得到背景技术、所解决技术问题和所采用的技术方案, 从而挖掘出发明专利申请。2 专利申请案例二案例二:从110k V“手拉手”接线模式继电保护装置及自愈系统配置方案研究电网规划技术报告中挖掘发明专利申请。2.1 确定发明的主题名称查看此技术报告, 当前电网中存在的问题可以从有关章节中得到, 同时可得到发明专利的背景技术:110k V 手拉手双侧电源供电的供电网络, 正常运行时两
12、侧电源同时供电, 环网中有一处断开点作为联络开关。环网内的每回线路都配有光纤纵差保护及过流或距离后备保护, 在发生线路故障时, 线路保护装置能将故障线路两侧开关跳开以隔离故障, 但是, 如果发生以下情况: (1) 同一个110k V 站内的两台主变由同一个 220k V 变电站供电, 而 220k V 全站失电造成110k V 站失电; (2) 同一个 110k V 站内的两台主变的电源侧的两回 110k V 线路均故障, 造成 110k V 站失电。以上情况造成了 110k V 站内两台主变同时停电, 会使没有发生故障的区域也被断电, 延长了非故障区域的停电时间, 扩大了事故影响范围。根据报
13、告内容同时结合背景技术可以得知本技术报告的主要涉及 110k V 变电站的自愈系统及其自愈方法, 其目的是在 110k V 变电站手拉手供电环路发生多台主变同时停电故障时进行网络重构, 恢复供电, 因此, 本发明的主题可以确定为:一种 110k V 变电站手拉手供电的自愈方法。2.2 确定独立权利要求和从属权利要求的内容2.2.1 确定独立权利要求的内容结合现有技术的缺点, 确认本发明的最终目的为在 110k V 变电站手拉手供电环路发生多台主变同时停电故障时进行网络重构, 恢复供电, 而根据报告中有关章节的内容可知, 本发明是通过设置自愈安稳系统这个技术手段来解决当原有的保护措施没有动作的前
14、提下进行网络重构来解决技术问题的, 因此, 可以写出本发明的独立权利要求。1) 一种 110k V 变电站手拉手供电的自愈方法, 用以在 110k V 变电站手拉手供电环路发生多台主变同时停电故障时进行网络重构, 恢复供电, 其特征在于, 包括以下步骤:a) 构建 110k V 变电站手拉手供电自愈系统;b) 采用自愈系统实时获取整个环路上各回 110k V 线路的断路器位置信号、交流电流电压量和线路保护动作信号量;c) 当 110k V 变电站手拉手供电环路发生故障使多台主变同时停电故障, 并且110k V 变电站内分段自切不动作时, 自愈系统进行决策并发出控制指令进行网络重构, 将发生故障
15、的位置隔离, 保证供电。2) 根据独立权利要求的内容中涉及到的技术, 进行进一步的解释、说明和/或分类讨论, 完善从属权利要求。由于独立权利要求中的步骤 1) 提及了技术词汇“110k V 变电站手拉手供电自愈系统”, 因此需要对此系统进行进一步的描述限定, 即结合报告中“自愈安稳系统配置方案”章节的内容, 将自愈系统的结构简要的写明, 即权利要求2。根据权利要求 1 所述的一种 110k V 变电站手拉手供电的自愈方法, 其特征在于, 所述的 110k V 变电站手拉手供电自愈系统包括一个控制主站和多个控制从站, 控制主站通过光通信网络与多个控制从站连接, 控制从站分别通过光纤接口获取多个
16、110k V 变电站以及两侧 220k V 变电站的断路器位置信号量、交流电流电压量和线路保护动作信号量。另外, 在独立权利要求中, 步骤 2) 和 3) 才是本发明主题的主要内容, 是具体解决技术问题的方法步骤, 即如何通过网络重构解决 110k V 变电站手拉手供电环路发生多台主变故障失电的问题, 因此, 结合内容篇幅较多的章节, 根据其中的内容可以得知 110k V 变电站手拉手接线正常运行方式的原理图。由正常工作的原理也可得知:两侧为 220k V 电源站 A 和 B, 中间是 3 个 110k V变电站 C、D、E。正常运行时, 有 2 条供电环网, 分别是 A1-C1-C2-D1-D2-E1-E2-B1 和 A2-C4-C5-D4-D5-E4-E5-B2, 所有 220k V 和 110k V 站的分段开关正常运行断开, 分段自切准备中。C2 和 C5 正常运行时断开, 作为两条供电环网的母线联络开关。报告中还列出了以下几种故障运行方式。1) 电源线路出口发生故障。此时线路纵差动作, B1, E2
