国家电网首席科学家郑玉平：40年守护电网“第一道防线”

——记(jì)国家电网有限公司首席科学家郑玉平

“当时我国电力系统保护领域的高端设备(shèbèi)几乎完全(wánquán)依赖于国外市场的进口。在我国发生的电网稳定性破坏事故中，由继电保护设备缺陷导致(dǎozhì)的事故占到(dào)一半以上。”国网(guówǎng)电力科学研究院有限公司（南瑞集团有限公司）电网运行风险防御技术与装备全国重点实验室主任，国家电网有限公司首席科学家郑玉平回忆说。

继电保护是电力系统安全运行(yùnxíng)的“第一道防线”，是防范大停电的核心。20世纪(shìjì)70年代到90年代，我国电力系统网架十分薄弱。1983年，刚(gāng)从(cóng)大学毕业年仅18岁的郑玉平义无反顾地选择了难度最大、要求(yāoqiú)最高、责任最重的电力系统保护和安全稳定控制作为自己的主要研究方向。

守护(shǒuhù)电网“第一道防线”

不积跬步，无以至千里。参加工作不久，郑玉平先从保护的试验装置做起，在毫无(háowú)资料借鉴的情况下，他从零摸索(mōsuǒ)，研发成功RT-1型继电保护试验装置、Help-90自动调试仪，为后续微机保护的研发和产业化起到(qǐdào)了强大的推动作用。紧接着，郑玉平和团队成员(chéngyuán)攻坚克难，他们成功研发ISA-1型中低压变电站成套微机保护，通过国家相关部委(bùwěi)鉴定，主要(zhǔyào)技术性能达到国际水平，并很快投入(tóurù)批量应用。

前期的积累，让他更加有信心地投入到(dào)超高压保护技术的开发中。“在沈国荣院士的带领下，我们团队从算法研究、判据设计到装置(zhuāngzhì)的软硬件实现(shíxiàn)，技术上一点一点地抠，不断地尝试，反复地试验，硬是把微机型超高压线路(xiànlù)保护研发出来了，快速性、灵敏性等指标(zhǐbiāo)比国外还好。”郑玉平回忆。

在解决了线路保护的(de)国产化后，郑玉平牵头开始了另一大类变压器(biànyāqì)、发电机等主设备继电保护的自主研发(yánfā)工作，不久研发的发电机、变压器保护设备得到大规模(dàguīmó)的推广应用，带动了我国发电机、变压器主设备保护正确动作率大幅提高。

进入21世纪，研发1000千伏特高压(tègāoyā)(tègāoyā)输电技术被列入了(le)国家发展战略，特高压时代开启新挑战(tiǎozhàn)。技术进入了无人区，国际上没有可借鉴的(de)经验，郑玉平(zhèngyùpíng)带领团队攻坚克难，研制了全系列的差动保护设备，应用于我国所有的特高压输电工程并反哺超高压保护装置的技术升级，系列超高压保护设备还出口到数十个国家和地区。我国的继电保护实现了从跟跑并跑到领先的技术跨越。

近几年，面对核心芯片“卡脖子”，郑玉平又(yòu)带领团队攻坚克难，实现了继电保护设备从原理、技术到元器件的完全自主可控(kěkòng)，为保障供应链的安全作出了重要贡献(gòngxiàn)。

开展(kāizhǎn)新型电力系统前沿布局

面对新能源占比激增带来的技术革命，郑玉平正在(zhèngzài)开展前沿布局。

一方面是新型电力系统的继电保护技术(jìshù)。随着新能源大规模开发，未来会替代(tìdài)同步发电机成为电力系统电源的主导。故障电压、电流由变流器(biànliúqì)控制策略决定，呈现出复杂的非线性(fēixiànxìng)特征，威胁电力系统的安全运行。

团队未雨绸缪，提前布局，开展新(xīn)型电力系统继电保护的技术攻关，突破传统工频相量技术路线，抓住故障的本质是被保护对象的模型或参数(cānshù)发生了变化，利用时域信息进行判别，提出了时域等效模型法的保护新原理，初步构建(gòujiàn)了不依赖电源特性的继电保护新技术体系。目前研制的装置已在海上风电送(sòng)出、低频输电(shūdiàn)、大型(dàxíng)新能源基地等场景应用。

另一方面，大型变压器的(de)防爆燃保护技术也是团队正在攻关的关键技术。目前，防止(fángzhǐ)变压器故障(gùzhàng)引发(yǐnfā)爆裂起火是个世界性的难题。从故障后传统保护的角度，团队已经做到了极致，可以5毫秒超快速动作，但仍难以避免(nányǐbìmiǎn)爆燃事故发生。为此，团队另辟蹊径，从多学科融合的角度出发，提出了主动式的保护方案(fāngàn)。如在故障击穿前100毫秒实现保护动作，就可以避免变压器的爆燃。这(zhè)条技术路线实现难度极大。

经过8年的(de)努力，郑玉平带领团队已经掌握了故障击穿(jīchuān)前的声、光、电(diàn)、磁等多物理量的演变规律，设计了模拟(mónǐ)试验变压器，开展了反复的试验，提出了综合超声、特高频、高频脉冲电流信息的主动保护方案，完成了系统和(hé)装备的研发，目前正在特高压换流变进行安装调试。

推动科技创新和产业创新深度融合(rónghé)是支撑保障电网安全的(de)迫切需求(xūqiú)。郑玉平认为，研发需要直接面向电力工程实际需求，还要超前考虑未来发展需求，提出的原理和方法要经得起理论推敲和实验验证，同时要在技术上可实现，经济上可行(kěxíng)。

他解释说，对于继电保护来说(láishuō)，不能只考虑原理、算法的(de)先进性。要想把研究成果转化为(wèi)一个成功的产品，就需要考虑产品构成的全环节。例如生产、制造(zhìzào)、工程应用环节，要同步研发生产专用工具，自动测试工具，要考虑用户使用的便利性，尽可能消除人为(rénwéi)犯错误的风险。

这么多年(duōnián)来，郑玉平带领团队(tuánduì)研发了四代上百类继电保护设备，都能够很快推向市场，而且应用的效果都很好。