国家电网首席科学家郑玉平：40年守护电网“第一道防线”

——记国家电网有限公司(yǒuxiàngōngsī)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几乎(jīhū)完全(wánquán)依赖于国外市场的进口。在(zài)我国发生(fāshēng)的电网稳定性破坏事故中，由继电保护设备缺陷导致的事故占到一半以上。”国网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(quánguó)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(ānquán)运行的“第一道防线”，是防范大停电的核心。20世纪70年代(niándài)到90年代，我国电力系统网架(wǎngjià)十分薄弱。1983年，刚从大学毕业年仅18岁的郑玉平义无反顾地选择了难度最大、要求最高、责任最重的电力系统保护和安全稳定(wěndìng)控制(kòngzhì)作为自己的主要研究方向。

守护电网“第一道防线(fángxiàn)”

不积跬步，无以至千里(wúyǐzhìqiānlǐ)。参加工作不久，郑玉平先(xiān)从保护的试验装置做起，在毫无资料(zīliào)借鉴的情况下，他从零摸索，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(wēijī)保护的研发和产业化起到了强大的推动作用。紧接着，郑玉平和团队成员(chéngyuán)攻坚克难，他们(tāmen)成功研发ISA-1型中低压变电站成套微机保护，通过国家相关部委鉴定(jiàndìng)，主要技术性能达到国际水平，并很快投入批量应用。

前期的(de)积累，让他更加有信心地(dì)投入到超高压保护技术的开发中(zhōng)。“在沈国荣院士的带领(dàilǐng)下，我们团队从算法研究、判据设计到装置的软硬件实现，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保护研发出来了，快速性、灵敏性等指标比国外还好。”郑玉平回忆(huíyì)。

在解决了(le)线路保护的国产化后，郑玉平牵头开始了另一大类变压器(biànyāqì)、发电机等主设备(shèbèi)继电保护的自主研发工作，不久研发的发电机、变压器保护设备得到(dédào)大规模的推广应用，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1000千伏特高压输电技术被列入了国家发展战略，特高压时代开启新挑战。技术进入了无人区，国际上没有可借鉴的(de)(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(yú)我国(wǒguó)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(hé)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”，郑玉平又带领团队攻坚克难，实现了继电保护(jìdiànbǎohù)设备从原理(yuánlǐ)、技术到元器件的完全自主可控，为(wèi)保障供应链的安全作出了重要贡献。

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。随着新能源大规模开发，未来会替代同步发电机成为电力系统电源的主导(zhǔdǎo)。故障电压、电流由(yóu)变流器控制策略决定，呈现出(chéngxiànchū)复杂的非线性特征，威胁电力系统的安全(ānquán)运行。

团队未雨绸缪，提前布局，开展新型电力系统继电保护(jìdiànbǎohù)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(shì)被保护对象的模型或参数发生了变化，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(yīlài)电源特性(tèxìng)的继电保护新技术体系。目前研制的装置已在海上风电送出、低频输电、大型(dàxíng)新能源基地等场景应用。

另一方面，大型变压器的防爆燃保护技术也是团队正在攻关的关键技术。目前，防止变压器故障(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(jiǎodù)，团队已经做到了(le)极致，可以5毫秒超(chāo)快速动作(dòngzuò)，但仍难以避免爆燃事故发生。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。如在故障击穿前100毫秒实现保护动作，就(jiù)可以避免变压器的爆燃。这条技术路线实现难度极大。

经过8年的(de)(de)努力，郑玉平带领团队已经掌握了故障击穿前的声、光、电、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(xìnxī)的主动保护方案，完成(wánchéng)了系统和装备的研发，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是支撑保障电网安全的迫切需求。郑玉平认为，研发需要(xūyào)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(tíchū)的原理(yuánlǐ)和方法(fāngfǎ)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。

他解释说，对于继电保护来说，不能只(zhǐ)考虑原理、算法的先进性。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(gòuchéng)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(zhuānyònggōngjù)，自动测试工具，要考虑用户使用的便利性，尽可能消除人为犯错误的风险。

这么多年(duōnián)来，郑玉平带领团队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(érqiě)应用的效果都很好。