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首席科学家(kēxuéjiā)郑玉平

“当时我国电力系统保护领域(lǐngyù)的高端设备几乎完全(wánquán)依赖于国外市场的进口。在我国发生的电网稳定性破坏(pòhuài)事故中，由继电保护设备缺陷导致的事故占到一半以上(yǐshàng)。”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(yùnxíng)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，我国电力系统网架十分薄弱(bóruò)。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(zuìzhòng)的电力系统保护和安全稳定控制(kòngzhì)作为(zuòwéi)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。参加工作不久，郑玉平先从保护(bǎohù)的试验装置做起，在毫无资料借鉴的情况下，他从零摸索，研发成功(chénggōng)RT-1型(xíng)继电保护试验装置、Help-90自动调试(tiáoshì)仪，为后续微机保护的研发和产业化起到了强大(qiángdà)的推动作用。紧接着，郑玉平和团队成员攻坚克难，他们成功研发ISA-1型中(zhōng)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。

前期的积累，让他更加有信心地投入到超高压保护技术的开发中。“在沈国荣(shěnguóróng)院士的带领下，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(yìngshì)把微机(wēijī)型超高压线路保护研发(yánfā)出来了，快速性、灵敏性(língmǐnxìng)等指标比国外还好。”郑玉平回忆。

在解决(jiějué)了线路保护的国产化后，郑玉平牵头开始了另一大类变压器、发电机等主(zhǔ)设备继电保护的自主(zìzhǔ)研发工作，不久研发的发电机、变压器保护设备得到大规模的推广应用，带动了我国发电机、变压器主设备保护正确(zhèngquè)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(guójiā)发展战略，特高压时代开启新挑战。技术进入了无人区(wúrénqū)，国际上没有可借鉴的经验，郑玉平带领团队(tuánduì)攻坚克难，研制了全系列的差动保护设备，应用于(yú)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(dào)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(kuàyuè)。

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

开展新型电力系统前沿布局(bùjú)

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

一方面是新型电力系统的继电保护技术。随着新能源(xīnnéngyuán)大规模开发，未来(wèilái)会替代同步发电机成为电力系统电源(diànyuán)的主导(zhǔdǎo)。故障电压、电流由变流器控制策略决定，呈现出复杂的非线性特征，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(diànlìxìtǒng)继电保护的技术攻关，突破传统工频相量(liàng)技术路线，抓住故障的本质是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)了不依赖电源(diànyuán)特性的继电保护新技术体系。目前研制的装置已(yǐ)在海上风电送出、低频输电、大型新能源基地等场景应用。

另一方面，大型变压器的防爆燃(bàorán)保护技术也是团队(tuánduì)正在攻关的关键技术。目前，防止变压器故障引发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(le)极致，可以5毫秒(háomiǎo)超(chāo)快速动作，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(tíchū)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(le)故障击穿前的声、光、电、磁等多物理量的演变规律，设计了模拟试验变压器，开展了反复的试验，提出了综合超声、特高频(gāopín)、高频脉冲电流信息的主动保护方案，完成了系统和装备的研发，目前正在特高压换流变进行(jìnxíng)安装调试。

推动科技创新和产业创新深度(shēndù)融合是支撑保障电网安全的迫切需求。郑玉平认为(rènwéi)，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(yuánlǐ)和方法要经得起理论推敲和实验验证，同时要在技术上可(kě)实现，经济上可行。

他解释说(shuō)，对于继电保护来说，不能只考虑原理、算法(suànfǎ)的先进性。要想(xiǎng)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、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(shǐyòng)的便利性，尽可能消除人为犯错误的风险。

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