40年扎根科研 筑牢電網安全防線
來源：中國能源新聞網 時間：2025-05-29 09:37
——記全國勞動模范，國家電網有限公司首席科學家鄭玉平
張露
“當時我國電力系統保護領域的高端設備幾乎完全依賴于國外市場的進口。在我國發生的電網穩定性破壞事故中，由繼電保護設備缺陷導致的事故占到一半以上。”國網電力科學研究院有限公司（南瑞集團有限公司）電網運行風險防御技術與裝備全國重點實驗室主任，國家電網有限公司首席科學家鄭玉平回憶說。
繼電保護是電力系統安全運行的“第一道防線”，是防范大停電的核心。20世紀70年代到90年代，我國電力系統網架十分薄弱。1983年，剛從大學畢業年僅18歲的鄭玉平義無反顧地選擇了難度最大、要求最高、責任最重的電力系統保護和安全穩定控制作為自己的主要研究方向。
守護電網“第一道防線”
不積跬步，無以至千里。參加工作不久，鄭玉平先從保護的試驗裝置做起，在毫無資料借鑒的情況下，他從零摸索，研發成功RT-1型繼電保護試驗裝置、Help-90自動調試儀，為后續微機保護的研發和產業化起到了強大的推動作用。緊接著，鄭玉平和團隊成員攻堅克難，他們成功研發ISA-1型中低壓變電站成套微機保護，通過國家相關部委鑒定，主要技術性能達到國際水平，并很快投入批量應用。
前期的積累，讓他更加有信心地投入到超高壓保護技術的開發中。“在沈國榮院士的帶領下，我們團隊從算法研究、判據設計到裝置的軟硬件實現，技術上一點一點地摳，不斷地嘗試，反復地試驗，硬是把微機型超高壓線路保護研發出來了，快速性、靈敏性等指標比國外還好。”鄭玉平回憶。
在解決了線路保護的國產化后，鄭玉平牽頭開始了另一大類變壓器、發電機等主設備繼電保護的自主研發工作，不久研發的發電機、變壓器保護設備得到大規模的推廣應用，帶動了我國發電機、變壓器主設備保護正確動作率大幅提高。
進入21世紀，研發1000千伏特高壓輸電技術被列入了國家發展戰略，特高壓時代開啟新挑戰。技術進入了無人區，國際上沒有可借鑒的經驗，鄭玉平帶領團隊攻堅克難，研制了全系列的差動保護設備，應用于我國所有的特高壓輸電工程并反哺超高壓保護裝置的技術升級，系列超高壓保護設備還出口到數十個國家和地區。我國的繼電保護實現了從跟跑并跑到領先的技術跨越。
近幾年，面對核心芯片“卡脖子”，鄭玉平又帶領團隊攻堅克難，實現了繼電保護設備從原理、技術到元器件的完全自主可控，為保障供應鏈的安全作出了重要貢獻。
開展新型電力系統前沿布局
面對新能源占比激增帶來的技術革命，鄭玉平正在開展前沿布局。
一方面是新型電力系統的繼電保護技術。隨著新能源大規模開發，未來會替代同步發電機成為電力系統電源的主導。故障電壓、電流由變流器控制策略決定，呈現出復雜的非線性特征，威脅電力系統的安全運行。
團隊未雨綢繆，提前布局，開展新型電力系統繼電保護的技術攻關，突破傳統工頻相量技術路線，抓住故障的本質是被保護對象的模型或參數發生了變化，利用時域信息進行判別，提出了時域等效模型法的保護新原理，初步構建了不依賴電源特性的繼電保護新技術體系。目前研制的裝置已在海上風電送出、低頻輸電、大型新能源基地等場景應用。
另一方面，大型變壓器的防爆燃保護技術也是團隊正在攻關的關鍵技術。目前，防止變壓器故障引發爆裂起火是個世界性的難題。從故障后傳統保護的角度，團隊已經做到了極致，可以 5 毫秒超快速動作，但仍難以避免爆燃事故發生。為此，團隊另辟蹊徑，從多學科融合的角度出發，提出了主動式的保護方案。如在故障擊穿前100毫秒實現保護動作，就可以避免變壓器的爆燃。這條技術路線實現難度極大。
經過8年的努力，鄭玉平帶領團隊已經掌握了故障擊穿前的聲、光、電、磁等多物理量的演變規律，設計了模擬試驗變壓器，開展了反復的試驗，提出了綜合超聲、特高頻、高頻脈沖電流信息的主動保護方案，完成了系統和裝備的研發，目前正在特高壓換流變進行安裝調試。
推動科技創新和產業創新深度融合是支撐保障電網安全的迫切需求。鄭玉平認為，研發需要直接面向電力工程實際需求，還要超前考慮未來發展需求，提出的原理和方法要經得起理論推敲和實驗驗證，同時要在技術上可實現，經濟上可行。
他解釋說，對于繼電保護來說，不能只考慮原理、算法的先進性。要想把研究成果轉化為一個成功的產品，就需要考慮產品構成的全環節。例如生產、制造、工程應用環節，要同步研發生產專用工具，自動測試工具，要考慮用戶使用的便利性，盡可能消除人為犯錯誤的風險。
這么多年來，鄭玉平帶領團隊研發了四代上百類繼電保護設備，都能夠很快推向市場，而且應用的效果都很好。
責任編輯：于學華
