从跟随到领跑 让“钢铁卫士”护航电力安全

　　新世纪百千万人才工程国家级人选、全国青年科技奖、全国优秀科技工作者、全国五一劳动奖章获得者、国务院政府特殊津贴专家、江苏省“333工程”第一层次人选、国家电网公司科技领军人才……

　　这是其中任何一项都足以让人引以为豪的荣誉，但他们却集合在同一个人身上——操着“福建版”普通话口音的郑玉平。

　　作为我国电力系统保护控制专业主要学术带头人之一、南瑞集团（国网电力科学研究院）副总经理兼总工程师、智能电网保护与运行控制国家重点实验室主任、博士生导师，郑玉平刚刚荣获2016年度“中国电力科学技术杰出贡献奖”和第18届中国专利优秀奖。作为科研带头人，他带领团队瞄准我国电力系统发展过程中存在的问题，一点一点超越追赶，确立了电力系统保护等专业方向在国际上的领跑地位；作为科研管理者，他致力于协同高效研发体系的构建、核心研发队伍的建设，为电力保护控制装备产业持续发展奠定了坚实的基础。

　　投身电力事业30余年，他紧密围绕电力系统继电保护、稳定控制、高压直流输电等领域，着眼解决电网保护控制实际难题，倾力关键技术和产品开发，带领团队取得了一系列重大科技成果，研制出一系列具有国际领先水平的系统和装置，改变了超（特）高压电力系统保护控制设备长期依靠进口的状况，更为电力系统铸造了千万个“安全防卫钢铁卫士”。

　　厚积薄发 从技术跟随到赶超

　　上世纪80年代初，中国的电力系统网架十分薄弱。1970至1990年期间，我国年均发生电网稳定性破坏和大面积停电事故14次，其中一半以上是保护和控制设备不正确动作所致。电力系统装备行业十分落后，此领域高端产品被跨国企业全面垄断。

　　为破解威胁电网安全稳定运行的难题，刚走出大学校门年仅18岁的郑玉平义无反顾地选择了难度最强、要求最高、责任最大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。十年磨一剑，他与项目组同事经过无数次工程现场的摸爬滚打，对电力系统故障数据的分析、计算、仿真，终于在保护原理上取得重大突破。1990年至2011年，陆续研制出LFP、RCS、NSR三代分别代表当时国际领先水平的微机型系列保护装置，大幅度提升保护装置的可靠性和动作速度，保护动作时间由原来的几十毫秒缩短至最快几个毫秒，研究成果获国家科技进步一等奖1项、二等奖1项、中国专利优秀奖5项。该系列保护控制产品的应用，打破了跨国企业的垄断。在郑玉平等广大继电保护工作者的努力下，经过20多年的发展，国产控制保护设备已成为我国电网保护的标准配置，国外保护已基本退出我国市场。自1990年以来，我国再未发生过类似欧美的全国性大停电事故，标志着我国电力系统保护控制水平终于走在了世界的前列。

　　大容量变压器励磁涌流识别，一直是困扰继电保护研究人员的“顽疾”之一。传统方法一般通过波形对称、谐波特征、间断角等电流量特征识别，从2010年左右开始，郑玉平就在思考，能否从其本质—磁链守恒原理来分析励磁涌流产生机理，经过多年的努力，郑玉平系统地推导出变压器不同工况下电压和磁链统一表达式，建立了不同工况下铁芯饱和统一模型，提出了基于电压变化特征的变压器铁芯饱和判别方法，实现了变压器励磁涌流的判别由经验型向理论指导型的突破。变压器内部故障时，保护典型动作时间小于12毫秒，降低了故障对电力设备的危害。

　　长期在科研领域的辛勤耕耘，让郑玉平意识到，“电力系统保护专业是一门实践性科学，所有的问题都来源于生产运行实际，必需深刻理解和掌握问题的客观规律和本质特征，不放过任何一个细节，有科学的怀疑精神，才能研究开发出符合实际需求的设备，不能想当然，空对空，浮于表面”，这也是他在指导团队成员及研究生时经常说的话。

　　务实创新 为坚强智能电网保驾护航

　　近年来，随着国家特高压电网、智能电网建设的推进，郑玉平敏锐地意识到，系统分布参数特性和柔性输电技术、串联补偿设备等的推广应用，必将显著影响到现有电力系统保护控制设备的性能和适应性。于是，他带领团队深入研究坚强智能电网建设的关键技术并取得多项重要成果，及时有力地支撑了多项重大工程的建设。

　　2005年，我国1000千伏特高压交流输电系统进入实际建设阶段。郑玉平主动请缨，主持国家电网“1000千伏特高压电网保护原理的研究”“特高压电网保护适应性和对策研究”等重点项目研究，主持编写我国首个1000千伏电力系统继电保护技术导则国家标准，并带领团队成员在不到一年的时间内开发出特高压线路、变压器、母线等全系列保护设备，成功保障了我国晋东南—南阳—荆门1000千伏试验示范工程的成功投运，并应用于我国绝大多数1000千伏特高压输电工程，所有装置运行稳定可靠，是目前世界上应用于最高电压等级的成熟保护产品。

　　为节约土地资源，近年来输电线路大量采用同塔并架双回线路输电技术。但传统保护装置可能会在发生跨线故障时误切除两条线路，从而造成数以万计的居民和工厂负荷停电，损失巨大。面对新问题，郑玉平经过半年多的努力，钻研出一种“基于双回线故障信息+分相顺序重合+自适应重合闸”的新技术。该技术最早在500千伏四川洪龙双回输电线路投入使用，不仅大幅度减少跨线故障时双回线路同时停电的概率，还有效防止线路短路故障没有消除时再次带电，保障大型发电机组的安全。截止目前已在数百条、数万公里500千伏输电线路中使用，成功的实现了自适应重合闸技术的大规模应用。

　　随着我国电网规模不断扩大，交直流电网混联、大规模可再生能源接入使电网结构日趋复杂，电网运行方式多样、故障特性的变化冲击了传统继电保护的技术基础；另一方面，智能电网、智能变电站建设也给保护控制领域提出了新课题。对此，郑玉平主持开发了适应复杂大电网和智能变电站的新一代NSR-300系列全套高压保护控制系统和NS3000S智能变电站自动化系统。在保护原理上，创造性地构建了适应故障暂态特性变化和演化机理的快速差动主保护体系，取得单通道条件下纵差和纵联保护无缝切换方法、基于故障暂态过程协调各差动继电器动作特性的方法等50多项授权专利，很好地解决了复杂电网环境下保护快速性、可靠性和灵敏性难以兼顾的难题，并已在1000千伏北京东变电站、国家重点工程川藏联网工程、750千伏西安南智能变电站等国内外数千个输电工程中投入使用，运行稳定可靠。项目成果获中国电力科学技术进步一等奖1项、中国专利优秀奖2项。

　　我国新能源发电的比例逐年增加，电力系统的电力电子化特征日益显现。无功功率不足、电压不平衡、电力系统惯量降低、阻尼不足等成为新能源大规模接入的拦路虎，面对机遇与挑战，郑玉平迎难而上，带领团队研制成功高压大容量紧凑型静止无功补偿设备、500kW光伏、风电以及5MW储能虚拟同步机。提升了电网对新能源的消纳能力，解决了新能源接入导致的电力系统稳定问题。静止无功补偿系统已在山西、内蒙古等多个电网成功应用，首台光伏、风电和储能虚拟同步机即将在张北国家风光储输示范工程投运。

　　调相机是特高压直流换流站中起到抑制直流换相失败、保障系统安全稳定运行的核心设备之一，但其保护控制技术和设备却被国外垄断。郑玉平带领团队于2013年开始换流站调相机变频启动技术的攻关，经过两年夜以继日的研究，提出了基于磁链信息的全程转子位置检测技术，最终成功研制出具有自主知识产权的变频启动控制产品和大型调相机变压器组保护系统，实现了调相机控制保护设备的国产化，并即将应用于国家电网公司调相机工程酒泉、锡盟、扎鲁特、雅中四个换流站。

　　科学管理 构建协同高效的研发体系

　　作为南瑞集团科研工作的组织者，郑玉平积极探索构建高效协同的研发体系，大力加强团队建设，推动科技创新体系的战略转型，形成了“以科技创新带动产业发展，以产业发展反哺科技创新”的良性发展模式，取得显著成效。

　　郑玉平积极推动南瑞集团“大研发”体系建设，全面完成产品线、领域、公司级三级产品战略及路标发展规划工作，推进软硬件统一共性平台的开发和应用，完成了面向集成产品开发(IPD)管理的组织架构设计，逐步建立各研发主体分工协作、相互支撑、资源集约、技术共享的组织模式，实现了科研体系的现代化转型升级。

　　“结构科学、分工合理、团结协作、高效精干的科研团队是科技攻关的基础，团队建设要固本，更要塑魂。”在郑玉平看来，不断探索符合科研人员特点的人性化管理之路，努力创造条件，让科研人员心无旁骛地做好本职工作，不为其他琐事分心，才能让团队的凝聚力和战斗力达到最高。

　　在郑玉平的带领下，南瑞集团牵头申报的“智能电网保护和运行控制”国家重点实验室获国家科技部批准。2015年，集团共获各级各类科技奖励102项，其中省部级以上奖励63项，国家科技进步二等奖1项，43项新产品和技术通过科技成果鉴定，获专利授权400项，主导制定IEC标准2项。在科技创新工作的大力支撑下，新签合同额531.6亿元，继续稳居行业领先地位。

　　郑玉平说，我国电力系统正处于历史发展的最好时期，国家“一带一路”战略的提出，全球能源互联网发展建设规划的落实，在未来也必将向电力人提出更高的要求，提供更大的舞台，南瑞集团有责任、有能力、有信心在电力系统保护控制领域与世界装备巨头同台竞技，打造中国电力系统坚强防线，为国家电力事业贡献更大的力量。