1月17日,在南瑞集團有限公司南瑞研究院,幾天前剛當選為中國電科院院士的鄭玉平正和相關科研人員討論“雙高雙峰”特征下的電力系統繼電保護體系架構,為加快推進新型電力系統保護控制領域基礎前瞻研究和關鍵技術攻關做準備。
鄭玉平是南瑞集團副總經理、總工程師,也是智能電網保護和運行控制國家重點實驗室主任、國家電力自動化工程技術研究中心主任,投身電力事業已有36個年頭。36年來,他一直從事電力系統繼電保護與控制的理論研究、裝備研發和工程應用等工作,帶領團隊攻克了輸電線路、大容量主設備保護關鍵技術難題,創立了適應交直流混聯復雜電網故障暫態特性演化的差動保護技術體系,主持研制了50多種國際領先的微機保護及配套二次設備,實現了保護控制裝備自主研發與成果產業化,為保障我國電網安全運行發揮了重要作用。
多年來,鄭玉平共獲國家科技進步獎一等獎、二等獎各1項,國家技術發明獎二等獎1項,省部級科技獎勵一等獎13項。他還曾獲中國青年科技獎、全國優秀科技工作者、全國五一勞動獎章、國家電網有限公司2020年度科技人物獎等榮譽。
他有一個堅定的信念——
打破國外壟斷,用我們自己生產的繼電保護設備守護電網安全
“我看到鏡頭就緊張。許多同行比我厲害多了!”1月10日,面對記者,鄭玉平這樣說道。謙虛、沉穩、坦誠是鄭玉平留給記者的第一印象。
科技自立自強是國家發展的戰略支撐。為在繼電保護領域實現這一目標,鄭玉平和團隊成員走過了一段不平凡的歲月。20世紀80年代初,我國電網網架十分薄弱。超高壓電網建設早期,線路保護裝置和大容量發電機、變壓器等主設備的保護裝置一直被國外廠家壟斷,誤動、慢動故障時有發生。1970年至1990年,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。
1986年,鄭玉平從南京自動化研究所(南瑞集團前身)研究生畢業后,選擇留所工作。“當時,我國自主研發的繼電保護設備質量較差。超高壓電網繼電保護設備以進口為主。我們所有人的目標就是趕快打破這個現狀。”他回憶道。
鄭玉平將繼電保護設備比作“靜靜的哨兵”——平時不工作,當線路和設備出現故障時才工作,看似不起眼卻不可或缺。為了破解威脅電網安全運行的難題,鄭玉平選擇了難度最大、要求最高、責任最重的電力系統保護控制作為主要研究方向。沒有試驗裝備自己動手做,經費不足千方百計省,一臺電腦像寶貝一樣大家輪流用……鄭玉平和團隊成員為了打破國外壟斷,懷揣著“用我們自己生產的繼電保護設備守護電網安全”的信念,一路摸爬滾打、攻堅克難。
辛勤付出換來累累碩果。在輸電線路方面,鄭玉平提出了串補線路復合特性阻抗距離保護技術,發明了同塔雙回線自適應重合閘方法,研制的系列超高壓輸電線路成套保護裝置動作快速性和正確動作率遠超國外同類產品。在大容量主設備方面,鄭玉平用心鉆研大容量主設備繼電保護技術,研制出了系列保護裝置并實現規模化應用,大幅提升我國大容量主設備保護的正確動作率,使變壓器保護正確率從63%上升至94%。
國產的新設備誕生了,但推廣卻遭遇了瓶頸。用慣了國外繼電保護設備的用戶習慣性認為國產設備不專業、不成熟。
“記得1997年,我們去四川推廣咱們自己研發的繼電保護設備時,那里的500千伏電網工程剛開始建設。該工程配了兩套國產的繼電保護設備,第三套配的是進口的。”鄭玉平說,“結果使用一段時間后,他們就把進口的繼電保護設備都拆掉了,全套用我們制造的。”
20世紀90年代,國產繼電保護設備開始在我國電網工程中大規模應用,打破了國外企業對我國超高壓線路保護市場的壟斷,支撐了二灘水電站500千伏送出工程、三峽輸變電工程等大批重點工程的建設。
他有一種創新的執著——
我國的繼電保護技術走在世界前列,確保了電網安全穩定運行。這是我們科研人員的驕傲
面對在科研領域取得的一項又一項成就,鄭玉平心態始終平和:“科技創新無止境。完成一次創新攻關不是終點,而是新起點。”
進入21世紀,我國逐步建成世界上新能源并網規模最大、先進輸電裝備廣泛應用的復雜電網。交流與直流系統相互耦合、電力電子控制系統的非線性快速動態響應,使電網故障特性發生顯著變化。同時,交直流混聯的特大型復雜電網故障全局化特征凸顯,傳統保護技術難以滿足電網安全運行需要。
鄭玉平帶領團隊攻克了交直流混聯電網、新能源大規模接入電網的繼電保護關鍵理論技術難題,創立了適應復雜電網故障暫態特性演化的差動保護技術體系,主持研制了系列差動保護裝置,推動我國電網完成以差動保護為主保護的升級換代,實現繼電保護技術的中國引領。
如今,差動保護技術成果已廣泛應用于我國220~1000千伏的各電壓等級電網,并應用于新一代調相機組工程、海上風電工程等重要工程。2021年11月3日,在2020年度國家科學技術獎勵大會上,“復雜電網差動保護關鍵技術及應用”獲國家技術發明獎二等獎。項目第一完成人鄭玉平作為國家技術發明獎獲獎代表上臺領獎。
回首過去,鄭玉平充滿自豪:“我國電網逐步發展為全世界輸送容量最大、輸電電壓等級最高、規模最大的交直流混聯電網,離不開各方面的努力。作為其中關鍵一環,我國的繼電保護技術走在世界前列,確保了電網安全穩定運行。這是我們科研人員的驕傲。”
他有一份責任的擔當——
扛起新型電力系統原創技術策源地責任,一步一步去研究探索,破解難題
從一線科研人員到科研工作負責人和學術帶頭人,鄭玉平深知科技自主創新離不開超前布局的膽識、科研團隊的建設,更離不開科研人員不達目標不放棄的拼勁、韌勁。他說:“人的一生很短暫,不可能樣樣精通。我們只要在某一個領域持續研究,終歸會有所收獲。”
“團隊建設要固本,更要塑魂。”在鄭玉平看來,結構科學、分工合理、團結協作、高效精干的科研團隊是科技攻關的基礎,只有不斷探索符合科研人員特點的人性化管理之路,努力創造條件讓科研人員心無旁騖地做好本職工作,才能讓團隊的凝聚力和戰斗力不斷增強。
作為博士生導師,鄭玉平培養了一大批保護控制領域的專業人才,指導了博士后、博士研究生、碩士研究生23名,為我國電力保護控制裝備產業持續發展輸送著人才。
這些年,鄭玉平還致力于高質高效的研發體系構建、國家重點實驗室的建設和研發隊伍的培養。在他的帶領下,南瑞集團建成了“定位清晰、支撐有力、開放共享、協同高效”的兩級研發體系,形成了37項制度規范、4項工作流程、2項考核方案和1個信息化平臺,促進研發效率提升30%以上。2015年,南瑞集團牽頭申報的智能電網保護和運行控制國家重點實驗室獲得國家科技部批準建設。
近年來,在國家重點實驗室的支撐下,南瑞集團科技創新工作呈現活力強、成效好的良好局面。2021年,南瑞集團獲得國家技術發明獎二等獎1項、中國專利獎銀獎2項,獲得國家電網公司級及以上科技獎勵144項,發布國際標準1項,30項科技成果通過中國電機工程學會權威鑒定。
2021年國家電網公司“兩會”提出,扛起新型電力系統原創技術策源地責任,加大科技攻關和科研改革力度,力爭取得更多引領性、戰略性、支撐性重大成果。鄭玉平坦言,構建新型電力系統要科研先行,匯聚更多科技創新的力量:“與現有的電力系統相比,新型電力系統的運行特性、控制特性和故障特性會發生很大變化,顛覆了傳統基于同步機特性的繼電保護理論基礎,決定了繼電保護體系架構、保護原理也要有很大不同。我們要按照電網發展的規律,一步一步去研究探索,破解難題。未來,我們還有很長的路要走,我們有責任、有能力、有信心,在新型電力系統建設科技創新工作中實現持續引領,為我國電力事業作出新的貢獻。”
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