電力系統是人類創造的最復雜的工業系統之一，保障其安全穩定運行，是一個世界級難題。目前，我國已構建以“三道防線”為基礎、適應我國國情的電網風險防御技術及裝備體系，“電網運行風險防御技術與裝備”全國重點實驗室主任、南瑞集團鄭玉平就是這一體系建設的重要實踐者。
繼電保護是保障電力系統安全穩定運行的第一道防線，在鄭玉平眼中，繼電保護設備就是電網的“貼身保鏢”。從業40多年來，針對我國電網發展的不同發展階段，鄭玉平先后主持三代“貼身保鏢”裝置研制，不僅徹底打破國外壟斷，而且推動我國繼電保護技術引領世界發展。相關技術產品應用于國內外成千上萬個變電站，為國家創造產值數百億元。
鄭玉平（左）與青年科研人員在南瑞集團展廳
打破壟斷，選擇最難的賽道去拼去闖
上世紀70年代到90年代，我國電力系統網架十分薄弱，年均發生電網穩定性破壞和大面積停電事故14次。
據鄭玉平回憶，“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。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?！?/p>
“我們所有人的目標，就是趕快打破這個現狀?！眲倧拇髮W畢業，年僅18歲的鄭玉平義無反顧地選擇了難度最強、要求最高、責任最大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。
工欲善其事必先利其器。1986年，參加工作不久，鄭玉平就敏銳地發現了試驗裝置對于先進保護裝置研發的基礎性作用。從支撐科研開展的試驗裝置出發，展現了鄭玉平過人的科研天賦。在毫無資料借鑒的情況下，他主動請纓、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。
試驗裝置的成功研發讓鄭玉平初露鋒芒。90年代初期，研發環境艱苦，經費嚴重缺乏，一臺電腦像寶貝一樣被大家輪流使用。鄭玉平和團隊成員攻堅克難，一點一點去解決每一個問題，成百上千次反復試驗、驗證和分析。1991年，成功研發ISA-1型中低壓變電站成套微機保護。安慶石化總廠、蘭州連城鋁廠、南海供電局……為了讓科研成果更好地服務電網需求，工程現場總能看到他忙碌的身影。1993年3月，產品在南京通過國家部委鑒定，主要技術性能達到國際水平。其后一年，產品很快投入批量生產，并應用于全國50多個變電站。
在鄭玉平眼里，中低壓技術只是小試牛刀，他很快將工作重心投入到超高壓保護技術的開發中。經歷反復研究、生產、調試與檢驗，LFP-900系列超高壓微機型成套保護裝置相繼問世。該系列設備動作快速性和綜合性能遠超國外同類產品。但是，習慣了國外產品的用戶對國產設備持懷疑態度，在產品推廣初期遭遇了巨大的阻力。鄭玉平和團隊成員一次次耐心地向用戶做細致解釋，并與國外同類設備進行比對實驗。最終，國產設備以其顯著超越國外同類設備的性能證明了自己的先進性，逐漸被用戶接受。
“還記得1997年，我們去四川推廣自主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。該工程配置了三套保護，一套是我們自己研制的國產主保護，一套是國外的主保護，還有一套自己研制的國產保護作為后備保護。”鄭玉平非常感慨，“后來，由于我們自主研制的保護設備運行穩定、性能好，原作為后備保護的國產設備被提升為主保護，而國外的保護設備則退出運行”。
隨著越來越多用戶對其優越性的認可，20世紀90年代中后期，國產繼電保護設備開始在我國電網工程中大面積推廣應用，可靠支撐了二灘水電站500千伏送出工程、三峽輸變電工程等大批重點工程的建設，逐漸打破了國外企業對我國超高壓線路保護市場的壟斷。經實踐檢驗，保護正確動作率由原來的80%大幅提升至99%以上，為國家減少了數十億的損失?！熬瓦@樣，我們的產品逐漸替代進口成為我國電網保護的‘標配’，我國也再未發生過類似歐美的全國性大停電事故。”至此，我國的電力系統保護水平由跟隨者變成了世界的領跑者。
“鄭玉平非常專注，一門心思搞繼電保護，能夠沉得下心去，不受外界干擾，這是科研工作者非常重要的品質?！崩贤聜內绱嗽u價鄭玉平。超高壓輸電線路保護的成功研發，極大激發了鄭玉平的創新動力，很快他又將目標定在了發電機、變壓器、電抗器等重要設備的保護研究。
這些設備都是電力系統最主要的電氣設備，價格昂貴，一旦損壞，損失巨大，如一臺大型發電機組價值超1億元。主設備可能發生許多危及安全的內部故障，而保護設備故障識別和靈敏快速動作難度極大，即使是國外產品，也普遍存在內部故障靈敏度和正確動作率較低的問題。
針對這一技術難題，鄭玉平首創異步法協同變化量差動技術、主保護后備保護一體化設計、雙重化配置等關鍵技術方案，主持研制成功發電機、變壓器、母線、電抗器等成套保護裝置。相關技術產品快速實現規?；瘧谩⑻娲M口、成為國家標準，保護正確動作率總體水平由63%躍升至94%，并出口巴西、土耳其、印度等21個國家，成為國際同類產品主流技術路線。
引領世界，面向實際需求勇攀新高峰
進入21世紀以后，我國逐步建成世界上電壓等級最高、輸送距離最遠、交直流混聯的特大型復雜電網。電網故障全局化特征凸顯，對傳統保護技術形成挑戰?！懊鎸C遇與挑戰，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。”鄭玉平是這么說，也是這么做的。
鄭玉平帶領團隊成員，經過數年持續攻關，成功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，實現了繼電保護技術的中國引領。由該項技術成果，鄭玉平成功獲得2020年國家技術發明二等獎。
目前，差動保護項目成果已廣泛應用于我國220千伏至1000千伏各電壓等級電網，涵蓋新一代調相機組工程、海上風電工程以及川藏聯網等重要工程。無法滿足我國復雜電網要求的進口保護裝置被批量替換，產品出口至數十個國家和地區。
隨著國際環境的變化，芯片“卡脖子”困境凸顯。在產品層打破國外壟斷的基礎上，還必須在核心元器件和操作系統層面擺脫國外長期限制。為了把安全牢牢掌握在自己手里，鄭玉平又帶領團隊堅持自主創新，相繼攻克了自主可控安全操作系統研制與適配等關鍵技術難題，研制了自主可控核心二次設備共性平臺和全電壓等級、全系列保護、監控及穩控裝備。全國產化先進保護系列產品先后在20余省市電網控制保護、自動化、新能源等多個電網關鍵場景進行驗證并開始規?；茝V，成果入選2021年度能源領域首臺套重大技術裝備。
當前，構建新型電力系統是我國實現“雙碳”目標的必然選擇?！敖ㄔO新型電力系統要科研先行，匯聚更多科技創新的力量?！笨钙鹦滦碗娏ο到y原創技術策源地責任，力爭取得更多引領性、戰略性、支撐性重大成果，是鄭玉平和團隊堅守的使命擔當。
鄭玉平介紹：“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?！毙滦碗娏ο到y源側新能源快速發展，網側特高壓、交直流遠距離輸電規模持續擴大，電力電子設備占比逐漸升高，荷側新型負荷爆發式增長，新型電力系統正發展為具有復雜運行特性的巨系統，呈現強不確定性、弱抗擾性的特征，電網運行控制和風險防御能力提升重要性凸顯。
面對電網發展迫切需求，鄭玉平再次揭榜掛帥，聚焦大電網保護控制技術難題，承擔了國家電網有限公司新型電力系統科技攻關行動計劃“新型電力系統繼電保護體系架構與關鍵技術研究”、國家重點研發計劃“無常規電源支撐的大規模新能源發電基地穩定運行及直流送出關鍵技術”等多項重大攻關專項，開展不依賴電源特性的繼電保護、廣域協調自適應緊急控制和參數在線優化的就地緊急控制等技術攻關和關鍵設備研制工作，旨在為新型電力系統安全運行提供技術保障。
今年6月17日0時30分，鄭玉平團隊研制的兩套“全新升級”的主變繼電保護裝置在500千伏驥能變電站正式投入試運行，首次實現了新型電力系統保護裝置在江蘇掛網。該變電站是江蘇省首座海上風電升壓送出專用站，每年為南通地區提供175億千瓦時的清潔能源。“全新升級”的變壓器保護裝置提高了電力電子諧波背景下保護設備的快速性和可靠性，實現現有變壓器保護的性能提升。同時該裝置對不依賴電源特性的保護新原理進行了有效探索，為未來保護原理和技術革新積累了豐富經驗。
“能夠看到自己的研究成果在工程實際應用，有很大的成就感。而且電網的發展不斷提出新的課題，不存在畢其功于一役的情況，結合實際開展科研永無止境。”談及為什么能夠堅持40多年一心撲在繼電保護技術上，鄭玉平這么說。
鄭玉平（中）與團隊成員探討新能源繼電保護項目
躬身垂范，打造充滿韌勁的科研團隊
“以往做學問、搞研究得自己找資源、想辦法，現在舉全公司之力，為科研人員創造條件，給科研人員穩定的支持，讓真正了解情況的專家自主選擇研究領域、決定技術路線、安排研究進度和時間節點計劃?！编嵱衿奖硎荆先鸺瘓F已建立了科研骨干長期股權激勵機制，這項機制就像是大家吃下了“定心丸”，能讓大家心無旁騖地做研究。
如何讓帶領的團隊活力迸發，信心滿滿地投入新的科研征程？鄭玉平深知，科研隊伍建設貴在可持續。作為博士生導師，他始終親力親為教導學生。不論是實驗研究還是課題攻關，他都以身示范，指導博士后、博士、碩士研究生26名，為我國電力保護控制裝備產業持續發展輸送人才。團隊成員每個月都要開展一次集中交流。每次交流時，他都會把舞臺讓給年輕人，鼓勵大家踴躍發言，大膽表達自己的觀點。
“他從不大包大攬，善于營造自由討論氛圍，啟發大家思考，培養發揮年輕人的主動性?！编嵱衿綀F隊核心成員潘書燕說。
“他是一個工作非常嚴謹的人，技術上出現的任何小小的細節問題都不會放過。在他的帶領下，我們開始有能力和信心去組建全國重點實驗室。”南瑞集團所屬南瑞研究院研發質控中心副主任曹團結談起鄭玉平，便打開了話匣子，“他的創新思維超出一般人的線性思維，我經常會發現鄭老師有一些超前思維、逆向思維體現，比如傳統繼電保護主要是等到故障之后被動的反應這種故障的狀態，然而他卻提出在故障之前做出預判，一下子就把思路打開了。”
鄭玉平認為，人才強企專項行動、股權激勵實施等等都在持續激發企業發展的內生動力。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。他常常告訴團隊成員：“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之以恒的研究，終歸會有所收獲?！?/p>
“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?！拔覀冇胸熑?、有能力、有信心，在電力系統保護控制領域打造中國電力系統堅強防線，為國家能源電力事業貢獻更大的力量?！?/p>
鄭玉平（中）給青年科研人員講解繼電保護發展歷程
科研永無止境，鄭玉平團隊正在一步一個腳印，按照電網發展的規律，去研究探索、破解難題。“習近平總書記到南瑞考察時強調，要以十年磨一劍的韌勁，以‘一輩子辦成一件事’的執著，攻關高精尖技術，成就有價值的人生。親切的勉勵直切科研工作關鍵，時代接力棒傳到我們手中，不僅要跑好這一棒，還要傳好這一棒?！编嵱衿秸f。（王志鴻王中浪）
