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从跟随到领跑 这个“钢铁卫士”护航电力安全30余载

2016-12-30 10:11来源:科技日报关键词:电力系统电力系统保护郑玉平收藏点赞

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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。(王志鸿 吴通华 曹团结)

原标题:从跟随到领跑 让“钢铁卫士”护航电力安全
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