В подстанция на китайския град Хефей, провинция Анхуей, квантови сензори, криптирани комуникации и квантов компютър следят оборудването, повишават точността на измерванията и симулират работата на електропреносната мрежа.
Китай направи нова стъпка към практическото приложение на квантовите технологии, като започна внедряването им в електропреносната си мрежа. В град Хефей вече работи система, която използва квантови сензори, квантово криптиране и квантови изчисления за ранно откриване на неизправности, по-прецизни измервания и анализ на работата на електроенергийната инфраструктура.
Проектът е сред първите реални примери за използване на квантови технологии извън лабораторна среда в критична инфраструктура.
Подстанцията е въведена в експлоатация през ноември 2024 г., а изпитанията на новите технологии са продължили 18 месеца. През този период в съоръжението са внедрени няколко десетки квантови решения, разделени в три основни направления – измервания, защитени комуникации и високопроизводителни изчисления.
Основната цел е да бъдат преодолени ограниченията на традиционните системи за мониторинг, включително забавеното откриване на повреди, неточностите при измерванията, рисковете за сигурността на данните и сложността при анализа на големи електропреносни мрежи.
Квантови сензори откриват проблемите още в зародиш
Сред най-интересните решения са квантови сензори, които следят минимални промени в температурата и влажността в помещенията с електрическо оборудване. Те могат да засичат и т.нар. частични електрически разряди – локални нарушения в изолацията, които често са предвестник на сериозни аварии.
Други сензори измерват тока в електропроводите с много висока точност, което позволява по-бързо локализиране на повреди. Системата може също така да открива микропукнатини във феромагнитни материали, като желязо и кобалт, както и потенциални източници на запалване.
По-точни измервания и по-малко загуби
Китайските инженери са разработили и високоточна измервателна система, базирана на диамантени квантови сензори, способни да регистрират изключително малки изменения в електрическия ток.
Според разработчиците това може да намали грешките при измерването на електроенергията с над 500 000 kWh годишно, като подобри съпоставянето между произведената, пренесената и отчетената електроенергия.
Квантово криптиране и квантов компютър
За защитата на комуникациите подстанцията използва квантово криптиране, приложено както към оптичните линии, така и към 5G връзките, с цел повишаване на сигурността срещу прихващане на данни.
За моделиране на различни режими на работа на електропреносната мрежа се използва Origin Wukong – китайски свръхпроводящ квантов компютър от трето поколение. Той анализира различни сценарии и подпомага операторите при оценката на сложни ситуации в електроенергийната система.
Подготовка за по-натоварените електроенергийни мрежи
Проектът в Хефей се разглежда като пилотна платформа за бъдещо внедряване на подобни решения и в други високоволтови подстанции в Китай.
Развитието на тези технологии идва в момент, когато китайската електропреносна мрежа е под все по-голямо натоварване. Като най-големият производител и потребител на електроенергия в света, страната през последните години се сблъсква с прекъсвания на електрозахранването, предизвикани от рекордно търсене, недостиг на горива и екстремни горещини.
Освен ранното откриване на електрически неизправности, новите квантови системи включват и решения за своевременно засичане на течове на газ и други потенциално опасни проблеми в енергийната инфраструктура.
