Китай начал использовать квантовые датчики и квантовое шифрование на подстанции в Хэфэе для раннего обнаружения неисправностей и защиты данных. Система уже снижает ошибки учёта электроэнергии на 500 000 кВт·ч в год.
Китай внедряет квантовые датчики для предотвращения аварий в энергосетях
Китай начал применять квантовые технологии для контроля работы электросетей. На подстанции в Хэфэе (провинция Аньхой) квантовые датчики и вычислительные системы используют для поиска неисправностей оборудования, повышения точности измерений и анализа режимов работы энергосистемы. Проект стал одним из примеров практического применения квантовых технологий за пределами лабораторных исследований.
Три направления внедрения
Испытания на объекте продолжались 18 месяцев. Подстанция была введена в эксплуатацию в ноябре 2024 года. За это время там внедрили несколько десятков квантовых решений в трёх направлениях: измерения, защищённая связь и вычисления. Разработчики рассчитывают таким образом решить проблемы традиционных систем мониторинга — задержки при обнаружении неисправностей, ошибок измерений, угроз безопасности данных и высокой сложности расчётов для крупных энергосетей.
Квантовые датчики для мониторинга
Один из применяемых квантовых датчиков отслеживает малейшие изменения температуры и влажности внутри помещений с электрооборудованием. Он также обнаруживает слабые частичные электрические разряды — локальные утечки тока внутри изоляции, которые могут повреждать оборудование и приводить к сбоям. Другой сенсор измеряет ток в линиях электропередачи и помогает быстрее определять место возникновения неисправности. Кроме того, системы способны выявлять трещины в ферромагнитных материалах (например, в железе и кобальте) и потенциальные источники возгорания.
Повышение точности учёта
Квантовые технологии применяются и для повышения точности учёта электроэнергии. В Хэфэе разработали систему прецизионных измерений на основе алмазных квантовых сенсоров. Она способна фиксировать очень небольшие изменения электрического тока. По данным проекта, это может сократить ошибки измерения более чем на 500 000 кВт·ч в год и помочь операторам точнее сопоставлять объёмы переданной, потреблённой и учтённой электроэнергии.
Защищённая связь и вычисления
Подстанция использует квантовое шифрование для защиты каналов связи через оптоволоконные линии и сети 5G. Это предотвращает перехват данных и несанкционированный доступ. Для моделирования различных сценариев работы энергосистемы применяется китайский сверхпроводящий квантовый компьютер 3-го поколения Origin Wukong. Он используется для проверки возможных режимов работы сети и ускорения анализа сложных ситуаций.
Планы расширения
Проект в Хэфэе рассматривается как основа для дальнейшего расширения подобных решений на другие подстанции высокого уровня. Китай развивает такие технологии на фоне роста нагрузки на энергосистему: страна является крупнейшим производителем электроэнергии в мире, её сеть сталкивалась с перебоями из-за высокого спроса, ограничений поставок угля и экстремальной жары. Среди новых направлений разработки — системы раннего обнаружения утечек газа, возникающих из-за неисправностей оборудования.
Об авторе
