Квантовые датчики ищут неисправности до аварий на подстанции в Хэфэе

Китай начал использовать квантовые технологии для контроля электросетей на подстанции в Хэфэе, столице провинции Аньхой. Там квантовые датчики, защищённая связь и вычислительные системы помогают искать неисправности оборудования, точнее измерять параметры и проверять режимы работы энергосистемы.

Проект на этой подстанции стал одним из примеров практического применения квантовых разработок за пределами лабораторий. Испытания длились 18 месяцев, а сам объект ввели в эксплуатацию в ноябре 2024 года.

За время работы на площадке внедрили несколько десятков квантовых решений по трём направлениям: измерения, защищённая связь и вычисления. Разработчики проекта связывают с ними попытку решить типичные проблемы традиционных систем мониторинга, среди которых задержки при обнаружении неисправностей, ошибки измерений, риски для безопасности данных и сложные расчёты для крупных сетей.

Один из датчиков отслеживает изменения температуры и влажности в помещениях с электрооборудованием. Он также замечает слабые частичные электрические разряды, которые могут повредить технику и привести к сбоям.

Другой сенсор измеряет ток в линиях электропередачи и помогает быстрее находить место неисправности. Системы также способны выявлять трещины в ферромагнитных материалах, таких как железо и кобальт, а ещё определять потенциальные источники возгорания.

Отдельный блок проекта связан с точностью учёта электроэнергии. В Хэфэе разработали систему прецизионных измерений на основе алмазных квантовых сенсоров, которая фиксирует очень небольшие изменения электрического тока.

По данным проекта, такая схема может уменьшить ошибки измерения более чем на 500 000 кВт·ч в год. Это поможет операторам точнее сопоставлять объёмы переданной, потреблённой и учтённой энергии.

Квантовые датчики на подстанции Хэфэя

Квантовое шифрование в Хэфэе используют для защиты каналов связи через оптоволоконные линии и сети 5G. Это нужно для передачи данных между элементами подстанции без потери контроля над каналом.

Для моделирования разных сценариев работы энергосистемы проект задействует китайский сверхпроводящий квантовый компьютер третьего поколения Origin Wukong. Он помогает проверять возможные режимы работы сети и ускорять анализ сложных ситуаций.

На подстанции квантовые решения распределили по нескольким задачам, поэтому проект не сводится только к одному типу датчиков. Здесь совмещены контроль параметров, защита связи и расчётные сценарии.

Отдельное направление связано с ранним обнаружением утечек газа, которые возникают из-за неисправностей оборудования. Это ещё одно направление в той же инфраструктуре.

Проект в Хэфэе рассматривается как основа для дальнейшего расширения подобных решений на другие подстанции высокого уровня. В материалах о нём отдельно отмечается и нагрузка на энергосистему Китая: страна остаётся крупнейшим производителем электроэнергии в мире, а её сеть уже сталкивалась с перебоями из-за высокого спроса, ограничений поставок угля и экстремальной жары.

Источник: ixbt.com