Китай использует квантовые технологии для предотвращения аварий в энергосети

На подстанции в Хэфэе квантовые сенсоры, защищённая связь и вычисления проверяют оборудование, повышают точность измерений и моделируют работу энергосистемы

Китай начал внедрять квантовые технологии для мониторинга работы электросетей: на подстанции в Хэфэе (провинция Аньхой) используются квантовые датчики и вычислительные системы для выявления неисправностей оборудования, повышения точности измерений и анализа режимов функционирования энергосистемы.

Этот проект стал одним из примеров практического использования квантовых технологий за пределами лабораторных условий.

Испытания на объекте длились 18 месяцев, а сама подстанция была введена в эксплуатацию в ноябре 2024 года. За этот период было внедрено несколько десятков квантовых решений в трёх ключевых областях: измерения, защищённая связь и вычисления. Разработчики надеются таким образом решить проблемы, присущие традиционным системам мониторинга — задержки в обнаружении неисправностей, ошибки измерений, угрозы безопасности данных и сложность расчётов для крупных энергосетей.

Один из используемых квантовых датчиков контролирует малейшие колебания температуры и влажности в помещениях с электрооборудованием, а также выявляет слабые частичные электрические разряды (локальные утечки тока внутри изоляции), которые могут повредить оборудование и вызвать сбои. Другой сенсор измеряет ток в линиях электропередачи и способствует более быстрому определению места возникновения неисправности. Кроме того, системы способны обнаруживать трещины в ферромагнитных материалах (таких как железо и кобальт) и потенциальные источники возгорания.

Квантовые технологии также используются для повышения точности учёта электроэнергии. В Хэфэе была разработана система прецизионных измерений на основе алмазных квантовых сенсоров, способная фиксировать очень незначительные изменения электрического тока. Согласно данным проекта, это может снизить ошибки измерения более чем на 500 000 кВт·ч в год и помочь операторам точнее сопоставлять объемы переданной, потреблённой и учтённой электроэнергии.

Кроме того, подстанция применяет квантовое шифрование для защиты коммуникационных каналов через оптоволоконные линии и сети 5G. Для моделирования различных сценариев работы энергосистемы используется китайский сверхпроводящий квантовый компьютер 3-го поколения Origin Wukong, который помогает проверять возможные режимы работы сети и ускоряет анализ сложных ситуаций.

Проект в Хэфэе рассматривается как основа для дальнейшего внедрения аналогичных решений на другие подстанции высокого уровня. Китай развивает такие технологии на фоне увеличения нагрузки на энергосистему: страна является крупнейшим производителем электроэнергии в мире, и 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.