Китай тестирует квантовые датчики, защищенные средства связи и вычислительные системы на действующей подстанции, изучая возможности применения этих новых технологий в электросети страны.
Согласно сообщению People’s Daily Online, на демонстрационной подстанции Houdian Quantum Application Demonstration Substation мощностью 220 киловольт в городе Хэфэй, провинция Аньхой на востоке Китая, развернуто 85 разработанных в Китае квантовых устройств 18 разных категорий.
Введенная в эксплуатацию в ноябре 2024 года, эта подстанция является первой в Китае демонстрационной подстанцией, предназначенной для систематического использования квантовых технологий. Оборудование включает квантовые датчики, средства связи и вычисления, а его применение варьируется от обнаружения электрических неисправностей до защиты данных и анализа потока энергии в электросети.
Большая часть технологий, разработанных в компании Houdian, направлена на улучшение мониторинга электрооборудования, где квантовые датчики могут обеспечить более высокую чувствительность, чем традиционные устройства.
На фотографии изображена демонстрационная подстанция в городе Хэфэй, провинция Аньхой, Восточный Китай. People’s Daily OnlineЧувствительные квантовые материалы на основе алмаза используются для мониторинга колебаний тока, а датчики на основе квантовых точек — устройства, использующие полупроводниковые материалы наноразмерного масштаба — контролируют состояние внутри распределительных устройств и ищут признаки частичного электрического разряда — раннего индикатора проблем с изоляцией и отказа оборудования.
«Мы заменили многие задачи ручной проверки высокоточным квантовым сенсорным оборудованием, - рассказал изданию People’s Daily Online Тянь Тэн, инженер Института цифровизации Научно-исследовательского института электроэнергетики при Государственной электроэнергетической компании провинции Аньхой. - Новая система может гораздо быстрее выявлять и диагностировать дефекты оборудования, снижая как затраты на инспекцию, так и эксплуатационные расходы».
Другое оборудование выходит за рамки самой подстанции. Система квантового лидара отслеживает атмосферные частицы и облака в радиусе 15 километров для выявления погодных рисков. Квантовые датчики ориентации, установленные на опорах линий электропередачи, измеряют небольшие изменения магнитных полей для отслеживания положения опор.
Подстанция спроектирована для работы без постоянного присутствия персонала на месте. При этом автоматизированные системы заменяют некоторые ручные проверки.
Проект частично направлен на решение проблем, создаваемых все более сложными сетями, передающими электроэнергию из возобновляемых источников и силового электронного оборудования. Китайские исследователи указали на ограничения в мониторинге оборудования, безопасности связи и возможности быстрого анализа все более сложных сетей. Перемещение квантовых датчиков из лабораторий на действующую подстанцию создало инженерные проблемы, говорится в статье.
Техник объясняет, как квантовые технологии применяются в энергетическом оборудовании People’s Daily OnlineЧжао Лонг, руководитель лаборатории квантовых датчиков в Научно-исследовательском институте Государственной электроэнергетической компании Аньхой, сказал, что команде не хватало прецедентов внутри Китая, установленных стандартов и зрелых технических решений. Он также отметил, что зарубежные поставщики перестали поставлять высококачественные алмазные сенсорные материалы, что побудило исследователей сотрудничать с китайскими специалистами по материалам для разработки альтернатив.
Затем инженеры столкнулись с электромагнитными помехами и учились адаптировать чувствительное лабораторное оборудование к реальным условиям эксплуатации.
Согласно оценкам проекта, опубликованным в People’s Daily, квантовые технологии могут сократить ежегодные погрешности измерения электроэнергии на электростанции Houdian более чем на 500 тысяч киловатт-часов. В отчете нет независимого подтверждения этой оценки, а также недостаточно информации для определения способа расчета этой цифры.
Также согласно отчету, несколько технологий, протестированных на электростанции Houdian, были позднее внедрены в других районах провинции Аньхой и сейчас готовятся к эксплуатации в других частях Китая.
На фотографии изображено помещение с оборудованием демонстрационной подстанции в городе Хэфэй, провинция Аньхой, Восточный Китай. People’s Daily Online
