中国正式将量子技术应用于国家电网,从合肥一座220千伏变电站起步,该变电站完成18个月量子技术试点,站内部署自主研发量子技术设备,覆盖量子测量、量子通信、量子计算三个方向,量子设备已24小时实时运行保障电网稳定。合肥变电站是量子技术的试点变电站,为后续全国推广铺平了道路。
传统电网面临设备监测精度不足、数据传输存安全隐患、算力跟不上决策需求三大痛点,量子技术可针对性解决这三类问题。在监测测量方面,量子电流传感器依托金刚石NV色芯感知磁场测量电流,解决传统传感器磁饱和失真问题,还可覆盖开关柜局部放电监测、气象灾害预警、杆塔移位监测、电缆起火预警等多场景,目前全球首套正负800千伏特高压直流无源无线量子电流传感器已在中国进入现场验证阶段。
在数据安全方面,量子加密采用量子密钥分发方式,依托量子不可克隆原理实现原理上不可窃听破译的加密,现已集成到变电站的光纤链路与5G通信中。
在算力决策方面,基于量子计算开发了电网潮流计算方法,已在超导量子计算机上完成真实电网拓扑网架计算验证,可更快模拟故障场景,支撑用电高峰期及时决策。
目前国内多个量子电网相关项目已落地,国内已有超过40个重点城市开始布局量子电网相关应用,服务覆盖全国31个省自治区直辖市,中国计划逐步将量子技术推广至全国电网。项目研发过程中,团队攻克了高品质金刚石传感材料国外断供的技术瓶颈,证实量子技术是保障供电的实际应用技术,并非概念验证。