Квантовий щит для енергетики: як Китай захищає електромережі від масштабних аварій

Китай розпочав активне впровадження квантових технологій для захисту власної енергетичної інфраструктури від аварій та збоїв. Як повідомляє видання Interesting Engineering, на одній із ключових підстанцій країни вже 18 місяців проходять випробування квантових сенсорів, захищеного зв’язку та новітніх обчислювальних систем.

Новий підхід покликаний усунути слабкі місця традиційних мереж — зокрема запізніле виявлення несправностей, похибки вимірювань і ризики для кібербезпеки.

Точний моніторинг та виявлення загрози

Система квантового моніторингу працює за кількома напрямками:

• Контроль мікроклімату й розрядів: спеціальний сенсор стежить за найменшими змінами температури й вологості всередині приміщень з розподільчим обладнанням, а також вловлює слабкі часткові електричні розряди, які здатні пошкодити техніку та спричинити відключення.
• Швидкий пошук аварій: окремий сенсор вимірює струм у лініях електропередач, допомагаючи локалізувати місця пошкоджень у рази швидше.
• Діагностика матеріалів та пожеж: дослідники розробили системи для розпізнавання потенційної пожежної небезпеки та виявлення мікротріщин у феромагнітних матеріалах (зокрема залізі й кобальті).

Завдяки системі вимірювання на основі алмазів вдалося досягти високої точності вловлювання мізерних коливань струму. За підрахунками авторів звіту, це дозволяє щороку зменшувати похибку обліку на підстанції більш ніж на 500 тисяч кіловат-годин, забезпечуючи максимальну відповідність між переданою та спожитою енергією.

Стабілізація напруги та захист обладнання

Ефективне функціонування надчутливих квантових сенсорів та вимірювальних систем вимагає бездоганної якості живлення. Саме тому паралельно з квантовими технологіями в систему інтегрують високоточні промислові стабілізатори напруги. Вони захищають дороговартісну квантову апаратуру від стрибків, мережевих завад і просідань напруги, гарантуючи безперебійність зчитування даних навіть під час критичних навантажень на мережу.

Захист даних і моделювання сценаріїв

Окрім моніторингу залізничного та підстанційного обладнання, квантові технології застосовують і для захисту комунікацій. На об’єкті інтегрували квантове шифрування в оптоволоконні лінії та 5G-мережі, якими користується енергосистема.

Окремим елементом пілотного проєкту став квантовий комп’ютер третього покоління Origin Wukong. Його задіюють для моделювання різних робочих сценаріїв електромережі. Головна мета — надати операторам можливість миттєво аналізувати складні зміни стану системи та максимально оперативно реагувати на будь-які загрози.