安徽合肥是全国最早系统布局量子科技研发及产业化的城市之一。近年来,合肥持续推动量子企业引育和场景深化应用,打造量子科技和产业中心,形成较为完备的量子信息基础研究体系,全市已培育集聚量子产业链企业超过107家。
立足当地量子产业发展优势,合肥供电公司深化与本土企业的产学研用合作,全方位推动量子保密通信、量子精密测量、量子计算等技术与电网运维、新能源消纳、车网互动等业务深度融合。
多类量子设备提升变电站运维质效
在220千伏合肥候店量子应用示范变电站内,10千伏开关柜中的量子电流互感器、量子点多参量传感器自动采集设备的温度、湿度、气体浓度等关键运行参数。依托量子保密通信技术,监测数据可安全高效传输至安徽电科院量子感知实验室、合肥供电公司变电检修中心,实现变电站设备运行状态全天候远程监测。
“每一次数据传输过程都会随机生成一组专属量子密钥,持有正确密钥接收端才能完成解密,从技术层面有效防范数据泄露风险,保障数据传输安全。”合肥供电公司数字科技部专责王海伟介绍。
合肥候店量子应用示范变电站是国内首座应用量子测量、量子通信和量子计算三大量子技术的在运变电站。站内部署量子电流互感器等18类85台(套)电力量子技术装备,全面验证了量子技术在电力核心生产场景的实际性能,也进一步提升了变电站的运行可靠性。
在量子精密测量方面,合肥候店量子应用示范变电站应用的量子电流互感器由国网安徽省电力有限公司自主研发。这种互感器的体积是传统互感器的十分之一,测量精度更高,解决了传统互感器磁饱和导致的数据失真问题,即使变电站设备出现故障也能准确反映一次电流变化,为运维人员研判处置提供精准数据支撑。
目前,量子电流互感器、量子无损探伤仪、量子激光雷达等设备分布于变电站不同区域,与量子通信技术协同构建起全方位“感知网络”,能更安全、更精准地采集并传输设备运行参数等,帮助运维人员快速发现、定位和处置故障,提升运维质效。
“5G+量子加密”发挥虚拟电厂更大效能
合肥虚拟电厂于2020年2月建成投运,聚合分布式光伏、新型储能、新能源汽车充换电站等资源,通过统一智能调控,促进新能源高效消纳、电网削峰填谷、资源柔性调节。随着接入资源的增加,提升调度指令传输安全性和响应速度成为合肥虚拟电厂优化的关键。2023年5月,合肥供电公司完成合肥虚拟电厂技术升级,将“5G+量子加密”技术应用于虚拟电厂。
在安全防护方面,合肥供电公司联合本地量子技术龙头企业,搭建了合肥虚拟电厂“一点对多点”规模化量子密钥分发体系。合肥虚拟电厂的每一条调度指令传输都会实时生成独立、随机、唯一的密码,实现数据全流程加密传输,保障所有调控指令精准下发、可靠执行。在调度效率方面,依托专用5G通信网络,合肥虚拟电厂调度指令响应时间由90秒缩短至15秒内,可高效应对电网短时频率波动、负荷突变等情况。
依托量子技术,合肥虚拟电厂接入规模持续扩大、调控精准度持续提升,价值潜能进一步释放。截至今年10月底,合肥虚拟电厂最大调节能力已达40万千瓦,接入规模较升级前增长6倍以上。合肥虚拟电厂还支撑企业常态化开展屋顶分布式光伏绿电交易,开辟了分布式光伏市场化消纳新路径,更好释放用户侧能源资源价值。
量子技术支撑车网互动更精准更高效
5月,合肥供电公司杨林路充换放一体示范站建成投运。该站是国内首个集运营、校验、培育于一体的车网互动示范站,深度融合量子通信、量子测量等技术。站内配备53个车网互动充电枪,布局蔚来、宁德时代两座换电站,建成兆瓦级闪充站,可满足市面上主流车型的充换电及车网互动需求。
杨林路充换放一体示范站内还建成合肥市车网互动运营中心与技术验证中心。该中心应用“5G+量子加密”技术,可实时监控、统一调度全市22个车网互动示范项目的223个车网互动充电桩,为规模化、常态化车网互动提供技术保障,提升车网互动通信安全性。
“车网互动过程中,高频次、远距离的调度指令传输对通信安全要求极高。量子通信具备不可克隆、不可窃听的物理特性。我们依托量子加密通信技术搭建专属安全传输通道,消除车网互动场景中的通信安全风险,保障车辆与电网之间精准、高效、稳定的交互。”合肥供电公司营销部专责徐晃介绍。
针对大功率闪充、高频次充放电场景下,传统计量设备精度不足、易受电磁干扰、结算滞后等问题,合肥供电公司在杨林路充换放一体示范站内的兆瓦级闪充桩上安装了量子精密测量表,其计量精度比传统计量装置提高5至10倍,可在车辆充电和放电全过程中保持高精度稳定计量。该测量表还支持毫秒级电费结算,更好适配大功率、快交互的车网互动场景。
自投运以来,杨林路充换放一体示范站已累计开展6次规模化车网互动活动,累计放电量超13.6万千瓦时,成为全市车网互动的主力站点。
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