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浙江量子化改造推動新型電力系統(tǒng)省級示范區(qū)建設(shè)

來源：中國能源新聞網(wǎng) 時間：2023-12-22 16:06

徐梓沐　沈昊驄

　　寒潮來臨。伴隨氣溫驟降而來的雨雪冰凍，常常會給電力檢修帶來不便。而在浙江東陽，調(diào)度人員只需在調(diào)度大廳遙控量子開關(guān)，便能夠遠程控制橫店星耀開閉所內(nèi)設(shè)備，隔離所內(nèi)故障線路、改變供電潮流，有效提升配網(wǎng)線路運行穩(wěn)定性。這得益于浙江開展的電力設(shè)施量子化改造。

　　隨著新型電力系統(tǒng)建設(shè)推進，海量光伏、儲能電站等新業(yè)態(tài)終端接入電網(wǎng)，如何在確保安全的前提下，實現(xiàn)多種電力終端的遠程精準控制，成為提升電力系統(tǒng)安全、經(jīng)濟、高效運行能力的必答題。國網(wǎng)浙江電力正向量子通信技術(shù)尋求破題之法。

為電力信息安全增加一把“安全鎖”

　　相較于傳統(tǒng)的密碼機制，量子密碼具有真隨機性。如同“孫悟空的分身術(shù)”一樣，量子擁有多種可能狀態(tài)，當被觀測或被測量時，它會隨機產(chǎn)生某種狀態(tài)，一旦有人嘗試復制，該狀態(tài)就會改變。

　　基于量子的特性，量子加密通信能夠在信息收、發(fā)、傳輸全鏈路構(gòu)筑加密“隧道”，應用于電力領(lǐng)域，它能夠安全有效地提升電力系統(tǒng)遙控、遙測、遙信能力，提高電網(wǎng)安全和保供能力。

　　國網(wǎng)浙江電力設(shè)備部王凱打了個比方：“如果說現(xiàn)在主流的加密技術(shù)是陸用汽車，量子加密技術(shù)就是水陸兩用汽車。盡管當前陸用汽車可以安全行駛，但在可預見的未來，暴力計算必將引發(fā)洪澇，水陸兩用汽車更能保證行駛要求?！?/p>

　　另一個顯著特點是量子化改造的經(jīng)濟性。為確保數(shù)據(jù)傳輸安全，電力領(lǐng)域傳統(tǒng)采用光纖和專用網(wǎng)絡通信，需拉線、破土、用地等，而量子化改造只用在原有設(shè)備上增加信號發(fā)射、接收模塊，能夠減少附加成本，且隨著技術(shù)越成熟、應用越廣，其成本還有望進一步降低。此外，“第二次量子革命”以來，我國量子信息技術(shù)領(lǐng)跑世界，高度科技自主性也為推進量子技術(shù)更深層次的應用夯實了基礎(chǔ)。

經(jīng)濟有效提升電網(wǎng)保供能力

　　浙江關(guān)于電力領(lǐng)域量子化改造的探索早已開始。國網(wǎng)浙江電力踐行“電等發(fā)展”重要囑托，通過成立技術(shù)攻堅團隊、搭建仿真建模環(huán)境、開展綜合示范點先行等方式，于2021年11月開始，在全省多地持續(xù)開展量子化改造成效驗證，實現(xiàn)與國家電網(wǎng)公司原有數(shù)據(jù)加密體系相融合的補強通信模式。

　　在杭州，剛剛結(jié)束的杭州亞運會中，當?shù)毓╇姽静捎昧孔蛹用芗夹g(shù)，將電流、電壓、開關(guān)狀態(tài)等電力運行數(shù)據(jù)經(jīng)量子加密隧道上傳至亞運保電系統(tǒng)，實現(xiàn)國網(wǎng)杭州供電公司應急指揮中心與亞運會主場館等重要城區(qū)的電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)緊密互聯(lián)，保障亞運會電力指揮體系中視頻通話、保電系統(tǒng)信息傳輸?shù)慕^對安全。

　　在紹興新昌，當?shù)仉娏W(wǎng)架呈現(xiàn)“南源北荷”特征，總體上本地電源少、大型企業(yè)多、能源對外依賴度高。國網(wǎng)紹興供電公司完成新昌全域324臺電力智能開關(guān)等設(shè)備的量子化改造，并結(jié)合電網(wǎng)最優(yōu)運行方式，助力智能開關(guān)實時自動控制，實現(xiàn)區(qū)域電網(wǎng)負載均衡實現(xiàn)改造區(qū)域架空線路自動故障定位、故障隔離和快速負荷轉(zhuǎn)供。在本輪寒潮天氣中，量子智能開關(guān)有效應對了大風和低溫冰凍天氣給電網(wǎng)帶來的沖擊，顯著提升配電網(wǎng)運行可靠性。

　　截至2023年底，浙江11個地市電力生產(chǎn)控制大區(qū)均已搭建量子安全服務平臺，并在智能開關(guān)、分布式光伏等9類5000余個應用終端完成了量子改造，實現(xiàn)控制信號的安全傳輸，有效提升電力無線通信安全，大幅節(jié)約光纜、通信傳輸設(shè)備等設(shè)施周期性投資和后期維護費用。

更大程度釋放源網(wǎng)荷儲互動能力

　　浙江電網(wǎng)兩年多的實踐進一步證實了量子化改造能夠以小代價提升電網(wǎng)的安全保供能力。當前，浙江省新型電力系統(tǒng)省級示范區(qū)建設(shè)已進入“深水區(qū)”，國網(wǎng)浙江電力將進一步探索電力設(shè)備量子化改造與源網(wǎng)荷儲互動能力提升間的結(jié)合點。

　　因獨特的產(chǎn)業(yè)特征，金華橫店擁有豐富的分布式光伏、儲能等柔性互動資源。國網(wǎng)金華供電公司針對該區(qū)域源、網(wǎng)、荷、儲各類場景開展量子化改造，完成10千伏架空線路16臺智能開關(guān)、2套環(huán)網(wǎng)柜配電自動化終端、1座分布式光伏電站、1座用戶側(cè)儲能電站的量子加密改造，探索儲能設(shè)備充放電模式遠程控制和分布式電源功率調(diào)節(jié)，指導用戶側(cè)參與削峰填谷和調(diào)頻調(diào)壓。

　　量子化改造的觸角還將進一步延伸。在用戶側(cè)，國網(wǎng)浙江電力加快研發(fā)電動汽車充電樁、光伏并網(wǎng)等不同場景適配的量子加密終端，力求做到負荷側(cè)每一度電都可調(diào)控，增強電網(wǎng)彈性。在電網(wǎng)側(cè)，在全省推廣配電自動化主站統(tǒng)一改造，力爭實現(xiàn)每一度電能都能精準控制。

　　同時，國網(wǎng)浙江電力還將研究論證全量子變電站建設(shè)，在現(xiàn)有資源的基礎(chǔ)上，優(yōu)化量子加密終端配置，研究更深層次的量子通信技術(shù)和量子加密技術(shù)，在微電網(wǎng)調(diào)控、虛擬電廠等業(yè)務場景開展試點應用，提升源網(wǎng)荷儲互動過程中的安全防護能力。

責任編輯：許艷

校對：江蓬新