10月31日20時左右，位于浙江省紹興市柯橋區的10千伏東安線發生故障。紹興供電公司調度主站系統成功斷開B1014智能開關，合上B1047智能開關，故障區域被有效隔離，非故障區域立即恢復供電。依托量子通信技術，此次遙控操作在無運維人員到場的情況下，實現配網線路故障自動分段隔離，將配網故障處置時間從小時級降到秒級。
目前，新能源大規模并網，智能化終端設備大量接入，電力系統對通信技術的依賴程度日益增強。而量子通信傳輸速度快，準確性、安全性高，契合電網需求。紹興供電公司與技術供應商合作，在現有的安全架構基礎上，開展“量子+”電力全業務驗證，讓量子通信技術為配網運維服務。
配網負荷調節更柔性
電力需求側響應存在海量資源，常規的需求側響應面臨信息匯聚和調節能力不足的難點，特別是感知大量、分散的客戶側負荷。
10月11日10時，紹興供電公司開展“量子+”電力用戶側負荷的集群控制場景驗證，通過調度主站系統發令，將位于上虞區e游小鎮和柯橋區馬鞍供電所的兩個空調集群下所有空調制冷系統的溫度統一設定成26攝氏度。系統發出指令后，集群下空調陸續響應，1分30秒后，各臺空調的運行溫度均調整到了26攝氏度，此時空調集群即時功率下降55%。
今年迎峰度夏期間，紹興電網負荷達到919萬千瓦，其中降溫負荷約占15%。為確保設備不重載運行，常需要運維人員到現場調整配網運行方式。通過設備量子化改造后，調度主站系統對線路和設備的負載實時感知能力提升，同時可有效節省光纖敷設和運維成本。
以變電站負荷均衡為目標，當調度主站系統監測到兩個變電站的負荷差值超過5000千瓦時，內置的控制策略會自動計算線路的最佳分段點，一鍵執行開關分合，實現兩個變電站的負荷柔性調節，避免設備重載運行，同時提升電網資源利用率，減少主變壓器增容等方面的投資。
“此次驗證后，我們將加大與政府機關、產業園區、家電生產廠家的合作力度，將更多的智能家電接入到調度主站系統，在客戶無明顯感知的情況下，壓降尖峰時段用能，提高客戶側能效水平。這對提升全社會綜合能源效率意義重大。”紹興供電公司市場營銷部負責人胡泳說。
新能源消納更有保障
國慶長假期間，由于分布式光伏發電出力大于負荷，位于紹興市上虞區的臥龍分布式光伏10千伏專線出現倒送主變壓器的情況。調度主站系統監測到該專線功率倒送后，立即提示調度人員利用預設的控制策略進行一鍵式操作，將臥龍分布式光伏1960千瓦倒送功率切換到附近的公用線供電，實現分布式能源的就地消納。
目前，紹興地區分布式能源裝機容量達110萬千瓦，預計到2025年將達252萬千瓦。分布式光伏裝機容量快速增長加大了現有主變壓器、線路增容改造壓力。而且由于光伏發電出力的不確定性，潮流及電壓波動也會隨新能源裝機增長而加劇，難以實現光伏電量就地消納。
紹興供電公司在光伏發電設備的逆變器上加裝量子客戶終端設備，利用量子通信技術把分布式光伏的實時出力信息接入到調度主站系統，從主站端一鍵遠程調節光伏發電的出力、頻率和電壓，驗證分布式光伏參與電網運行調節甚至在電網故障條件下作為獨立電源微網運行的可行性。
全業務應用更廣泛
10月30日，在220千伏袍興變電站智能巡檢機器人正通過紅外測溫、可見光拍攝等方式采集數據，并對數據進行深度分析。目前，紹興供電公司共有變電站智能巡檢機器人115臺。此前，巡檢機器人的信息數據都匯集在專用網絡中，在數據傳輸、任務設置等環節，存在無線通信鏈路安全隱患。
針對這一問題，紹興供電公司利用量子密鑰為主站和終端間無線傳輸的數據信息加密，增強了數據傳輸的安全性，并利用新型物聯網量子網關，實現信息的高帶寬快速接入和交互。
在此基礎上，紹興供電公司進一步與技術供應商合作，實現量子加密設備的小型化。“我們最初采用的智能開關體積和功耗較大，開關廠家為此特意定制了開關的二次終端箱。目前，我們已研制出量子芯片內嵌式終端，整體功耗明顯下降，且體積壓縮近50%。”胡泳介紹。
此前，紹興電網超過4000個智能開關由于信息安全方面的考慮，僅能用于故障定位，分合操作仍需人工執行。經過量子化改造后，智能開關具備遙控和饋線自動化功能，將在配網故障處置中發揮更大作用。
目前，紹興供電公司已完成無人機、電纜在線監測、移動機器人、分布式光伏、智能開關等9類設備全業務的量子化改造和實際驗證，覆蓋營銷、配網、調控等各個專業。
作者：王亁鵬 李爽
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