中國電子元件行業(yè)協(xié)會(huì )
China Electronic Components Association
4月10日,我國電力領(lǐng)域量子傳感技術(shù)取得重大突破,這一振奮人心的消息瞬間在能源行業(yè)激起千層浪。
4月8日15時(shí)34分,世界首套±800千伏特高壓直流量子電流傳感器在昆柳龍直流工程柳州換流站投入運行超過(guò)72小時(shí),標志著(zhù)我國電力領(lǐng)域首個(gè)量子傳感技術(shù)國家重點(diǎn)研發(fā)計劃項目取得重大突破。
長(cháng)期以來(lái),電力傳輸過(guò)程中的精確監測與高效控制一直是行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵難題。傳統電流傳感器在面對復雜多變的環(huán)境時(shí),猶如一位在暴風(fēng)雨中迷失方向的旅人,測量精度大打折扣,無(wú)法為電網(wǎng)的穩定運行提供堅實(shí)保障。而量子傳感技術(shù)的橫空出世,恰似一道曙光,照亮了這片充滿(mǎn)挑戰的領(lǐng)域。
資料顯示,量子傳感技術(shù)是伴隨著(zhù)量子理論、人們對微觀(guān)粒子量子特性的發(fā)掘以及物理與信息技術(shù)的進(jìn)步而發(fā)展的。與經(jīng)典傳感技術(shù)相比,量子傳感技術(shù)之所以能夠具備顛覆性的傳感能力,即低噪聲(或高靈敏度、低不確定度)、高準確性(或高可重復性),其核心原因是微觀(guān)粒子狀態(tài)具有的基本特性:分立性、相干性、隨機性。
依托量子特性,上述傳感器可以在-40℃至+85℃極端環(huán)境下,實(shí)現從毫安級到10千安級的超寬量程覆蓋,成功將量子精密測量技術(shù)拓展到常規工業(yè)溫度范圍,為量子科技進(jìn)入更多的工業(yè)領(lǐng)域打開(kāi)想象空間。
在當下,我國正全力推動(dòng)新質(zhì)生產(chǎn)力的發(fā)展,今年政府工作報告提出,因地制宜發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力,培育壯大量子科技等產(chǎn)業(yè),并強調要通過(guò)“新技術(shù)新產(chǎn)品新場(chǎng)景應用示范”推動(dòng)傳統產(chǎn)業(yè)改造升級。
對于電網(wǎng)而言,傳感器猶如人體的神經(jīng)末梢,無(wú)時(shí)無(wú)刻不在感知和測量各類(lèi)數據,及時(shí)顯示“健康指標”。傳統電流傳感器容易受復雜天氣、強電磁環(huán)境等因素影響,在測量精度、抗干擾能力方面存在不足。
為攻克這一難關(guān),“在國家戰略指引下,南方電網(wǎng)公司聯(lián)合中科院上海微系統所等國內20余家科研單位、設備廠(chǎng)商歷經(jīng)1年半時(shí)間,聯(lián)合攻克了量子態(tài)調控、極端環(huán)境封裝等世界級技術(shù)難題?！蹦戏诫娋W(wǎng)公司輸配電部副總經(jīng)理高錫明介紹,基于金剛石氮-空位色心的量子傳感機理,量子態(tài)穩定控制技術(shù)的應用能夠在高電壓、-40℃至+85℃等極端環(huán)境下保持高精度測量。相比傳統的電流傳感器,精度提高了近4倍,不管直流處于空載還是重載狀態(tài),都可以實(shí)現高精度監測,并實(shí)時(shí)傳遞到后臺,為特高壓直流輸電系統提供極高的測量可靠性保障,標志著(zhù)我國直流輸電系統進(jìn)入“量子精度”時(shí)代。
柳州換流站是世界首個(gè)特高壓柔性示范工程——昆柳龍直流工程的重要組成部分。量子傳感技術(shù)從實(shí)驗室走向如此重要的能源樞紐站,頗有劃時(shí)代的示范性意義。高錫明表示,南方電網(wǎng)將持續攻關(guān)量子電場(chǎng)、量子電壓等技術(shù),謀求在量子基礎材料、光電核心部件、傳感關(guān)鍵算法等方面取得重大突破,進(jìn)一步培育自主知識產(chǎn)權和重大工程成果,并通過(guò)量子傳感技術(shù)迭代與發(fā)、輸、變、配、用和新能源等多場(chǎng)景應用拓展,加速推動(dòng)科技創(chuàng )新和產(chǎn)業(yè)創(chuàng )新融合發(fā)展,促進(jìn)傳統動(dòng)能煥新升級。
未來(lái),量子傳感技術(shù)將為新型電力系統中的交直流混聯(lián)控制、設備狀態(tài)監控和新能源并網(wǎng)提供全新解決方案,革新測量體系,其產(chǎn)業(yè)鏈涵蓋材料、芯片、傳感器、電力設備、電網(wǎng)運營(yíng)和新能源開(kāi)發(fā),成為建設新型電力系統和全球能源轉型的重要支撐。
此外,隨著(zhù)技術(shù)的不斷成熟與完善,量子傳感技術(shù)還可能在其他高精尖領(lǐng)域,如醫療檢測、地質(zhì)勘探、智能交通等領(lǐng)域大展身手,為人類(lèi)社會(huì )的發(fā)展帶來(lái)更多意想不到的驚喜與變革,引領(lǐng)我們走向一個(gè)更加智能、高效、精準的未來(lái)。
