一条调控指令的响应能有多快?在国网合肥供电公司电力调度控制中心,值班员孔德骏轻点鼠标,通过合肥虚拟电厂平台向60多公里外的庐江县龙磁储能电站下达指令,10秒内电站就启动了充电模式。
支撑这秒级响应的是深度融合了“5G+量子加密”技术的虚拟电厂系统,它破解了海量分散资源接入后电网调控安全与速度双重难题,为电网智慧调度装上了一道“量子安全锁”。
随着分布式光伏、储能电站、电动汽车充换电站等资源以海量、分散、高渗透的形态接入电网,如何安全、精准、快速调控,是新型电力系统建设必须直面的难题之一。传统调度模式下,公共网络存在数据泄露风险,指令传输也有一定延迟,难以适配大规模分散资源实时调控需求。
2023年初,国网合肥供电公司联合本地量子技术龙头企业组建攻关团队,尝试将量子加密技术融入电网调度。难题接踵而至:量子加密设备要给虚拟电厂里的众多终端“发钥匙”,每个终端每次通信还得用钥匙“上锁”。设备一多,就容易出故障,也拖慢了指令传输速度。
“那段时间,我们几乎天天泡在机房,反复调整设备的协议接口、优化密钥分发策略。”国网合肥供电公司电力调度控制中心副主任陈璐回忆说。
历时数月,团队终于攻克所有难题。2023年5月,合肥虚拟电厂完成技术升级,在全国率先将“5G+量子加密”技术融入虚拟电厂调度。
安全防护方面,每一条调度指令传输时,平台实时生成独立、随机、唯一的专属密钥,只有持有正确密钥的接收端才能解密,从而杜绝了数据泄露风险。效率层面,依托专用5G通信网络和国家电网有限公司自主研发的一体化采集终端,调度指令响应时间从原先90秒压缩至15秒内,可高效处置电网短时频率波动、负荷突变等工况。
量子科技赋能下,合肥虚拟电厂接入规模与调控效能持续攀升。截至今年9月底,合肥虚拟电厂接入各类分布式能源总容量超1450兆瓦,最大调节能力达40万千瓦,接入规模较2023年升级前增长6倍以上。
调度的精准,离不开前端感知的精度。2024年11月投运的220千伏合肥候店量子应用示范变电站,是国内首座覆盖量子精密测量、量子保密通信、量子计算三大方向的在运变电站,站内部署了18类85台(套)电力量子技术装备。其中,由国网安徽省电力有限公司自主研发的世界首台量子电流互感器,体积仅为传统互感器的十分之一,测量精度却达到0.1级,从原理上解决了传统互感器磁饱和导致的数据失真问题,且采用非嵌入式安装,无需停电即可开展维护。
“传统运维模式下,完成一轮全面状态巡视至少需要半天时间。现在全天候在线监测,测量精度和运维效率都实现了质的提升。”国网合肥供电公司数字科技部专责王海伟介绍。
量子技术的价值,最终落地在用户侧,车网互动就是典型代表之一。在国网合肥供电公司杨林路充换放一体示范站内,数十辆接入V2G双向充放电桩的新能源汽车接收到调度指令后,同步向电网反向放电。
“车网互动中,高频次、远距离的调度指令传输,对通信安全和计量精度要求极高。”国网合肥供电公司营销部专责徐晃介绍,依托量子加密通信搭建的专属安全传输通道,消除了车网互动过程中的通信风险;站点配备的量子精密测量表,计量精度比传统装置提升5至10倍,完美适配大功率、快交互的车网互动场景。
作为国内首座融合量子保密通信、量子精密测量两大量子核心技术的国家级车网互动示范站,杨林路站投运以来累计放电量超13万千瓦时,占同期合肥全市车网互动总放电量的47%。
如今,量子技术赋能的电网价值正在多场景释放:迎峰度夏期间,合肥虚拟电厂参与长三角电力互济交易,精准填补了沪皖两地高峰负荷缺口;2025年以来,国网合肥供电公司常态化助力企业开展屋顶光伏绿电交易,打通分布式光伏市场化消纳新路径;2026年4月,安徽首次完成“算电协同”填谷调度测试,探索出“算力跟着电力走”的虚拟电厂调控新路径。
从合肥一域看全国全局,这道“量子安全锁”背后,彰显的正是科技创新对新型电力系统的塑造之力。当前,我国新能源装机规模持续攀升,电网形态日趋复杂,高比例消纳与安全稳定运行的双重考验摆在眼前,唯有依靠自主创新方能破题。从攻坚核心技术与装备,到深化人工智能赋能,再到推动电力与相关领域协同融合,《新型电力系统建设“十五五”规划》已擘画清晰蓝图,为电力科技创新指明了主攻方向。
可以预见,随着更多硬科技从实验室走向电网主战场,创新链与产业链在能源领域深度融合,一张更安全、更智能、更灵活的新型电网将加速成型,为能源绿色低碳转型和经济社会高质量发展注入澎湃动能。

