Trung Quốc ứng dụng công nghệ lượng tử và AI để theo dõi, khắc phục lỗi lưới điện

Các nhà nghiên cứu Trung Quốc đang ứng dụng công nghệ lượng tử để theo dõi hoạt động của lưới điện, qua đó nhanh chóng phát hiện và khắc phục lỗi trước khi sự cố mất điện xảy ra.

Theo SCMP, công nghệ lượng tử bao gồm cảm biến chính xác và mô phỏng máy tính được thử nghiệm kéo dài 18 tháng tại trạm biến áp ở Hợp Phì, tỉnh An Huy, giúp nhanh chóng phát hiện, chẩn đoán lỗi và sự cố ở hệ thống điện.

Đi vào hoạt động từ tháng 11/2024, dự án tại trạm biến áp ở Hợp Phì phát triển và ứng dụng hàng chục giải pháp lượng tử trải rộng trên ba lĩnh vực là đo lường, liên lạc và tính toán.

Trong phòng thiết bị đóng cắt của trạm biến áp, nơi phân phối điện cao thế qua hệ thống, một cảm biến lượng tử chuyên dụng theo dõi những thay đổi nhỏ về nhiệt độ và độ ẩm theo thời gian thực. Đặc biệt, nó có khả năng phát hiện hiện tượng phóng điện cục bộ, lỗi phổ biến có thể làm hỏng thiết bị và gây mất điện. Các kỹ sư cũng sử dụng loại cảm biến lượng tử khác để theo dõi lượng điện truyền qua đường dây và nhanh chóng xác định vị trí lỗi. Công nghệ lượng tử còn được áp dụng để phát hiện vết nứt trong vật liệu như sắt và coban cũng như nguy cơ cháy nổ.

Ngoài giám sát vận hành, trạm biến áp tích hợp các thiết bị mã hóa lượng tử vào đường dây cáp quang của hệ thống điện và mạng 5G giúp tăng độ an toàn. Cơ sở sử dụng Origin Wukong, máy tính lượng tử siêu dẫn thế hệ thứ ba của Trung Quốc, lập mô hình hóa các trạng thái hoạt động tiềm năng của lưới điện.

Theo Tian Teng, nhà nghiên cứu ở Công ty Điện lực tỉnh An Huy, bước đột phá này sẽ giúp tăng cường khả năng phân tích và tính toán theo thời gian thực của hệ thống điện, khắc phục một số vấn đề như giám sát thiết bị không chính xác và chậm trễ, bảo mật dữ liệu yếu và tính toán trì trệ.

Ví dụ, các trạm biến áp truyền thống thường gặp chênh lệch giữa lượng điện thực tế truyền đi hoặc tiêu thụ và thông số trên thiết bị đo lường. Để giải quyết vấn đề, các nhà nghiên cứu phát triển công nghệ đo lường lượng tử chính xác dựa trên kim cương, có khả năng cảm biến những dao động nhỏ trong dòng điện. Ước tính công nghệ này cho phép trạm biến áp giảm sai số đo lường điện năng hơn 500.000 kilowatt-giờ mỗi năm, cải thiện đáng kể độ tin cậy và hiệu suất. Nhóm nghiên cứu đang tiếp tục cải tiến và phát triển ứng dụng lượng tử mới như công cụ phát hiện rò rỉ khí do lỗi thiết bị.

Ngoài công nghệ lượng tử, nhà chức trách Trung Quốc cũng giới thiệu hệ thống AI mới giúp giải quyết vấn đề ở mạng lưới điện trong 3 giây thay vì 6-10 giờ như trước đây. Theo Interesting Engineering, AI trong lưới điện thu thập lượng lớn dữ liệu từ nhiều loại cảm biến để nâng cao khả năng khắc phục sự cố mất điện. Hệ thống này có thể tự động chọn các tuyến cung cấp điện hiệu quả và khả thi nhất mà không cần sự can thiệp của con người. Nếu có bất kỳ sự cố nào xảy ra, hệ thống AI được thiết kế để lập tức kích hoạt chức năng tự phục hồi, bao gồm tự động xác định vị trí lỗi, tách riêng bộ phận lỗi và khôi phục nguồn điện.

Khi xảy ra sự cố mất điện, máy tính quản lý lưới điện thường phát ra một lượng lớn mã lỗi. Nhà vận hành sau đó phải tốn nhiều thời gian nghiên cứu những mã này để tìm ra giải pháp khắc phục sự cố mất điện. Trong khi đó, AI dựa vào quá trình xử lý ngôn ngữ tự nhiên để thực hiện quá trình này nhanh hơn rất nhiều.

Dữ liệu thu thập từ dự án thử nghiệm được các nhà chức trách sử dụng tại các trạm biến áp cấp cao hơn. Hiện Trung Quốc đang lên kế hoạch mở rộng ứng dụng trên toàn bộ lưới điện quốc gia để ngăn chặn tình trạng mất điện.