量子计算技术在新型电力系统决策优化中的应用

作     者：李知艺 许悦 韩旭涛 LI Zhiyi;XU Yue;HAN Xutao

作者机构：浙江大学电气工程学院浙江省杭州市310027 

出 版 物：《电力系统自动化》 (Automation of Electric Power Systems)

年 卷 期：2024年第48卷第6期

页      面：62-73页

核心收录：

学科分类：080802[工学-电力系统及其自动化] 0808[工学-电气工程] 07[理学] 08[工学] 070201[理学-理论物理] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(52007164) 

主　　题：量子计算 新型电力系统 决策优化 变分量子算法 量子近似优化算法 混合整数规划 分布式计算 

摘      要：新型电力系统的规划、运行和市场运营等决策优化过程呈现变量激增、约束繁杂等特点,而量子计算具有运算并行和状态叠加等特性,为高效解决此类“维数灾难难题提供了新的技术路径。文中围绕量子计算技术赋能新型电力系统决策优化的原理可行性及实现思路展开探析。首先,梳理分析量子计算应用于新型电力系统决策优化过程的先进性与局限性,构建量子-经典计算混合的变分量子决策优化框架。在此基础上,提炼新型电力系统典型优化问题的共性,推导统一的问题结构,形成可利用量子比特系统描述的能量模型。随后,提出基于量子近似优化算法的求解流程,寻找能量模型的极值,并映射得到原优化问题的最优解。最后,从软硬件、算法框架以及行业发展等角度提出思考与展望。