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由于不断扩张,当前的互联电力系统是地球上最大、最复杂的人造动态系统。这些庞大的系统具有高度的非线性,在空间和时间上表现出多尺度行为。此外,由于可再生能源的整合,电力系统的随机性和不确定性越来越强。日益增加的复杂性使得分析电力系统中的一系列相关问题变得越来越困难。这里,我们提供了一些典型的例子。暂态稳定评估(TSA)是确保当今庞大电网安全的关键技术,高度的非线性使得电力系统的暂态稳定性分析变得越来越困难。最优潮流(OPF)是能源行业的一个重要的优化问题,它用于系统规划、确定日前市场的价格以及有效分配一天中的发电能力。潮流方程的约束使得OPF问题非凸且难以求解。机组组合(UC)是电力系统调度中一个非常重要的优化问题,它可以建模为NP难混合整数非线性规划。还有与电力系统分析相关的其他问题,例如经济调度、静态稳定性等。一般而言,由于电力系统规模和复杂性的增加,所有上述问题对于传统计算范式来说都变得越来越困难。研究人员正在尝试寻找其他更有效的计算范式来解决这些多方面的问题。随着量子硬件的发展,量子计算作为一种有前途的计算范式开始受到越来越多的关注。诸如HHL、Shor's Factorization和Grover搜索之类的算法可以在量子硬件上实现,以利用量子特性(即叠加和纠缠)来实现量子优势。大规模纠错量子计算机可以解决甚至最大的经典超级计算机都无法解决的问题。然而,在嘈杂的中尺度量子(NISQ)时代,由于量子比特资源的限制(包括但不限于量子比特数量和量子电路深度),在量子硬件上实现的量子算法很难在短时间内应用于实际工业。因此,又提出了另外两类有趣的算法。一类是混合量子-经典算法,将量子计算与经典计算相结合,以降低量子比特资源需求。另一类是量子启发算法,它在经典计算机上运行,​​并将量子概念引入经典算法。这两类算法也可以带来潜在的性能改进。上述三种量子相关算法的开发和应用引起了广泛关注,并已应用于包括电力系统在内的许多场景。本期特刊旨在探索电力系统问题的新量子相关方法,例如经济调度、最优潮流、机组组合、暂态稳定性和静态稳定性。这些方法基于量子计算 (QC) 技术的应用(即采用量子算法、量子启发算法、量子强化学习或量子神经网络)。通过探索

量子计算在电力系统中的应用

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