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最优功率流导出的稀疏线性求解器基准
由于电网的变化性质，能够在大型电网中求解高保真最优潮流模型变得越来越重要。这种高保真问题称为交流最优潮流 (ACOPF)，是一个非线性、非凸优化问题。解决此类问题的少数可靠方法之一是内点法。这些方法会产生稀疏线性系统，其中系数矩阵是对称的、不确定的并且通常是病态的。因此，它们对于稀疏线性求解器来说尤其具有挑战性，并且代表了求解 ACOPF 问题时相当大的计算瓶颈。在本文中，我们介绍了一个线性系统存储库，该存储库由开源优化器 IPOPT 求解 ACOPF 问题时捕获。这些矩阵旨在用作稀疏线性求解器开发的测试套件。
基于动态规划的蓄热级联热泵系统最优控制方法
摘要 住宅供暖和制冷行业日益电气化，主要使用电动热泵 (HP) 与热能/电能存储系统相结合。虽然这些发展有助于增加该行业中可再生和低碳能源的份额，但要充分利用该技术的潜力，需要对这些系统进行智能控制，以考虑未来预测的可再生能源可用性和相应的 HP 系统性能。然而，以适合智能控制的方式对具有复杂内部动态的系统进行建模具有挑战性。模型需要足够复杂才能准确捕捉系统的非线性和复杂性，同时又要足够快，以便在合适的计算时间内彻底搜索解空间。动态规划 (DP) 是一种很有前途的智能控制方法，因为它结合了使用复杂非线性模型的能力，同时是一种穷举搜索算法，保证找到全局最优值。本文介绍了一个创新的建模框架，该框架包含 HP 变电站主要组件（即 HP 和热能存储 - TES）的降阶模型 (ROM)，以适合在 DP 中使用的方式进行阐述；这些模型包括影响系统性能的重大物理操作约束（例如，HP 压缩机变速、非线性性能系数 - COP - 依赖于室外和配送温度），同时最大限度地减少优化器需要处理的状态变量数量（即 TES 温度、HP 热容量和电容量）。在应用于示例 HP 系统时，我们的系统模型与用作参考基础事实的详细 TRNSYS 对应模型相比表现出色。该系统通过动态规划优化方法实现了显着的成本节约，与传统的基于规则的控制相比，功耗降低了 13%。
量子最优控制的高效量子算法
在本文中，我们提出了高效的量子算法，这些算法比解决量子最优控制问题的经典算法快得多。该问题涉及找到在时间 T 时最大化物理量的控制变量，其中系统由时间相关的薛定谔方程控制。这种类型的控制问题也与机器学习有着错综复杂的关系。我们的算法基于时间相关的汉密尔顿模拟方法和快速梯度估计算法。我们还提供了全面的误差分析，以量化各个步骤的总误差，例如控制函数的有限维表示、薛定谔方程的离散化、数值求积和优化。我们的量子算法需要容错量子计算机。
通过逆向工程实现机器学习启发的非绝热几何量子计算的量子最优控制
量子控制在量子计算机的实际应用中起着不可替代的作用。然而，要找到更合适、更多样化的控制参数，必须克服一些挑战。我们提出了一种有前途且可推广的基于平均保真度的机器学习启发式方法来优化控制参数，其中使用具有周期性特征增强的神经网络作为拟设。在通过逆向工程实现猫态非绝热几何量子计算的单量子比特门时，与简单形式的三角函数控制参数相比，我们的方法可以产生保真度明显更高（> 99.99%）的相位门，例如π/ 8门（T门）。单量子比特门对系统噪声、加性高斯白噪声和退相干具有很强的鲁棒性。我们用数字证明了神经网络具有扩展模型空间的能力。借助我们的优化，我们提供了一种在玻色子系统中实现高质量级联多量子比特门的可行方法。因此，机器学习启发的方法在非绝热几何量子计算的量子最优控制中可能是可行的。
不同需求变化情景下非洲农村离网光伏微电网长期最优扩容规划
本文使用实时负载数据和 HOMER Pro 的“多年”优化工具，研究了埃塞俄比亚离网农村地区过载光伏 (PV) 微电网 (MG) 带蓄电池在 20 年规划期内的长期成本最优容量扩展规划 (CEP)。考虑了三种不同的年度能源需求增长情景：0%（满足最低负载要求）、5% 和仅来自生产用户的 15%。在所有情景中，发电组合仅由太阳能组成，最大允许容量短缺 (MACS) 限制为 10%。研究结果表明，在所有情景中，最大的容量扩展是在电池和光伏系统上进行的，分别占总扩展成本的 73% 和 35%。扩展的 MG 系统的年未满足负荷比例从情景 3 的 5.9% 到情景 1 的 9.4% 不等，电力成本 (LCOE) 从情景 3 的 0.404 美元/kWh 到情景 1 的 0.887 美元/kWh 不等。结果表明，情景 3 的扩展路径相对具有成本效益并且具有最高的可靠性；但它仍然不能完全满足所需的负荷需求，并且在财务上不可行。令人惊讶的是，将情景 3 容量扩展的可靠性从 94% 提高到 100% 会使 MG 的净现值增加 37%。敏感性分析表明，MACS、环境温度和电池的放电深度显著影响容量扩展的成本和性能。研究表明 (a) 最小化 MG 扩展成本和最大化可靠性水平之间存在显著的权衡； （b）仅基于成本最小化的容量扩张，而不考虑关键约束和不确定性（需求、成本、光伏和电池退化），可能无法为严重的可靠性问题提供实用而健全的解决方案，（c）支持生产用户需求的容量扩张可以提高孤立 MG 的成本效益和可融资性。
净零能耗房屋的随机最优投资策略
1 东京工业大学工学院系统与控制工程系，东京 152-8550，日本。2 早稻田大学理工学院先进科学与工程学院电气工程与生物科学系，东京 169-8555，日本。3 富山大学工学院电气与电子工程系，富山 930-8555，日本。4 大阪大学信息科学技术研究生院信息与物理科学系，大阪 565 0871，日本 5 北九州大学经济学与工商管理学院，福冈 802-8577，日本。* 电子邮件：{li.m; tanaka; carnerero}@hfg.sc.e.titech.ac.jp；wasa@waseda.jp；hirata@eng.u-toyama.ac.jp；藤崎@ist.osaka-u.ac.jp； ushifusa@kitakyu-u.ac.jp； hatanaka@sc.e.titech.ac.jp。
非绝热完整量子计算及其最优控制
摘要 几何相具有抵抗某些类型局部噪声的内在特性，因为它只依赖于演化路径的全局特性。同时，非阿贝尔几何相是矩阵形式，因此可以自然地用于实现高性能量子门，即所谓的完整量子计算。本文回顾了非绝热完整量子计算的最新进展，并重点介绍了各种可以提高门性能的最优控制方法，包括门保真度和鲁棒性。此外，我们还特别关注其可能的物理实现和一些具体的实验实现的例子。最后，通过所有这些努力，在最新技术范围内，实现的完整量子门的性能在某些条件下可以优于传统的动态量子门。
太阳能抽水蓄能电站水泵机组最优参数的确定
摘要。本文介绍了 0.1...10 MW 容量水力发电站在能源系统中的重要性及其优势。基于有关此问题的已发表资料，分析了混合可再生模块化闭环可扩展 (h-mcs-PSH) 和壳牌能源北美公司 (SENA) 提出的小型抽水蓄能电站的参数，该电站采用波纹钢上水库和浮动膜下水库，并考虑到乌兹别克斯坦共和国的条件，指出了它们的使用效果。提出了一种基于最大限度利用光电厂功率和最小化消耗能量的标准来确定抽水机组最佳参数和运行模式的图分析方法，以向小容量水电站的抽水机组提供太阳能电池板电力。给出了基于该方法的计算结果。
用于量子态转移和最优空间搜索的离子阱长距离 XY 模型
量子信息处理需要能够相干且精确地控制和测量的量子比特 [1]。被电磁场捕获并保存在真空室中的原子离子线性链可以满足这些要求，并且已经成为一个令人兴奋且有前途的量子计算平台 [2-4]。量子比特可以在超精细基态或塞曼基态中编码，其中离子通过 Mølmer-Sørensen 方案受到自旋相关力 [5]。然后，虚拟声子在库仑力的作用下介导离子之间的自旋-自旋相互作用 [6]。这样，离子阱链成为自旋-自旋相互作用系统的量子模拟的天然平台 [7]。大量的研究兴趣集中在为量子模拟设计特定的哈密顿量 [8-12]。尤其独特的是 XY 自旋模型，它们的长程相互作用以 1 / r α 衰减，其中 α 是一个可调参数。该模型存在模型空间外的相干泄漏，特别是对于较小的 α 。在这里，我们展示了如何完全缓解这种相干误差，并提供了两个应用：最佳空间量子搜索和 O ( √
影子经济下的最优再分配
Paweł Doligalski：pawel.doligalski@bristol.ac.uk Luis E. Rojas：lrojasdu@gmail.com Rojas 承认获得了欧洲研究委员会 Grant Horizon 2020 GA 788547 (APMPAL-HET) 的资金支持，用于研发卓越中心 (巴塞罗那经济学院 CEX2019-000915-S)。多利加尔斯基感谢匈牙利中央银行给予他在驻匈牙利期间参与该项目的机会。我们感谢匿名审稿人以及 Arpad Abraham、Charles Bren-don、Antoine Camous、Hal Cole、Mike Gottardi、Ramon Marimon、Wojciech Kopczuk、Claus Kreiner、Dirk Krueger、Etienne Lehmann、Humberto Moreira、Erwin Ooghe、Wojciech czos、Evi Pappa、Dominic Sachs、Julia Schmieder、Jon Temple 和 Yanos Zylberberg 提出的宝贵意见。所有错误都是我们自己的。