通过折扣调度利用混合量子优化激励需求侧响应
量子物理
2024-07-11 v2 最优化与控制
摘要
需求侧响应（DSR）是一种使消费者积极参与电力需求管理的策略。其旨在缓解高需求期间电网的压力，并促进（可再生）电力资源更均衡高效的利用。我们通过折扣调度实施 DSR，即向消费者提供离散的价格激励，以将其用电模式调整至本地能源结构中可再生能源占比较高的时段。由于我们根据单个客户的消费情况定制折扣，折扣调度问题（DSP）成为一个大规模组合优化任务。因此，我们采用混合量子计算方案，使用 D-Wave 的 Leap Hybrid Cloud。我们将 Leap 与经典混合整数优化器 Gurobi 在固定运行时间下的解质量以及折扣分配的公平性方面进行基准对比。此外，我们提出了一种针对 DSP 的大规模分解算法/启发式方法，其可配合量子或经典计算机运行子程序，在保持解质量的同时显著减小问题规模。利用由真实世界数据生成的合成数据，我们观察到经典分解方法在多达 3200 个消费者的问题规模上获得了最佳的整体解质量，然而，混合量子方案在消费者间提供了更均衡分布的折扣。
引用
@article{arxiv.2309.05502,
title = {Incentivising Demand Side Response through Discount Scheduling using Hybrid Quantum Optimization},
author = {David Bucher and Jonas Nüßlein and Corey O'Meara and Ivan Angelov and Benedikt Wimmer and Kumar Ghosh and Giorgio Cortiana and Claudia Linnhoff-Popien},
journal= {arXiv preprint arXiv:2309.05502},
year = {2024}
}