基于抗噪量子内点法的最优潮流求解
系统与控制
2023-11-07 v1 系统与控制
摘要
本文提出三种量子内点法（QIPMs），专为利用含噪声中等规模量子设备解决直流最优潮流（DCOPF）问题而设计。该优化模型被重新定义为线性约束二次优化。通过将Harrow-Hassidim-Lloyd（HHL）量子算法纳入内点法框架，牛顿方向由线性方程组的求解来确定。为减轻HHL误差与量子噪声对牛顿方向计算的影响，我们提出一种抗噪量子内点法（NT-QIPM）途径。该方法即使在线性方程组的非精确解导致近似牛顿方向的情形下，也能提供高质量的OPF解。此外，为在收敛缓慢的情况下提升性能并在收敛时维持OPF结果的可行性，我们提出一种混合策略，即经典增强型NT-QIPM。该技术旨在相对于经典内点法加速收敛，同时保持解的精度。所提量子内点法变体的有效性通过针对3总线、5总线、118总线和300总线系统的全面仿真与误差分析加以研究，凸显了它们在应对具有挑战性的OPF场景中的潜力与前景。通过对误差建模并纳入量子计算机噪声，我们在Qiskit与经典计算机上对所提算法进行仿真，以更深入理解现实条件下我们方法的有效性与可行性。
引用
@article{arxiv.2311.02436,
title = {Optimal Power Flow Solutions via Noise-Resilient Quantum-Inspired Interior-Point Methods},
author = {Farshad Amani and Amin Kargarian},
journal= {arXiv preprint arXiv:2311.02436},
year = {2023}
}