面向不确定性下能源系统的量子随机优化:联合机会约束与量子退火方法

不确定性是现代电力系统的固有特征,可再生能源发电与需求波动使得随机优化不可或缺。机会约束机组组合问题(UCP)虽能捕捉这种不确定性,但随着场景数量增加,其计算复杂度会急剧上升。量子计算被视为突破此类规模障碍的潜在途径。该工作评估了量子退火平台在机会约束UCP中的适用性,通过场景近似法将问题重构为混合整数线性规划,并采用DWave混合量子经典求解器与Gurobi进行对比求解。实验表明,在大规模场景集(15,000个场景)的严格运行时限制下,混合求解器展现出竞争优势,而Gurobi在小规模案例中仍保持优越性。研究团队还测试了QUBO重构方案,但受限于当前硬件条件,随机UCP无法在现有退火器上运行,确定性案例也因嵌入开销而表现不佳。该研究明确了混合量子经典方法在当前可解决的机会约束UCP范围,同时揭示了现有量子退火技术的根本局限性。

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提交arXiv: 2025-12-03 16:26

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