本發(fā)明涉及基于量子牛頓算法的潮流計算方法。

背景技術(shù)：

1、隨著電力需求的不斷加大，配電網(wǎng)路的電力分析就顯得尤為重要，而潮流計算是電力分析中最為基本的的部分。同時也是定量分析配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的安全性、運行方式的合理性、可靠性和經(jīng)濟性的一大核心依據(jù)。

2、隨著配電網(wǎng)路復(fù)雜度的不斷提高，各類潮流計算算法被提出，而傳統(tǒng)的求解方法多是集中在傳統(tǒng)的牛頓-拉夫遜法或快速解耦法來完成潮流的計算。然而傳統(tǒng)的求解方法在復(fù)雜的配電網(wǎng)絡(luò)分析中會出現(xiàn)迭代次數(shù)多，收斂慢的問題。這使得計算效率急劇下降。

3、量子計算是利用量子力學(xué)的基本原理發(fā)展出來的一種新的計算框架，通過提供更強大的處理能力，可以極大地加速機器學(xué)習(xí)算法的訓(xùn)練和執(zhí)行。這意味著可以處理更大的數(shù)據(jù)集，提高算法的準(zhǔn)確性和效率，從而在圖像識別、自然語言處理、預(yù)測分析等方面展現(xiàn)強大的應(yīng)用前景。和傳統(tǒng)的計算方法相比，在求解線性方程方面能夠?qū)崿F(xiàn)指數(shù)的加速，具有更快的計算能力。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于：提出一種基于量子牛頓算法的潮流計算方法，能夠?qū)崿F(xiàn)快速收斂，更少的收斂次數(shù)，更高的收斂精度，在保持高精度的前提下，進行快速的潮流計算。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案包括以下步驟：

3、s1、根據(jù)電力系統(tǒng)的運行參數(shù)和網(wǎng)絡(luò)狀態(tài),獲取每個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點對應(yīng)的電氣參數(shù)；

4、s2、利用節(jié)點的電流和功率關(guān)系構(gòu)建包含n個非線性復(fù)數(shù)方程式，構(gòu)建潮流計算的基本方程式；

5、s3、根據(jù)節(jié)點的電壓和節(jié)點的導(dǎo)納矩陣求得包含雅克比矩陣元素的牛頓法的修正方程式，獲得計算值的偏差；

6、s4、通過量子算法計算修正方程式的修正值；

7、s5、將修正值代入節(jié)點電壓更新電壓，當(dāng)兩次迭代的差值小于給定的允許誤差值，則輸出所有節(jié)點的電壓，完成計算，否則繼續(xù)迭代求解。

8、本發(fā)明的優(yōu)點在于：

9、該基于量子牛頓算法的潮流計算方法，充分考慮潮流計算的快速性和精準(zhǔn)性的基礎(chǔ)上，提出了基于量子牛頓算法的潮流計算方法，利用量子計算快速求解牛頓算法推倒的線性方程，從而大大提高計算效率。因此，本發(fā)明在保證精準(zhǔn)度的前提下大大提高了檢測效率。

技術(shù)特征：

1.基于量子牛頓算法的潮流計算方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于量子牛頓算法的潮流計算方法，其特征在于，所述步驟s1中，統(tǒng)計電力系統(tǒng)中各節(jié)點有功功率p和各節(jié)點無功功率q，構(gòu)建各個節(jié)點的導(dǎo)納矩陣yij；給定電壓的初始值。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于量子牛頓算法的潮流計算方法，其特征在于，所述步驟s2中，利用節(jié)點功率與電流的關(guān)系

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于量子牛頓算法的潮流計算方法，其特征在于，所述步驟s3中，將節(jié)點的電壓表達式和節(jié)點的導(dǎo)納矩陣帶入節(jié)點的功率方程式，從而得到有功功率和無功功率的誤差方程式：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于量子牛頓算法的潮流計算方法，其特征在于，所述步驟s4中，首先我們構(gòu)建制備f(x)的子過程ob，ob|0>＝f(x)；其次我們還需要構(gòu)建雅克比矩陣j值的子過程oa，oa包含了oa1和oa2兩個過程；

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于量子牛頓算法的潮流計算方法，其特征在于，所述步驟s5中，將計算的差值代入更新節(jié)點的電壓值，求解相鄰兩次的電壓值的差，如果小于設(shè)定閥值則計算結(jié)束，否則繼續(xù)疊加直到滿足要求。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種基于量子牛頓算法的潮流計算方法，屬于潮流計算分析領(lǐng)域。本發(fā)明首先根據(jù)電力系統(tǒng)的運行參數(shù)和網(wǎng)絡(luò)狀態(tài),獲取每個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點對應(yīng)的電氣參數(shù)，利用自適應(yīng)啁啾模態(tài)分解提取輸入數(shù)據(jù)特征；其次構(gòu)建潮流計算的基本方程式；再次求得包含雅克比矩陣元素的牛頓法的修正方程式，最后通過量子算法計算修正方程式的修正值，對電壓進行迭代更新直到滿足精度需求，從而獲得電壓數(shù)據(jù)。本發(fā)明提出的潮流計算方法能夠在保持高精度的前提下，實現(xiàn)快速收斂。

技術(shù)研發(fā)人員：董君,張焱,問娟,熊磊,石海洋,馬蓓蕾,劉錦,肖瀟,張昌煒,張澤,楊文星,于瑩瑩
受保護的技術(shù)使用者：國網(wǎng)湖北省電力有限公司荊州供電公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15