Simulação de cálculo de fluxo de potência utilizando computação quântica
Abstract
Em um contexto no qual as redes elétricas estão cada vez mais distribuídas e interligadas, a miríade de dados a serem processados pelas concessionárias pode estar além da tecnologia computacional. Torna-se justificável a inserção de um novo paradigma computacional, a computação quântica, que tem potencial teórico para resolver problemas específicos em um intervalo de tempo que pode ser exponencialmente menor que o tradicional. No contexto das redes elétricas, um problema que nos últimos anos vem sendo estudado é a incorporação do algoritmo quântico de Harrow, Hassidim e Lloyd (HHL) para solução de equações lineares ao problema de fluxo de potência, tanto para o tradicional por métodos iterativos, quanto para o fluxo de potência CC, um método que lineariza o problema através de algumas aproximações. Este trabalho realiza a simulação ideal de fluxo de potência CC através de um código construído no Qiskit baseado no algoritmo HHL para dois sistemas, de três e de cinco barras, obtendo um circuito de 4 q-bits com solução exata para o primeiro e um circuito de 5 q-bits com erro percentual absoluto médio de 6.124% para o último, além da experimentação em um computador quântico real da IBM para o sistema de três barras, com um erro de 6.935%. Realiza ainda uma comparação entre a simulação quântica e uma simulação clássica de fluxo de potência por métodos iterativos que resulta em um erro de 7.630%. Adicionalmente, um código com funcionalidade equivalente foi construído em Matlab. [resumo fornecido pelo autor]