基于微分博弈理论的电力系统最优协调电压控制研究

世界电力工业的发展已步入大电网、大机组、超高压、重负荷、远距离输电时代，电压稳定问题日益突出,电压控制与无功管理在电力系统中显得格外重要,而以系统动态模型为基础的最优协调电压控制（OCVC）已成为目前研究的热点。该问题具有高维数、非线性和离散的特征，求解难度很大，特别对于多区域最优协调电压控制目前尚无成熟的理论体系和求解方法。本项目将微分博弈理论引入多区域最优协调电压控制，微分博弈是博弈理论和最优控制理论的结合，用以解决两个或两个以上有冲突个体在持续相互作用情况下各自的优化决策问题，在经济、军事和控制领域得到广泛应用。本项目着力解决如下问题：1）多区域最优协调电压控制的微分博弈模型；2）该微分博弈模型的求解方法；3）基于微分博弈理论的多区域最优协调电压控制的实用化问题。本项目研究可为最优协调电压控制问题的求解提供新的思路和方法，并为微分博弈理论在电力系统控制中的进一步应用提供借鉴。

本项目从理论、模型、算法、应用四个方面对基于微分博弈理论的多区域最优协调电压控制进行了深入的研究，成功将微分博弈理论应用于电力系统控制中。在微分博弈求解算法、电力系统多区域电压协同控制、电力系统二级电压控制的合作博弈模型，以及STATCOM协同控制等方面取得了重要的研究成果。将微分博弈理论应用于多区域的最优协调电压控制中，有效解决了区域间电压控制的协调问题；建立了二级电压控制的合作博弈模型并提出了用于求解该模型的不可转移效用合作博弈的解法；提出了基于微分博弈理论的STATCOM协同控制策略，有效解决了STATCOM直流电压控制和交流电压控制之间的负交互作用；研究了线性二次型微分博弈的多种求解算法。本项目的研究不但为最优协调电压控制问题的解决提供新的思路和方法，丰富和发展了电力系统优化控制理论，同时也为微分博弈理论本身在电力系统控制领域的更广泛应用奠定基础。