Application of game theory in electrical engineering on the example of transformer tap control

• Autorzy: Chojecki A. , Borkowski P.

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2018.04.11

Warianty tytułu

PL

Zastosowanie teorii gier w inżynierii elektrycznej na przykładzie sterowania zaczepami transformatora

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents an attempt to use game theory to voltage regulation by controlling the transformer’s taps. The receiver is an industrial process for which it is necessary provide stability of the supply voltage, regardless of changes in the grid. Appropriate formulation of payouts for playes(agents) resulted in finding the optimal solution, based on Nash’s equilibrium under both constraints: minimizing voltage error and minimizing the number of tap switching operations. The Gambit software and Python programming language were used.

PL

W pracy przedstawiono próbę wykorzystania teorii gier do regulacji napięcia poprzez sterowanie odczepami transformatora. Odbiornikiem jest proces przemysłowy, dla którego konieczne jest zapewnienie stabilności napięcia zasilania, niezależnie od zmian w sieci. Właściwe określenie wypłat dla agentów (graczy) zaowocowało optymalnym rozwiązaniem, wykorzystując równowagę Nasha przy uwzględnieniu warunków: minimalizacja błędu napięcia i minimalizacja wykorzystania przełącznika zaczepów. Wykorzystano oprogramowanie Gambit i język Python.

Słowa kluczowe

EN

game theory application; voltage control; tap changing; regulation transformer

PL

zastosowania teorii gier; regulacja napięcia; sterowanie zaczepem; transformator regulacyjny

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2018
• Tom: R. 94, nr 4
• Strony: 43--46
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Chojecki A.

• Lodz University of Technology, Department of Electrical Apparatus, ul. Stefanowskiego 18/22, 90-924 Łódz, Poland

autor

Borkowski P.

• Lodz University of Technology, Department of Electrical Apparatus, ul. Stefanowskiego 18/22, 90-924 Łódz, Poland

Bibliografia

• [1] Straffin Philip D., Teoria gier, Wydawnictwo Naukowe „Scholar”, Warszawa 2004.
• [2] Kałuski, J., Teoria gier, Wydaw. Politechniki Śląskiej, 2002.
• [3] Neumann von J.: Zur Theorie der Gesellschaftsspiele, Mathematische Annalen, 100, pp. 295–320, 1928.
• [4] Neumann von J, Morgenstern O.,Theory of Games and Economic Behavior. Princeton Univ. Press, 1944.
• [5] Nash J.: Equilibrium Points in n-Person Games. Proceedings of the National Academy of Sciences, 36(1):48–49, 1950.
• [6] Mei S., Wei W., Liu F.: On engineering game theory with its application in power systems, Control Theory Technol., 15, 1, pp. 1–12, Feb. 2017.
• [7] Zheng X., Chen H., He Ch. and others: Cooperative game model forpower system secondary voltage control, 2016 IEEE PES Asia-Pacific Power and Energy Engineering Conference (APPEEC), pp. 143–47, Oct. 2016.
• [8] Nassaj A., Shahrtash S. M.: A dynamic voltage control scheme by employing cooperative game theory, 2017 Iranian Conference on Electrical Engineering (ICEE), pp. 986– 990, May 2017.
• [9] Nassaj A., Shahrtash S. M.: Decentralized Reactive Power Compensation Using Nash Bargaining Solution, IEEE Transactions on Smart Grid, 8, no.4 pp. 1679–1688, Jul. 2017.
• [10] Skrzypczyk K.: Time optimal tracking a moving target by a mobile vehicle - game theoretical approach, Przegląd Elektrotechniczny, R. 86, nr 3, pp. 211-215, 2010.
• [11] Wu J.-S., Huey R.-S.: A Routing Protocol using Game Theory in Wireless Ad Hoc Networks, Przegląd Elektrotechniczny, R. 89, nr 1b, pp. 187–189, 2013.
• [12] Sarimuthu R. Ch., Ramachandaramurthy V., Agileswari K. R., MokhlisH.: A review on voltage control methods usingon-load tap changer transformers Renewable and Sustainable Energy Reviews, 62, pp. 1154–1161, Sep. 2016.
• [13] Faiz J., Siahkolah B.: Differences Between Conventional and Electronic Tap Changersand Modifications of Controller, IEEE Trans. on Power Delivery, 21, pp. 1342 – 1349, 2006.
• [14] Van der Laan G., Talman A. J. J, Van Der Heyden L.: Simplicial variable dimension algorithms for solving the nonlinear complementarity problem on a product of unit simplices using a general labeling, Mathematics of Operations Research, 21, pp. 377–397, 1987.
• [15] McKelvey R., McLennan M., Turocy L.: GAMBIT Project, Gambit: Software Tools for Game Theory [web page] http://www.gambit-project.org/. [Accessed on 30 Sep. 2017].
• [16] Raspberry PI. Single Board Computer, [web page] https://www.raspberrypi.org/. [Accessed on 06 Oct. 2017.].

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).