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电力系统建模是对其分析、计算、控制的基础。由于系统运行状态多变及参数的不确定性,进行电力系统精确建模非常困难。另一方面,现代电力系统是非线性、高维度、大规模的动态系统,对其采用恰当有效的控制是保障电力系统安全稳定运行的关键。现有的电力系统控制器往往基于某一个运行点设计,难以保障在系统各种复杂运行工况下保持好的控制效果,甚至不能保持系统稳定。多层次启发式动态规划具有很强的自适应性,通过离线训练和在线修正,逐渐学习并掌握系统的动态特性,在模型未知和参数不确定的情况下,能够进行电力系统建模和控制。本文将多层次启发式动态规划用于电力系统建模和控制,主要研究内容如下:在启发式动态规划(Heuristic Dynamic Programming,HDP)的基础上,深入地研究多层次启发式动态规划(Goal representative Heuristic Dynamic Programming,GrHDP)算法。以倒立摆系统为例进行仿真研究,结果表明:基于GrHDP设计的控制器比基于HDP设计的控制器对最优目标的跟踪更迅速,稳定速度更快,控制效果也更加精确。针对目前风电场并网点处静止无功补偿器(Static Var Compensator,SVC)装置控制系统带来的高电压穿越问题,提出了基于GrHDP的SVC电压无功控制策略。以4机2区域系统为例进行仿真研究,结果表明:在不同的运行工况和故障情况下,与采用粒子群优化算法设计的PID型SVC电压无功控制器相比,本文所提的基于GrHDP的电压无功控制器都能更有效抑制故障后风电场并网点的过电压。针对电力系统运行工况变化后动态等值系统响应不够精确的问题,提出了基于GrHDP的电力系统动态等值算法。以10机39节点系统为例进行仿真研究,结果表明:在不同运行工况和故障方式下,相比于同调等值法,本文提出的基于GrHDP的电力系统动态等值算法都能更精确地跟踪原系统的动态特性。