In d o n e sian   Jou r n al of  Ele c tr i c a l  En g in e erin g   a n d  C om pu ter S c ien ce   Vol.  14, No.  1, April 2019,   pp.  346~352  ISSN: 2502- 4752,  DOI :   10.115 91/ijeecs. v 14. i 1 . pp346-352          346     Jou rn a l  h o me pa ge :  ht tp: //i a e score . com / j o u r na l s / i n d e x . p hp/ i j eec s   Multistage artific ial imm une system   for static V AR   compensator planning       S. C . Mohd N a s i r 1 ,  M . H.   M a n s or 2 ,  I.  M usirin 3 ,  M . M. O th man 4 , T.  M . Kuan 5 ,  K.   K ami l 6 ,   M. N .   Abd u ll ah 7   1, 2 , 5, 6 Dep a rtm e nt  of   Elect rical P o w e r   E ngin eerin g, Coll e ge of   En g i neer ing , Un i v e r s i t i   T e n a ga Nasi o nal, Selan go r,  M a la y s ia     3,4 Faculty of E l ec t r ical   E ngi n eeri n g,  U niversiti  T e knol ogi M ARA,   S el a n go r, M alay si a   7 Facul t y o f   E lectrical  and  E l ect ro nic E ngineering,  Uni vers iti  Tu n  Hus s ei n   O nn,   J oho r,   M a l ay si a       Art i cl e In fo     ABSTRACT  A r tic le hist o r y :   Re ce i v e d  Ju n  7 ,   2018   R e v i s e d   Oct   10 , 2 0 18  Ac ce p t ed  No v   2 5 ,  2 018    Int e rconn ected   n et work   o f  transm is si on  and  d i stri bu ti on  li nes  l ead  t o  losses   in  t he  s ys tem  a n d  wea k eni n g  th e  vol t age  stability  i n  the  sys t e m .  Inst a lling  Sta tic   V AR   C o m pe n s a t or   ( S V C )   i n  p o w e r   s y s te m  h a s  kn own   to   i mp ro ve  t h e   sy st e m   b y   minim i z i n g   t he  t ot a l   l os s  and  im p r o v e  th e  vo lt age  p r o fi le  o f   the  syst e m .  This  p a p er  p resent s  t h e  appli cati o n   of   M ultistage  A r t i f ici a l  I m mune  S y s t e m   ( M A IS)  t echni qu e  to   d eterm i ne  o ptim al  s ize  o f   S V C .  Th e   p e rform a nc e   o f   t hi s  te c h n i qu e   is   t e s te d  o n   t h e   I EE E  14 -Bus  R e l i ability  T es t  S y s t e m   ( RT S ) .  T h e  o p t i mizat ion  res u l t s   sh o w   t hat  th e  pro p o s ed   M ul ti stag e  Artif i cia l   I mm u n e  S y st em  ( M A IS )  tech ni que  g ives   b ett e r  s o l u tion  o f   S V C   com p ensat o r  pla n ni ng   p ro bl e m   c om p a red   t o   s in g l e  st age  A r tificia l   Imm u ne  S y s t e m   ( AIS )   i n   term s   of   l ow er  t ota l   s y s tem  loss   a n d   i m p ro ved   m in i m um   vo lt age m a g n it u d e. K eyw ord s :   Mu lt ist a ge  a r t i f icia l  imm une   system   S t atic  V A R  co m pensa t or   To tal sy stem  l oss  min i m i z a t i o n   V o l t a g e  pr ofi l e   im provem e n t   Co pyri gh t © 2 019 In stit u t e  of Advanced  En gi neeri n g  an d   Scien ce.   All  rights   res e rv ed.  Corres pon d i n g  Au th or:   M.  H .  M a nsor,   D e pa rtme nt   o f  El e c t rica l   P o w e r Engi nee r i n g , Col lege  o f En gi nee r ing ,  U n i v ersi ti   T e n aga   N a si o n a l   4 30 00  K a jan g ,   S e lang or,   Mala ys ia.   Em ail:  mhe l m i @u n i te n . ed u. my       1.   I N TR OD U C TI O N    Ele c t rica l  p o wer  syste m s  are   com p le x  sys t em s  c onsi s t i ng   o f  l a rg e  num be r  of  g e n e r at i ng  un i t s  an d   i n t e rc onn e c t e d  n e t w o r k  of  t ran s mi ssio n  a n d   d i st ri bu tio n  l i ne s.  F u rthe rm o r e,   t he   p ow er  d em and  is   i nc rea s in g   at  a n  a l arm i n g   r a t e  da y  by   d ay,   a s   a   r e s ult  o f   w h i c h   t he  u til i t i e s  a r e   bei ng  c o mpe lle d  to  o p e rate   t he ir  gene ra ti n g   u n i t s   a nd  tra n sm is si on   l ine s   a t   t h eir  m a ximum   c a pa ci t y   [ 1 ] .  In  o rder   t o  impr ove   t he   p ow e r   s ystem   opera tio n,   F lexi b l e   A C   T r a n s missi on  S y s t e m s  (F A C T S )  dev i c e s   are   u se d  in   r e cen t  y e a r s.  R ea ct i v e   p o w e r   cha nge s  pr o duc ed  b y  l o a d   v a r iat i o n s  a nd  l i n e   s w itc h i n g   c a n   c a u s e  ad ver s e   effec t s  on  s y stem   vol ta ge   s t a bi l i t y   and  the   i n te rc onne c t e d   s ys tem   se curit y  [2] .   The r e  a r e  se ve ra l   t y pes  o f   F A C TS   d e v i c es   s uc h  as  S ta t i c   S ync h r o no u s   C ompe nsa t or  ( S T A T CO M ) ,  S t atic   V A R   C om pen s at or  ( S V C),   U n ifie d  P o w e r   F l ow   C on tro l l e r  ( U P FC ),  C o n v e rtib le   S e r i e s  C o mpe n sat o r  (CS C ),  I nter -phase  P ow e r   F low   Co n t r o l l e r   ( IP F C ),  S tatic  S ynchr o nou s  S e ri es  C on t r ol l e r  ( S S S C ) ,  Th y r i s to r  Con t ro lle d  S e ries  C om pe nsa t or  ( TCS C ),   T hyr ist o r  Co ntr o l l e d   P ha s e   S h i f tin g  Tra n sf orm e r  (TCP S T )  and  S upe r  Co n duc t i n g   M a g ne tic  E ne rg y  S t or ag e  (S MES )   [ 3].  A m ong  the   t y p e s   o f  F A C T S  d e v i c e s ,   S V C   i s  t h e   prom ine n tly  u s e d  b y   t he  G r i d   S y st e m   O pe rators  ( G S O s ).   O ne  o f  t h e   rea s on s  for   this  i s   SV C  is  c hea p e r   t han   ot her  F A CTS   dev i ce s  e s pe ci all y   S TA T C O M   a n d   T CS C.  H ow e v er,   S V C  i s  st i ll  ve r y   e xpe n s i v e  in   p rice   t h u s   its  opt im al loc a t i o n a nd s i ze  i n the  ne tw or k m u st be  o p tim all y   a s ce rt ai n e d   [ 3 ].  F o r  t h e   pa st  d eca de,   re sear cher s  an d  ele c t r i c a l   e n g i n e ers  have   i n tro duce d   m a n y  op t i miza tio n   tech n i q u es  f or   t he   S V C   p la nn in g.  T he se   t e c h n i que s  i n c l ud e  m a the m a t i ca l   m e th ods   l i k e  l i nea r   p ro gra m m i ng,  qua dra tic   p r o gram m i n g   a n d   h e u r i s t ic  m eth o d s  l i ke   E vo l u ti onar y   P rogr am min g   ( EP ),   P a r ticle  S w a rm  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Ind ones i a n   J   E lec  En g & Co mp  S c i    IS S N : 2502- 47 52       Mu l t is tage   ar t ific i a l immune s y stem f o r sta t ic   VAR compe n sat o r  p l an n i ng (S. C.  M ohd  N a sir)  34 7 Opti m i za t i on  ( PSO)  [ 4 ]  and  A r ti f i cial  I m m une  S ystem   (A IS ) .   A I S   is  a   c om pu ta ti ona l  p a r a di gm tha t b e lo n g  to   the  c o mp ut at i o nal  i n te l l i ge nc e  fam i l y   i ns pire d  b y   t he   b io log i c a l  im mu ne   s yste m  [5].   T he   A IS   u se s  an  i de a   glea ne d  from  i m munol o gy  in   o rder   t o  de ve l op  sys t em s  capa b l e   o f  p e rfor ming  differe n t  tas k s  in  v a r io u s   a r eas  of  r ese a rc h  [6 ].  A IS   i s  a   divers e  are a   o f   res e a r ch   t h a t   a t t e mpt s  t o   b ri dg e   i m mu nol o g y   a n d   e ngi ne e r i n g  deve l ope d  t h rou g h   t he  a ppl ica t i o n   o f   t ec hn ique s  suc h   a s  ma them a t i c a l  an d  c o mp u t at i ona l  mo de lin g  of  imm uno log y .   A I S   h a s  pro v e n   c a p a b le   o f  s o l v ing  m a ny   p ow e r   s ys tem   p rob l em s  suc h   a s  eco n o m i c  d i s p at c h   pro b lem ,   d i s tr i b u t e d  ge n era t i on p l ac em en t p r o b le m  and r eac tive   p o w e r   pl ann i ng.   T h i s  p a p e r  p r o p o s e s  t o   u s e   M u l t i s ta ge   A rtific ial   I m m une  S ystem   (MA I S )   t echn i que   t o  s o lve   S V C  p l ann i n g   p r oble m .  M A I S   i s  a  n e w  t ech niqu e  th at   d ev el op ed   f ro m  t h e   m odi fica ti on  of  t he  o ri g i nal  A I S   t e c h n i q u e .  D i f f e r e n t  f r o m   t h e   o r i g i n a l   A I S ,   M A I S  h a s  m u l t i p l e   s ta ge s  of  t he  s a m e   p r oce s se s  of  c l o n i ng,  muta ti on  a n d  sele ct io n.   T he   pur pose  of  t h i s  m odi fica t i o n   is  t o  mak e   t he   p o ssib l e   so l u t i on   b ro a d e r   t han   the  ori g ina l  A IS  te c hn i q ue . S ubse que ntl y , th i s w i l l  i nc rea s e   t h e  ac c u ra cy   o f  th e re su l t s  p rod u ced   a s t h e  nu mbe r  o f   com p aris on  i n cre a sed.   T he  i m p l e me n t a t ion   of  M A I S   t o   s ol ve  S V C   p l a n n in g  pr ob le m  is  e xp la ine d   i n  de ta i l s   in t he  n e x t sec tio n.  I t  is fou n d  t ha t   the pr opose d  MA I S   is super i or  tha n the   or i g i n a l A I S   to sol ve  S V C  p la nn i n g pr ob lem .   M A I S  g i v e s  b e t t e r   s o l u t i o n   i n   t e r m s   o f  l o w e r  t o t a l  s y s t e m   l o s s   a n d   impr ov e d   m i n i m u m   v o l t a ge   m a gni tu de   com p are d  t o or i g i n al  A IS.      2.   PROBLE M   FORMULATIO N  P r ior  to  t he  e m p l o ym en t  o f   M A I S ,   t he  o pt ima l   l oca t i o n  of  t he   S V C  uni ts   w a s   f o und   u si ng   vol t a ge  dev i a t i o n  in de x .   V olta ge  d e v ia ti on  i nde x  (V D I)  is  a n  in d i c a t o r  use d   t o  deter m i n e  h o w   m u ch  t he  b us  v o l tag e   ma gni tude   h a s   d e v i a ted  from   its  r e f er ence   v a l ue.  A   p o w e r  syste m   i s  c ons i d e r e d   t o  have  g o o d   v o l t a ge  p rofi le   if  it  has  l o w   v o l t a g e  de v i a t i o n  i nde x  va lue .   T he   f orm u la  o f  v o l ta ge  d e v ia ti o n   i nde x  is  a s  show n  i n   e q u a t io n   (1).      ∆   ,   ,    (1)    wh ere   ,  i s t h e ref e re n c e v o lt ag e a t   ℎ  bus [8]     The   sea r ch  f o r   t he  o p tim al  l oca tio n  a n d  s i z e   i s  ba sed  o n   t w o   o b je c tiv e   fun c ti ons,  w h i c h  ar e  to  m i n i m i z e  t o t a l   s y s t e m   l o s s   a n d   t o  i m p r o v e  m i n i m u m  v o l t a g e  m a g n i tu de .  Th is  s t u dy   c o n s i ders  s i n g l e   ob jec t i v e  op ti miz a t i on,  w hic h   m e a ns on l y o n e   ob jec tive  fu nct i on  i s op t i mize d at  a  t im e.    a.   Objective  Fu nction  1:  T o   m inimize tot a l   s y s t em  l oss   The   t o ta l sys t e m   l oss  ca n be  calc u l a t e d usi n g  the fo llow i n g  e qu ati on:          2 co s    co s         (2)    wh ere     a nd    a re   t he   numbe r  o f   line s   a n d   buse s ,  re spect ive l y;    i s  the  r e sist a n ce  of  l ine   ;  is   the  cur r en t  thr o u g h   l i n e    ;    a nd    are  t h e     vol ta ge    m a gni tud e     and    a n g le     at    node   ,  re specti v e l y;     and    ar e  the  m a g n i t u de  an d   a n g le  o f t h e  line   adm i t t a n ce  be t w ee n bus     and  bus   ,   respectivel y  [8].     b.    Ob j ec t i v e  Fu n c tion   2 : To i mp rove  m in i m u m  volta ge  ma g n i t u d e                     (3)    F o r  this  s e c o n d   o bj e c t iv e   fu n c ti o n ,  it  i s   e ns ure d   t ha t  t h e   mini mum   v o lt a g e  m a gn itu de   o f  the   system   is  i mpr ove d a f t e r  t h e   ins t a l l a ti on o f  S V C s  i n   t he p ow e r  syst e m   a s   s how n i n  e qua t i o n   ( 3).    c.   Oper ationa l C o n s traint s  The   tw o o b j ec t i ve  fu n c t i ons a re  s ubje c t ed  t o  the   fo ll ow i ng  o p er a tio na l  con s t r ai nts:       2.3. 1 Re a l   a nd  Reac t ive  Power  Balan ce  Cont raints  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                         I SSN: 2502- 4752  I n do n e si an  J  E l e c   E n g   &   C o m p  S ci , V o l .   1 4 ,   No. 1, April 2019 :   346 –  3 52  34 8 The   ba l a nce  o f   a ct i v e  an d  r e ac t i ve  p owers  must  b e   sa tis fi ed  a t  e ach  b us.   Rea l   a nd  rea c ti ve  pow e r   bala nc e w ith r espec t   t o a  bus c a n  be  form ula t ed  a s:           ′  co s   ′  si n      (4)           ′  si n   ′  si n      (5)     wh ere    a nd       a re   t he  g ener ate d   acti v e  and  r eac tive   p o we rs,  respec tive l y ;      a nd    a r e   t h e   loa d   act i v e  an d  re acti v e  p o w ers  at  node   ,  re spe c ti ve ly.  The  co n duc ta n c e,   ′   a n d   s u s c e p t a n c e ,     ′    repr esent the   re al a nd im agi n ary com pone n t s of elem e n t    ′   of   the    [ ′  ] ma trix, respec tive l y,  obta i ned  b y     modi fyi n g   t he   init ia l   noda l a d mit t a n ces  m a t rix w h en  i ntro duc ing  the   S V C  [1 0].     2.3. 2V o l t a ge S tab i l i ty C on strain t  The   v o l t a g e  ma gn itu de  a t a ll  busse s  ar e e n su r e d  to  b e w i t h in t h e  lim its of  ± 5 % of  i t s   n o m inal va l ue .      V , V , V ,   (6)             3.   IMPL E M EN TATION  O F  MAIS  T O  FI N D  TH E  S I ZE OF  S VC S  Th e  l o cati o n   of  S VC   u nit s   a re   d et ermi n e d   b y   u si ng   v ol t a g e   d evi a t i on  inde x  before   t h e   M A I S   is  em plo y e d   t o   fi nd   t he   o ptim al   s ize  of  t he   S V C   u n i t s .  F o r   the   IEE E  1 4 - B us  R e lia b ili ty   T est  Sys t em   ( RTS )   a s  show n  in   F ig ur e   1,   i t  w a s  dec i de d  t o   i nsta l l   onl y  t h r e e   S V C  un i ts  b ase d   o n   its  s ize.   T he  l o c ati ons  o f  t h e  SVC   un its a re  at  b u s e s  tha t  h av e hig h e st  VDI v a l ues .           F i gure   1.  14-B u s  Re li a b i l i t y  Test S yst e m  [9 ]      Tab l e  1.  V ol ta g e  D e v ia tio n  Inde x  at Base  Con d i t i on   Bu s   Vol t age   d e v i a t i on   Ind e x  at e a c h   b u s  1  0. 0036   2  0. 0020   3  0. 0001   4  0. 0002   5  0. 0006   6  0. 0049   7  0. 0031   8  0. 0081   9  0. 0097   10   0 . 0097   11   0 . 0066   12   0 . 0034   13   0 . 0032   14   0 . 0039     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Ind ones i a n   J   E lec  En g & Co mp  S c i    IS S N : 2502- 47 52       Mu l t is tage   ar t ific i a l immune s y stem f o r sta t ic   VAR compe n sat o r  p l an n i ng (S. C.  M ohd  N a sir)  34 9 The   proce ss  of   M A I S   t o   f i n d   t h e  opt im al  s iz e  o f   t he   t hr ee  S V C  u ni t s   i s   show n  in  F ig u r e  2.   F irstl y ,  three   i n itia l   va lue s   w er e  gene rated  ra n dom ly.  These   t h re e  val u e s  repr esen t  thr ee  con t rol  varia b les  o f   S V C   un its t o  be ins t a lle d.  T he  s e r ies of ra n d o m  nu mbe r ,   is  g e ner a ted b y   u nif o r m   d istri b u t ion  numbe r [1 0]:       = r an d(a , b ) *o ff _set  + mi n_s et (7)     wh ere;    i   =  1,   2  and 3     a   =  n um ber   of  r ow     b   =  n um ber   of  c ol umn     o ff_s e t   =  m axim um  r an ge  n um ber  tha t  ca n  be   ac h i e v ed     m in_ s et   =  m in i m um  range  n u m ber     Th e  ra ndo m  nu mb e r   g en era t e d   u sing   t h e   u n i fo rm  d i s t r ib ut ion   n u m b e r   w i l l  b e   a ss igne d  a s   t he  s ize  of  the  SV C  uni t s .   Since   it  w a s  dec i de d  to  h a v e   three   SV Cs  i nsta lle d,   t hus  t h r ee   v a r iables  n am ely  ,    a nd    are   gene rate d  to  r epre se n t   t he   s i z e  of  S V C   a t  b u s  8,   9   a n d   10  r e s pec t iv el y.  T he   r a n ge   o f  r a nd om  numbe r  of  the  S V C  un its’  size  i s   b e t w e e n   - 10 0  MV A R   t o  1 00  MV A R .  The  S V C  u ni t s   c a n   e i t he r  in j e c t ing  or  a b s or b i n g   the r eac t i ve  p o w er  to or  f rom t h e   b u ses  respe c t i v e l y.   Eq ua ti ons   ( 3),   (4),   ( 5)  a nd  (6)   a r e  use d   t o   e n sur e   t he  r a n d o m   n um bers  g e n era t e d   a bi de  t he  p rob l em   c o nst r a i nt s.  T twe n ty   i nd ivi d ual s   o f   co nt rol   va ri ab l e s   are   g e n e r ate d   b a s e d   on  t h e  ca l c u l a t ed  f i t ne ss,   wh ic h  ca n   be  t o t al  s ys te m   loss  o r  m i nim u m   vo l t age   m a gni t ude.   T h e s e  in di vi du a l s  a r e  st o r ed   i n   t h e   po pul a t i o n  p ool .  S ubseq ue n t l y ,  the tw e n ty  i n d i v i d ual s  ar e  c loned b y   t e n .  U n l i ke  t he   s ingle   sta g e  A I S ,   M A I S   c l one s  the  p o p u l at i o n   w ith  m u l t ip l e   s ta ges.   B efore   the  c l on in g   proce s s,   t he  i nit i a l   p o pula tio n  are   dec o m p ose d   i n t o  fo ur   s ub- po p u la t i o n s,  w hic h   c on t a in s  five  i nd iv id ua ls.  A f ter   tha t ,   the   sub - po p u la tio ns  w i ll  u n d ergo  c l on i ng,  m ut a t i o n  a n d   se le ct ion  proc e s ses.  T he   M A TLA B  pro g ra mm ing code  for  clo ni n g   pr oc ess is a s  show n in e qua tion  (8 ).       Cl on e_ k =   r e pm at (  A,   [  i, j  ]  )  (8)    wh ere;    k    = num b er  of   s t age    A   =  subj e c t   to  c lo n e     i   =  c lone  t he  r o w     j   =  c lone  t he  c o l umn     F o r  t h e   mut a ti o n   p ro c e ss,  G a u ssi a n  M u t a t i o n   te ch ni qu e   is  u sed  t o  pro duc e   the   o f f   s p ri ng.  T h e   G a ussia n  M u t a t i o n equa ti on  is a s show n in  e qua t i o n  (9).       ,  ,  0 ,        ( 9 )       wh ere;        ,   = m ut at e d  p aren t   (o ff sp rin g )     ,  =   p a r e n t s       =  Gau ssi an  rand o m  v a r i a b l e   wi t h  mea n     a nd  va r ianc e        =  mu t at ion   sc al e, 0  < <  1         = m a xim u m  ran d om  num ber   for   eve r y va ria b le         = m i n i m u m   rand om  numbe r for e v ery  varia b le       = f i tness  for  t h e     r a n do m   nu m b e r        =   ma x i mu m   f i tn e s s      Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                         I SSN: 2502- 4752  I n do n e si an  J  E l e c   E n g   &   C o m p  S ci , V o l .   1 4 ,   No. 1, April 2019 :   346 –  3 52  35 0     F i gure  2.  F low   Char t   for  M A IS   T ec hn i que       A t   t he  e nd   o f  e ach  s tage,   f i ve   b e s t   i n div i d u a l s  a r e  pro duc e d   m a de   u p  o f   t w e nt y  i n d i vid u a l s.   T he   b e s t   tw en ty i n d i v i d ual s  a re  t hen u nde r go c o n v e r genc e te st  t o  fi nd t h e  glo b a l   o ptim a.   C o n v erge nce  c r iteri on   i s  sp ecifie d   w he n  the  va lue   o f   d i ffe re nc e  b e t w e e n  t h e   2 0 th   a nd  the   1 st   i n d i vid u a l  i s   l e s s   th an   0 .0 0001   f o r   e a c h   fi tne ss.  M a t h e mat i ca l l y ,   t h e   c onve rg e n c e   c ri t e ri o n   o f  f i t n ess   of  t ot al  syste m   l oss  an d m i ni m u m   b u s  vo lta ge  a re  as  show n i n  e q u a tio n  (1 0) a nd e qua t i o n   ( 11)  r espec t i v e l y .       ,   , 0 .0 00 1   ( 10)      ∆   ∆ , 0 .000 1   ( 11)      4.   RESUL T S A N D   DIS CUS SION   A s  m e n t i o n e d   i n   t h e   p r e v i o u s   s e c t i o n ,  t h e r e  a r e  t w o  o b j e c t i v e  f unc ti ons  t es te d  for  the   M A I S   op tim iza t i o n. The ob j ec tive   func tio ns a re t o m i nim i z e  to t a l  sys tem   l o ss a n d t o  im p ro ve  m inimum  bus  v o ltage .   There f ore ,   t he   r esults  o f  MAI S   t o  de ter m ine   the  size   o f  t h e  i n s t a l l e d  S V C  u n i t s   a r e  d i v i d e d  i n t o   t w o   p a r t s   base d o n  i ts o b j ect i v e func t i o n s .   F o r the s e   t w o o b je c t i v e   func t io ns, t h e  l oca t ion s  o f t h e   SV C uni ts ar e  at b u ses   8,  9   a n d   1 0.   T h e se  l ocat i o n s   a re   d e t erm i ned   from   t he   V D I   v a l ue s   o f  all   bu se s  wh ere   th e  th ree   SVC   u n it s  are  place d at  t he  b uses  t ha t   ha ve  h i ghe s t   V D I   v alue s.    a.   Minimizin g  Total Syst e m  L o ss as t he O bj ect i ve Fu n ct i o n  The   re su l t s  of  t o t a l   s ys t e m  loss  a nd  mi n i mum   vol t a ge  m agni t ude   pro duc e d   b ef ore  a nd  a f te r  t h e  op tim iza t i o n fo r   the  first o b j e c t i v e  func t i o n   a r e  ta b u l a t e d  in  Ta ble   2.    Ta b l e   2.  V alue s  of T ota l   S yst e m   Loss a nd M i n i m u m   V o lt age  Ma gn it u d e   for  Minim i z i ng  the T o ta l  System   Loss   Te c hniq u e   To t a l   S y s t e m   L o ss (MW)   Mi n i mu m  V o ltage   Magn itude   ( p . u) Pre - optim iza tion  (wit hout  S V C )   13. 56   1 . 0100   Post-o ptim i z at ion  ( u si ng  A I S  te c hnique )   13. 48   1 . 0100   Pos t - o pti m i z a tion  (usin g   M AIS   te c hnique )   13. 46   1 . 0093       B a se d   o n   t h e   T ab l e   2 ,  M A IS  p ro du ced   t he  l o w es t  t o t a l   sy st em  l o s s  c o m p are d   t o  pr e-op t i miz a tio n   and  A I S   re sult s,  w hich  i s  13. 46  M W .  H o w e ver ,   f or   t h i s  o b j e c t i ve   f unc t i o n ,  the  m i n i m u m   vol tage   m a g n i t u d e   pro duce d   b y MA IS  i s slide l y low e r th a n   p r e -op t imiza t i o n and A I S  results. Thi s  val ue is st i l l   a cce p t a b l e  a s  th e   most mi n imum  va l ue  a ll ow ed   i s  0.9 5   p . u . It i s  f ou nd  tha t  S V C  u n i t s  i nst a ll ati o n c a n   h e lp  t o  mi ni mi z e   t he  t o t al  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Ind ones i a n   J   E lec  En g & Co mp  S c i    IS S N : 2502- 47 52       Mu l t is tage   ar t ific i a l immune s y stem f o r sta t ic   VAR compe n sat o r  p l an n i ng (S. C.  M ohd  N a sir)  35 1 syste m   l oss  a n d  b y   u si ng  MA IS   t ec hniq u e   t o   f i nd  the  op t i m a l  siz e  of  t he  S V C   u nits  w ill  le ad  t o  be tter   r e su lts   com p are d  t o AI S  t e chn i que.       Tab l e 3.  Loc at ions  a nd S i zes  o f  SVC   Un i t s   B ased  o n   Obj e c t iv e   Fu nc t i o n  of  Mi nim i z i n g   t he  T ota l  S yst e m  Loss   Si z e   o f  SV C   ( M VA R)   T e c h ni qu e   SV C l o c a t i o n Bu s   8 Bus   9 Bus   1 0 AIS  34. 35   35.25   2 . 7 9   M A IS  - 25. 8 3   32.28   15. 29       I t   c an  b e  seen   f r o m  Ta b l e   3.   t ha t   a ll  th e  thr ee  S V C   uni ts  s up pl i e d  rea c t i ve   p ow er  t o  t h e   sys t em .  H o w e ve r,  f or   M A I S ,   only  S V Cs  a t  b u s  9  and  bus  10  su pp l i ed  r ea ct ive   pow e r   a nd  S V C  at  b us  8   a bsor bed  rea c ti ve  p ow er   o f 25. 8 3  MV A R fr o m   t he  sys t e m.  D iffer e nt tec hni q ue  l e a ds  t o  differ en t   size  of  S V C  uni ts.       Ta ble   4.  V alues  of To t a l   S yst e m   Loss a nd M i nim u m  V o lta ge  M a g n i t u d e   for  Im provi ng  the  Mi n i mum   Vo lt a g e M a gnit u d e   Te c hniq u e   To t a l  Sy s t e m   L o ss ( M W) Mi n i mu m   V o l t a g e  Magni t u d e  (p. u )   Pre - optim iza tion  (wi t hout  S V C )   13.56   1 . 0100   Post-o ptim i z at ion ( u si n g  AIS  te c hnique )   13.49   1 . 0150   P o s t - o pt im i z a tion  (usin g   M A I S   te c hnique )   13.49   1 . 0200       Base d   o n  th e  re s u lts i n Ta ble 4.   t he   m i n im u m  vol t a ge ma gni t ude  of   t h e   s y s t e m  i m p r ov e d   fro m  1 . 010  p.u  b e fore   o pt i m iza t i o n  t o   1 . 0 1 5   p . u   a nd  1. 02 0  p.u  a f ter   i t   i s  op t i m i ze d  us i n g  A I S   and   MA IS   r e s pe ct ive l y .   The  t o tal  s y ste m   l oss  als o   c a n   b e  see n   r edu c e d   f rom   t h e  p r e - opt imiza t i o n.  F rom  Table   5 .   it  ca n  be   s e e n  t h a t   bo th  A IS   a nd  MA IS   h a v e  SV C    u n its t hat   a b sor b in g  t h e  r eac tive   p ow e r .  F o r   A I S,   S V C   u n i t   at b us 8  a bsor bed  t h e   r e a c t i v e  p o w e r   w h i l e   f o r  M A I S   a t  b u s  1 0 .  T h e  o t h e r  t w o  S V C   un i t s  of  e ach   t ec hn ique   a re  s u p p l y in g   rea c ti ve  p ow er   t o  th e   s y stem .      Tab l e 5.  Loc at ions  a nd S i zes  o f  SVC   Un i t s   B ased  o n   Obj e c t iv e   Fu nc t i o n  of  Im p r ov i n g  the   M i n i m u m   V o l t age  Ma gn i t u d e   Size   o f  SV C   ( M VA R)   T e c h ni qu e   SV C  lo c a t i on Bu s   8 Bus   9 Bu s 1 0 AIS  -2 3. 3 0   3. 88  66. 19   M A IS  64. 94   50.59   - 67. 4 1       5.   CONCL U S IONS   I n   t h i s  pa pe r,  M A I S   opti m i z a t i o n  tec h ni q u e  ha s  be en  u se d  t o   a c h i e ve  t w o   d i ffe re nt  o b j ec t i ve   fu nc ti o n s  for  de term in i n g  the   op tim al  s ize   o f   t hre e   S V C   u nits  i nst a lle d  in  t he  I EEE  14- B u s  Reliability  T e s t  S y stem   ( RTS ) .  The  l o c a t i on s  of  t he   S V C   u n its  w ere   firstl y  de t e r m i n e d  u s i n g  t h e  V D I   a pproac h .  Whe n   targe t i n g  on e   of  o b j ec ti ve  f u n c t i on,  t he   o th e r   o b j e c tive   fu nct i on   i s  s l i ght ly   h a v i n g  d i sa dva n t age .   H o w ever ,  f o cu si ng   o n   eac h   o b j ect i v e  wi ll   h el p   t h e  Gri d   S y s tem  Op e r at o r s  ( G SO s)  t o  c o mpa r e  and  dec i de   w hic h   ob jec t i v e  ne e d   t o  be   c o n s i de red  de pen d i n g   o n   t he   c urrent   s i t ua t io n  a n d  con d iti on.  I t  c a n  be  c o n c l u d e d  th a t   MA IS   i s  s uper i or  t han   the   or ig i n al   A I S   f or  s o l v i ng   s ta t i c  V A R   c om pe ns ator  p lan n i ng  pro b lem   in   t e r m s   o f  gi vin g   l ow er  t ota l   s yst e m  l o ss  and i m pro v i n g  m i n i mum   vo lta ge   m a g n i t ud e .   T his  d u e  t o   m ul t i pl e  sta g e s   o f  t h e   sam e   p roce sse s   o f  c l o n i n g,  m ut a t i on  a n d  selec t io n  i n   M A I S   that  inc r ea se  t h e   p ote n tia l  of  p r o d u ce d   in div i dua ls i n i n i tia l   p o pula tio n to  b e se l e cte d   a s the  fi na l o pt ima l   s o l ut i o n .   F o r  the  fu t u re   d ev el o p me nt,   the   MA IS   a l gor ithm   ca n  b e   i mpro ve d   b y   re pl a c i ng   t he   G a u ssi an  Mu t a tio n t e ch n i q u e  w i t h   L og nor ma l  M u ta t i o n   t ec h n i q ue  o r mutate d  us i ng ot her  o p t im iza t io n  tec h n i q u e s   s uc h   as  P article   S w a rm   O ptimiza t i o n  (P SO )   or  K ine tic   G a s   M o l ec u l e   op ti m i z a t i o n   ( K G M O )   t o  prod u c e   be tter  offspr in g from   the  muta t i on pr oc ess.      ACKNOW LEDG M E N T   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                         I SSN: 2502- 4752  I n do n e si an  J  E l e c   E n g   &   C o m p  S ci , V o l .   1 4 ,   No. 1, April 2019 :   346 –  3 52  35 2 The   a u th ors  w oul d  like   to  a c k n o w l e d ge  t he   U ni versi t i   T e n aga  N a s i o na l   ( UNITEN )  for  the  f i nancial  su pp o r t   o f   t hi s  p r oj e c t .   T hi s  re se arc h   i s  su pp o r t e d  by   UNITEN  u nde r  t h e   U N ITEN   I nt e r nal  Rese arc h   G rant  (U NI IG 201 8)  w i t h  p r o j e c t c o de: J 5 1 0 0 5 0 629 .       REFE RENCES   [1]   S .   R .  Ola,  “ Reacti v e  P o wer  Flo w   C on tro l   U sing   S t a ti c  VAR  C om pen sator  t o   I mprove  V oltage  S t a bi l ity  i n   Tran smissi on  S y s t em, ”   2 01 6.  [2]   L. A.   S n ider,   “An Intel ligent   Vo lt age Co ntroll er for St a ti c   VA R   C om pen s at ors, ”  p p .   2 39 –24 3,   1 9 9 4 .   [3]   A.  K .   Mohant y  and  A.  K .  B a ri k ,   “ Po wer  Sys t em  S tabi lity  I mprovem e n t  Usin g   F A C TS   D ev ices, ”   I n t. J .   Mo d.  En g .   Res. , vo l .   1,  n o.   2 , pp .  66 6 – 6 7 2 ,   2 00 9.  [4]   M .   G iti z ad eh,   M .   S h i dpil e hv ar,   and  M .   M ardan e h,   “ A  n e w  m e thod   f o r   S V C   p lacem en t  con s i d erin g  F S S   li mit  an d  SVC  in ve s t me nt  c ost,”   Int e rn a tiona l Jo urn a l  o f   Electr i ca l P o wer a n d E n er gy S y s t em s ,  vo l.   5 3 .   pp.  9 00– 90 8,   201 3.   [5]   J.   A l - En ez i ,   M .   Ab bo d,   a nd  S .   A ls harhan,  “Ar tif ic ia l  I mmu ne   S y s tem s -mo d els,  a lg orit h m s   and   ap pli cati o n s ,”  In t .  J.  Res.   Rev.  App l .  Sci . ,  vol.   3 ,   n o .   M ay ,   p p.  1 18 –131 ,   2 0 1 0 .   [6]   W.   O n g s a kul   a nd  P.   J irapo n g ,   “ O p tim a l   A l l o c a t io n  of   F A C TS   D evi c es  t o  Enhance   Total   Trans f er  C apabi lity  U sing  Ev ol u tion a ry  P ro gram min g , ”   p p .   4 1 7 5 – 4 178 ,   2 005.   [7]   M .   H .   M a nso r ,   M .   R .   Irvi ng,   a nd  G.   A .   T a y l or,   “ A   d eco mp os itio n/ a g greg ati on  m e th od   f o r   s olvin g   e lect rical  p o w er   di sp atch  p ro b l em s , ”  in  2012  47t h Interna t ional Uni versities  P o wer  Eng i neeri ng Conf erence ( U P E C ) ,   20 12,   p p .   1 – 7.   [8]   K.  P .  Nguyen,  G.  F ujita,  and  V .   N .  D i eu,  “CUC KOO  S E ARC H   A LG ORIT HM  F OR  O PTI M AL   P LA C E MEN T   AN D  SI ZIN G   O F  STATIC  V AR   C OMPEN S ATOR  I N  LA R G E - SCA L E   POWER  S Y S TE MS, ”   v ol .   6 ,   n o.   2 ,   pp.  59 –6 8,   2 01 6.  [9]   D.  R .  Tob e rgte a nd  S.   Cu r tis,  Transmi ss i o n and  Distribut i on E l ect rical  E ngineering 3rd  Edition . Newnes, 2013.  [10]   R .  S i r j a n i ,   A .  M o h a m e d ,   a n d   H .  S h a r e e f ,   “ A  H y b r i d  B C O  /  H S   A l g o rithm   f o r  Opt i m a l  Placem ent   and   Sizi ng  o f   S t atic  V ar  C o m p e n s at ors   in  P ow er  S ystems, ”   pp.  54 – 5 9 .   [11]   R.  S i r jan i ,  A.  M o h am ed,  and   H .   S h a reef ,  “O ptimal  a ll ocatio n  of  shu n t   V a r  co mp e n s a to rs  i n  power  s y s t e ms  u si ng   a   no vel   gl oba l   h a rmo n y   search   a lg ori t h m , ”   Int. J. Elect r. P o wer   En erg y  Sys t . ,   v o l . 43 ,  n o.  1 , p p.  56 2 – 5 72 ,   2 0 1 2 .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.