I n d on e s i an   Jo u r n al   o El e c t r i c al   En gi n e e r i n g   an d   C o m p u te r   S c i e n c e   V o l .   17 ,   N o .   3 M a r c 20 20 ,   pp.   11 35~ 11 49   IS S N :   2502 - 4752 ,   D O I :   1 0. 1 1591 / i j e e c s . v 1 7 .i 3 . pp 113 5 - 1149       1135       Jou r n al   h o m e pa ge ht t p: / / i j e e c s . i a e s c or e . c om   R e c l o se r - f u s e   s e t t i n g s   i n   d i st r i b u t i o n   sy st e m s w i t h   o p t i m i z i n g   m u l t i p l e   d i st r i b u t e d   g e n e r a t i o n   c o n si d e r i n g   t e c h n i c a l   a sp e c t s       A h m e d   A .   E l b as e t 1 A b ou l F o t ou h   A .   M o h am e d 2 ,   Es s am   A b ou   El - Zah ab 3 M .   A .   M o u s tafa  H as s an 4   1, 2 D e pa r t m e n t   o f   E l e c t r i c a l   P o w e r   E ng i ne e r i ng ,   T he   h i g he r   i ns t i t u t e   o f   e ng i ne e r i ng   a t   E l S ho r o uk  C i t y ,   E gy pt   3 , 4 D e pa r t m e n t   o f   E l e c t r i c a l   E ng i n e e r i ng ,   C a i r o   U n i v e r s i t y ,   E gy pt       A r ti c l e   I n fo     A B S TR A C T   Ar t i c l e   h i s t or y :   R e c e i v e A pr   1 3 ,   201 9   R e v i s e J ul   1 ,   2019   A c c e pt e A ug   2 9 ,   201 9       W i t t he   w i d e s p r e a o f   us i ng   di s t r i b ut e g e ne r a t i o n,   t h e   c o nne c t i o o f   D G s   i t h e   di s t r i b ut i o s y s t e m   c a us e s   m i s c o o r di na t i o be t w e e pr o t e c t i v e   de v i c e s .   T hi s   pa p e r   i nt r o duc e s   t he   p r o bl e m s   a s s o c i a t e w i t r e c l o s e r   f us e   m i s c o o r di na t i o ( R F M )   i t h e   p r e s e nc e   o f   s i ng l e   a nd   m ul t i pl e   D G   i a   r a d i a l   di s t r i bu t i o s y s t e m .   T w o   M ul t i   o bj e c t i v e   o pt i m i z a t i o pr o b l e m s   a r e   pr e s e n t e d .   T h e   f i r s t   i s   b a s e o t e c hni c a l   i m p a c t s   t o   de t e r m i n e   t h e   o pt i m a l   s i z e   a n l o c a t i o o f   D G   c o ns i de r i ng   s y s t e m   po w e r   l o s s   r e du c t i o a nd   e nha nc e m e nt   t he   v o l t a g e   pr o f i l e   w i t a   c e r t a i c o ns t r a i n t s   a nd  t he   s e c o nd  i s   us e f o r   m i n i m i z i ng   t he   o pe r a t i ng   t i m e   o f   a l l   f us e s   a nd   r e c l o s e r   w i t h   o bt a i n i ng   t h e   o pt i m um   s e t t i ng s   o f   f us e   r e c l o s e r   c o o r di na t i o c ha r a c t e r i s t i c s .   W ha l e   O p t i m i z e r   a l g o r i t hm   ( W O A )   e m u l a t e R F M   a s   a o p t i m i z a t i o n   pr o bl e m .   T he   p e r f o r m a nc e   o f   t he   pr o po s e m e t ho do l o gy   i s   a ppl i e t o   t he   s t a nda r I E E E   33  no de   t e s t   s y s t e m .   T he   r e s ul t s   s ho w   t he   r o bus t n e s s   o f   t h e   pr o po s e a l g o r i t hm   f o r   s o l v i ng   t he   R F M   p r o bl e m   w i t a c hi e v i ng   s y s t e m   po w e r   l o s s   r e d uc t i o a nd   v o l t a g e   p r o f i l e   e n ha nc e m e n t .   Ke y w or ds :   D i s t r i b ut e ge n e r a t i o   O pt i m um   a l l o c a t i o n   P r o t e c t i o n   c o o r di na t i o n   W h a l e   o pt i m i z e a l go ri t hm   C opy r i gh t   ©   2020   I n s t i t ut e   o f   A dv anc e E ng i ne e r i ng   and   S c i e nc e .     A l l   r i gh t s   r e s e r v e d .   Cor r e s pon di n g   Au t h or :   A hm e A .   E l b a s e t,   T h e   h i g h e i n s t i t ut e   o f   e n gi n e e r i ng,   E l S h o r o uk  Ci t y ,   Ca i r o ,   E gy pt .   E m a i l :   a hm e d_b a s e t 2007@ y a h o o . c o m       1.   I N TR O D U C TI O N     T h e   m a i N ow a da y s ,   di s t ri b ut e ge n e r a t i o n s   a r e   a   v i t a l   pa rt   o f   e l e c t r i c a l   d i s t ri b ut i o s y s t e m s   [1] T h e   c o n n e c t i o n   o f   D G s   a f fe c t s   t h e   po w e r   f l ow ,   vo l t a ge   c on d i t i o n   a n t h e   f e e d e r   l o s s e s .   T h e r e f o r e ,   p r o pe r   s i z e s   a n l o c a t i o n   o f   D G s   i n   t h e   d i s t ri b ut i o n   s y s t e m   c a n   a t t a i n   s o m e   e c o n o m i c a l ,   t e c hn i c a l   a nd  e n v i r o n m e n t a l   b e n e f i t .   O pt i m i z i n g   D G   w a s   i n v e s t i ga t e d   t o   i m p r o v e   v o l t a ge   p r o f i l e   a n d   r e duc e   s y s t e m   po w e r   l o s s   i n   di s t r i b ut i o n   s y s t e m   a s   t e c hni c a l   a s pe c t s   [2 - 5].   F o a c h i e v i n e c o n o m i c a l   a n e n v i r o nm e nt a l   a s pe c t s ,   r e n e w a b l e   e n e rgy   s o ur c e s   (R E S b a s e D G   w e r e   i nt e g r a t e t o   r e duc e   e n e rgy   e m i s s i o a n d   c o s t   [6] .   B ut   w i t h   hi g pe n e t r a t i o o f   D G s   i t h e   s y s t e m s   ha s   n e ga t i v e   i m pa c t s   o t h e   e xi s t i n g   p r o t e c t i o de v i c e s   c a us i ng  f a l s e   t r i pp i n g   a n d   m i s c oo r di na t i o p r o b l e m   [7 ,   8] .   T h e   t y pi c a l   e l e c t r i c   n e t w o r ks   a r e   de s i g n e d   a s   a   r a d i a l   i na t u r e .   T h e   m a i b e n e f i t s   o f   t h e   ra di a l   s y s t e m s   a r e   t h e i r   l o w e r   c o s t   a n d   s i m pl i c i t y   i n   p r o t e c t i o s y s t e m .     T h e s e   pr o t e c t i o s c h e m e s   c o m pr i s e   o f   m a i de v i c e s   s uc h   a s   r e c l o s e r   a n d   f us e s .   T h e   c o o r di n a t i o b e t w e e n   R e c l o s e r   a n d   f us e   a r e   i m p l e m e n t e d   b a s e o t h e   f us e - s a v i ng   pri n c i pl es   [9] .   W h e t h e   t ra n s i e n t   f a u l t   o c c ur s   i n   a n y   b r a n c o f   t h e   n e t w o r k,   f a s t   o pe r a t i n g   m o de   o f   r e c l o s e pe r m i t   t h e   f a ul t   t o   s e l f   c l e a b e fo r e   m e l t i n g   t h e   f us e .   B ut   w h e a   pe rm a n e nt   f a ul t   o c c ur s ,   t h e   f us e   m us t   o pe r a t e   b e fo r e   s l o w   o p e r a t i ng   m o de   o f   r e c l o s e r   t o   a v o i t h e   i n t e rr u pt i o o f   l o a ds   b e t w e e n   f us e   a nd   r e c l o s e r .   S o ,   t h e   p r o t e c t i o c o o r di n a t i o b e t w e e n   a l l   f us e s   a n t h e   r e c l o s e r   m us t   b e   a c h i e v e t o   pr e v e n t   t h e   m i s c o o r di na t i o n   b e t w e e n   t h e m .   T hus ,   t h e   R e c l o s e r   i n   t h e   ra di a l   s y s t e m   i s   i m pe r a t i v e   a s   70  t o   80  o f   a l l   f a ul t s   o c c ur s   i n   d i s t r i b ut i o n   s y s t e m   a r e   t ra n s i e n t   i n   na t u r e   [10] .   T h e   s h o r t   c i r c ui t   c u rr e n t   d ue   t o   c o n t ri b ut i o n   o f   D G s   i n c r e a s e   t h e   c u rr e n t   p a s s   t hr o ug h   t h e   f us e   a n pe r m i t   f us e   t o   o pe ra t e   b e fo r e   a n d   f a s t e t ha t h e   r e c l o s e r   w h i c l e a ds   t o   u nde s i r a b l e   m i s c o o r di n a t i o [1 1] .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
            IS S N :   2 502 - 47 52   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   17 ,   N o .   3 M a r c 20 20  :   11 35   -   11 49   1136   T h e   f a ul t   c u rr e n t   i s   i n c r e a s e w i t h   i n c r e a s i n t h e   pe n e t r a t i o n   o f   D G s   a n t h e   f l o w s   of   t h e   c u rr e n t   a r e   c h a nge d.   A s   a   r e s ul t ,   due   t o   t h e   i n s e r t i o o f   D G   s o ur c e s ,   t h e   di s t ri b ut i o s c h e m e   b e c o m e s   a c t i v e .   T h e r e fo r e ,   t h e   D G   c a c a us e   o ppo s i n g   e f fe c t s   t o   t h e   c u rr e nt   p r o t e c t i o n   s y s t e m ,   r e s ul t i ng   i c o o r di n a t i o f a i l u r e   a n c o n s e que n t l y   r e duc i n g   s y s t e m   r e l i a b i l i t y   [12] .   D i v e r s e   s t u di e s   ha v e   b e e n   de v o t e i l i t e ra t u r e   t o   m i t i ga t e   t h e   a dv e r s e   e f fe c t   o f   t h e   m i s c o o r di n a t i o b e t w e e n   r e c l o s e r   a nd  f us e   i n   t h e   p r e s e n c e   of   D G s .   A   n e w   a da pt i v e   a pp r o a c w i t hi g pe n e t ra t i o l e v e l   o f   D G   b a s e P V   s o ur c e   t o   ke e t h e   c o o r di na t i o b e t w e e n   f us e   a nd   r e c l o s e r   w i t h o ut   a n y   c h a n ge s   i c o n v e n t i o na l   p r o t e c t i o n   s e t t i n gs   o f   P V   un de r   w o r s t   f a ul t   c o n di t i o w a s   i n t r o duc e s   i n   [13] .   I n   [ 14] ,   m ul t i   o b j e c t i ve   o pt i m i z a t i o a pp r o a c i s   us e t o   de t e rm i n e   t h e   m i n i m u m   s i z e   o f a ul t   c u rr e n t   l i m i t e r ,   o pt i m a l   s e t t i ng  o f   t i m e   m u l t i pl i e a n d   pi c kup  c u rr e n t   s e t t i ngs   o f   t h e   de v i c e s   t o   r e s t o r e   c oo r di n a t i o o f   p r o t e c t i o n   n e t w o r k   w i t h   hi g pe n e t ra t i o o f   D G s   b a s e s y n c hr o n o us   m a c hi n e   b e s i de s   e c o n o m i c a l   s o l ut i o f o r   p r o t e c t i o c o o r di na t i o w i t h   hi g c a pa c i t i e s   o f   D G s .   I [15] ,   t h e   p r o po s e a pp r o a c i s   b a s e o t h e   c o nn e c t i o o f   D G   i t h e   f e e de r   v i a   f o ur  s w i t c h e s   a n d   d i v i de s   t h e   f e e d e r   i a   f e w   pr o t e c t e z o n e s   t o   a v o i t h e   f a l s e   t r i p pi n g   a n d   t o   i m p r o v e   s y s t e m   r e l i a b i l i t y .   In   [ 16] ,   A n   o pt i m u m   s e t t i n g   o f   t h e   r e c l o s e r   a n d   t h e   f us e s   us i n g   i n t e r i o po i n t   m e t h o (IP M )   b a s e a l go ri t hm   w a s   i n t r o duc e t o   r e m a i p r o pe r   c oo r di n a t i o f o r   m ul t i p l e   n e t w o r c o n d i t i o n s   s y s t e m s   i n   t h e   p r e s e n c e   o f   F CL s   w i t s i n g l e / m ul t i pl e   D G s .   Int e g r a t i n g   D G   i ra d i a l   s y s t e m   c a m i t i ga t e ,   a c t i v a t e   t h e   re c l os e r   f e a t u r e   a n d   f e e de r   r e l a y   w i t c h a nge   i r e c l o s e r   c u r v e   by   m o di fy i n t h e   t i m e   m u l t i pl i e s e t t i ng   us i n g   m i ni m um   ra t i o   o f   r e c l o s e r   c urr e nt   t o   f us i ng  c urr e n t   t o   i n s u r e   t ha t   t h e   c oo r di na t i o n   i s   a c h i e v e a s   i l l us t r a t e i [17] .   I [18] ,   a a d a p t i v e   s e t t i n o f   r e c l o s e r   i s   pe r f o r m e b y   a dj us t m e nt   t h e   i n s t a nt a n e o us   o v e r   c urr e nt   d e v i c e   w i t t h e   p r e s e n c e   o f   di f fe r e n t   s i z e s   o f   D G .   T h e   p r o po s e m e t h o ds   i n   [19 ] ,   [20]   c o n s i de r   t h e   m a x i m um   pe r m i s s i b l e   c a pa c i t y   of   D G   c o n n e c t e i di s t r i b ut i o n   s y s t e m   t o   pr e v e n t   a n y   pr o t e c t i o n   m i s c o o r di na t i o n   b e t w e e n   f us e   a n r e c l o s e r .   M u l t i   o b j e c t i ve   f un c t i o i n v e s t i g a t e i [21]   w i t m a x i m u m   t hr e s h o l d   v a l ue   f o r   D G   pe n e t ra t i o l e v e l   i d i s t ri b ut i o s y s t e m   c o n s i de r i ng  v a r i o us   t e c hn i c a l   i m p a c t s   us i n di f fe r e nt   o pt i m i z a t i o n   t e c hn i que s   t o   a v o i r e c l o s e r   - f us e   mi s c o o r di n a t i o p r o b l e m .   T h i s   p a pe p r e s e n t s   a   ge n e r a l   f r a m e w o r k   t o   m a i n t a i t h e   c o o r di na t i o b e t w e e n   f us e   a n d   r e c l o s e r   i n   t h e   di s t ri b ut i o s y s t e m   w i t h   o pt i m i z i ng  s i ngl e / m ul t i p l e   D G s   ov e r   a   c e rt a i n   c o n s t ra i nt   c o n s i de r i ng  s y s t e m   pow e r   l o s s   r e duc t i o n   a n d   v o l t a ge   p r o f i l e   e nh a n c e m e n t .   F o t hi s   pu rpo s e ,   a   m ul t i   o bj e c t i v e   f un c t i o n   b a s e o W O A   h a s   b e e a pp l i e d   t o   f i n d   t h e   o pt i m um   s i z e s   a n d   l o c a t i o n s   o f   s i n gl e / m ul t i p l e   D G s   t o   o b t a i t h e   o pt i m u m   s e t t i n gs   o f   f us e s   a n r e c l o s e r   w h i c h   c a c o o r di n a t e   p r o pe rl y   w i t h   d i f fe r e n t   s i z e s   a n d   l o c a t i o n   o f   D G s   i t h e   s y s t e m   w i t h   s u i t a b l e   t i m e   c o o r di n a t i o i nt e r v a l .     T h e   s a l i e n t   po i n t s   o f   t h i s   pa pe c a b e   s um m a ri z e d   a s   f o l l ow : -   a)   Int r o duc e   o pt i m um   s e t t i n g   o f   t i m e   m ul t i p l i e r   s e t t i n f o r   r e c l o s e r   f a s t   a nd  s l o w   m o de   c o n s i de r i ng  t h e   o pe r a t i ng  t i m e s   o f   a l l   f us e s   w i t ke e pi n g   t h e   c o o r di na t i o n   t i m e   i nt e r v a l   b e t w e e n   t h e m .   b)   P r o v i di ng  M u l t i   o b j e c t i ve   f un c t i o r e l a t e w i t h   s i n gl e   a n d   m ul t i p l e   D G   t o   m a i n t a i r e c l o s e r - f us e   c oo r di n a t i o c o n s i de r i ng  po w e r   l o s s   r e duc t i o a nd  v o l t a ge   p rof i l e   e nha n c e m e n t .   c)   T h e   s i m u l a t i o r e s ul t s   o f   t h e   p r e s e n t e d   W O A   a r e   c o m pa r e w i t t h o s e   o b t a i n e f r o m   o t h e o pt i m i z a t i o a l go ri t hm   s uc a s   G e n e t i c   a l go ri t hm   (G A ),   P a rt i c l e   S w a rm   O p t i m i z a t i o (P S O )   a n d   i nt e r i o po i n t   M e t h o (IP M )   a l go ri t hm s   d)   T h e   e f f e c t i v e n e s s   of   t h e   p r o po s e m e t h o do l o g y   i s   a ppl i e d   t o   t h e   s t a nda rd  I E E E   33  n o de   t e s t   s y s t e m   T h e   r e s t   o f   t h e   pa pe i s   o rga ni z e d   a s   f o l l ow :   S e c t i o n   2   i nt ro duc e s   t h e   p r o b l e m   f o r m ul a t i o r e l a t e w i t t h e   s e t t i ng  c h a ra c t e r i s t i c s   o f   f us e   a n d   r e c l o s e r ,   w hi l e   S e c t i o n   3   c l a ri f i e s   t h e   w h a l e   o pt i m i z e a l go ri t hm ,   f ur t h e r m o r e ,   S e c t i o 4   di s p l a y   t h e   a ppl i c a t i o a n d   t h e   s i m ul a t i o n   r e s ul t s ,   a nd  f i na l l y ,   S e c t i o n   5   de m o n s t ra t e s   t h e   c o n c l us i o n s .   A t   t h e   e n d   o f   t h e   p a pe r ,   a upd a t e l i s t   o f   r e f e r e n c e s   i s   a t t a i n e d.       2.   P R O B L EM   F O R M U LA TI O N   2. 1 .       S e tti n gs   o R e c l o s e r   an d   F u s e   C h ar ac t e r i s ti c s   T o   c o o r di na t e   t h e   r e c l o s e r   a n f us e   i n   di s t r i b ut i o n   s y s t e m ,   t h e   f us e   s a v i n p r i n c i p l e   i s   e s t a b l i s h e d.   T h e   r e c l o s e r   c l o s e   t o   t h e   s ub s t a t i o n   t o   p r o t e c t   f e e de r   f r o m   a n y   pe r s i s t e nt   f a ul t   a nd  f us e   a r e   p r o t e c t   l a t e ra l   f e e de r   a s   i l l us t ra t e i n   F i g u r e   1.   I n   c a s e   of   t e m po r a r y   f a ul t ,   f a s t   m o de   of  r e c l o s e r   i s   o pe r a t e   w h i l e   f us e   s a v i n i s   a do pt e t o   pr e v e n t   s uppl y   di s c o n n e c t   f r o m   c o n s um e r s .   D uri n pe r m a n e n t   f a ul t ,   b e fo r e   t h e   s l o w   m o de   o r e c l o s e r   o pe r a t e ,   t h e   f us e   m us t   b l ow   t o   a vo i u nn e c e s s a r y   ope r a t i o n   o f   r e c l o s e r   a s   t h e s e   di s c o nn e c t   g r e a t   s e t   of   c o n s um e r s .   T hi s   o pe r a t i o n   i s   s ui t a b l e   f o r   f us e   r e c l o s e r   c o o r di na t i o n   t o   p r e v e n t   u nn e c e s s a r y   o ut a ge s   i t h e   n e t w o r [2 2] .   T h e   s e que n c e   o f   o p e r a t i o f o r   f us e   r e c l o s e r   c oo r di na t i o n   i s   de pi c t e d   i F i gu r e   2.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       R e c l os e r - f us e   s e t t i ngs   i d i s t r i but i on  s y s t e m s   w i t opt i m i z i n g   m ul t i p l e   di s t r i but e d…   ( A hm e d   A .   E l bas e t )   1137       F i g ur e   1.   L oc a t i o n   of  r e c l os e r   a n fu s e   i n   di s t r i but i o n   n e t w or k           F i g ur e   2.   C oor d i n a t i o n   s c h e m e   be t w e e n   r e c l os e r   a n fu s e       T h e   r e c l o s e r   us ua l l y   us e d   a s   t o t a l   b a c kup  pr o t e c t i o n   f o r   a ny   pe r m a n e n t   f a ul t   a n p r i m a r y   fo r   a n y   m o m e n t a r y   f a ul t .   T h e   op e r a t i n g   t i m e   for   fa s t   a n d   s l ow   m od e   of  r e c l os e r   i s   p r e s e nt e a s   t h e   f o l l ow i n   e qua t i o n   [2 3] .     t ( I f   ) = TM S [   A   M P 1 + B ]   (1)     I p i ck u p =   O L F   I m ax   (2)     w h e r e     T M S   T i m e   m u l t i pl i e s e t t i n g   T (I f )   O pe r a t i n g   t i m e   o f   i n v e r s e - t i m e   o v e r c urr e nt   de v i c e   M   R a t i o   o f   I/ I p i c ku p ,   (I p i c ku p   i s   r e l a y   c urr e n t   s e t   po i n t )   A , B , P   O L F   I m ax   I p i ck u p   Co n s t a nt s   f o r   p a r t i c ul a r   c u r v e   c h a ra c t e r i s t i c s   O v e r   l o a f a c t o r   M a c u rr e n t   t hr o ug r e c l o s e r   P i c kup  c u rr e nt   s e t t i n g   o f   r e c l o s e r   W h i l e   f us e s   us e a s   p r i m a r y   pr o t e c t i o f o r   a n y   pe r m a n e n t   f a ul t .   T h e   c o m m o n   c h a ra c t e ri s t i c   o f   f us e   c ur v e   i s   i l l us t r a t e a s   i [24 ] .     L o (t f =   ( I ff ) +   (3)     w h e r e   t f   o pe r a t i ng  t i m e   o f   f us e   I ff   f a ul t   c u rr e n t   p a s s i n t hr o ug h   f us e   a ,   b   F us e   c o n s t a n t   F r o m   ( 3 ),   w h e n   t h e   v a l ue   o f   c o n s t a n t   b   i s   hi g h,   t h e   o pe ra t i n g   t i m e   o f   f us e   i s   h i g h.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
            IS S N :   2 502 - 47 52   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   17 ,   N o .   3 M a r c 20 20  :   11 35   -   11 49   1138   2. 2 .       C o o r d i n ati o n   as   an   O p t i m i z ati o n   P r o b l e m   T h e   p r e s e n c e   o f   D G   i di s t r i b ut i o n   n e t w o r l e a ds   t o   d i f f i c ul t i e s   i p r o t e c t i o c oo r di na t i o a nd  i n   t e c hn i c a l   i m p a c t s   s uc a s   v o l t a ge   p r o f i l e   a n po w e r   l o s s .   T h us   t h e   a i m   o f   t h i s   p a pe r   i s   t o   o pt i m i z e   t h e   b e s t   s i z e   a n d   l o c a t i o o f   D G   t o   e nha n c i n g   t h e   v o l t a ge   p r o f i l e   a n r e duc i n g   s y s t e m   pow e r   l o s s   w i t t h e   o pt i m u m   s e t t i n gs   o f   t h e   f us e s   a n r e c l o s e r   c u r v e .     In  t hi s   pa pe r   t h e   D G s   b a s e o n   s y n c hr o n o us   m a c h i n e   (D G S M i s   c o n s i de r e a s   t h e y   c a n   c a us e   hi g h e c o n t r i b ut i o f o f a ul t   c u rr e n t   a n d   c a us e   m i s c oo r di na t i o b e t w e e f us e   a n d   r e c l o s e r   [ 25] T h e   R F M   e m ul a t e a s   a o pt i m i z a t i o p r o b l e m T h us ,   t h e   m ul t i   o b j e c t i v e   f un c t i o i s   de v e l o p e t o   s o l ve   i t   a n d   o b t a i o pt i m u m   r e c l o s e r - f us e   c oo r di n a t i o n   c o n s i de r i ng  s y s t e m   po w e r   l o s s   r e duc t i o n   a n d   v o l t a ge   p r o f i l e   e nh a n c e m e n t .     2. 3 .       O b je c ti v e   F u n c ti o n   F o r mu l ati o n   A n d   C o n s tr ai n ts     T h e   o bj e c t i v e   f un c t i o n   a r e   c l a s s i f i e i n   t hr e e   pa rt s   s uc a s   o pt i m a l   s i z e   o f   D G   (F PD G ),   vo l t a ge   p r o f i l e   i n de (F v ),   s y s t e m   po w e r   l o s s   i nde (F l o s s [2 6] .   a)   O pt i m a l   s i z e s   o f   D G s   T h e   m a i o b j e c t i ve   i s   t o   f i n o pt i m a l   s i z e s ,   n u m b e r   a n d   l o c a t i o n   o f   D G s     M a F P D G ,   F P D G P D G i n D G i = 1     (4)     w h e r e   P D G i   po w e r   i n j e c t e f r o m   D G s   a t   n o de   i   an d   n D G   i s   num b e r   o f   D G   c o nn e c t e d.   b)     V o l t a ge   p r o f i l e   i nde (   F v )   T h e   v a l ue   o f   v o l t a ge   pr o f i l e   i n de   F v   de pe n di ng  o s i t e   a n s i z e s   o f   D G s   a n i s   us e t o   r e duc e   i t   f r o m   t h e   r e f e r e n c e   v o l t a ge   (V ref )   w h i c h   i s   pe r f o r m e a s     M i n   F v   , F v = | V r ef   V i   | n i = 1 V r ef       (5)     w h e r e   V i     i s   t h e   V o l t a ge   m a g ni t u de   a t   b us   a nd  i s   t h e   n u m b e r   of   b us e s .   c)     T o t a l   s y s t e m   pow e r   l o s s   i n de ( F l o s s   )   F o r   r a di a l   di s t ri b ut i o n e t w o r k ,   t h e   r e a l   a n d   r e a c t i v e   po w e l o s s   i n d i c e s   F l o s s   a r e   f a c t o r s   us e t o   de t e r m i n e   t h e   i m p a c t   o D G   i n   a c t i v e   a n r e a c t i v e   pow e r   l os s   a n de pe ndi n o n   t h e   l o c a t i o n   a n s i z e   of   D G   a n a r e   e xp r e s s e a s     M i n   F l o s s   ,   F l o s s = l o s s ) w it h o u t D G l o s s ) DG l o s s ) w it h o u t D G     (6)     w h e r e     F l o s s     S y s t e m   pow e r   l o s s   l o ss ) w i t ho ut D G     p ow e r   l o s s   w i t h o ut   D G   l o ss ) DG     pow e r   l o s s   w i t D G   T h e   m ul t i   o b j e c t i v e   f un c t i o n   i s   us e w i t di f f e r e n t   w e i gh t   c a b e   e xpr e s s e d   a s   f o l l ow :     M i n   O F ,   O F   =     w 1 ( 1 F P D G ) + w 2   ( F l o s s + F v )   (7)     w h e r e   w 1 + w 2 = 1   a r e   po s i t i v e   c o n s t a n t   w e i gh t   f o r   a l l   t e rm s   t o   a c hi e v e   t h e   pe r f o r m a n c e   c a l c ul a t i o c o n s i de r   w 1   w 2 = 0. 5   a s   a l l   t e r m s   h a v e   t h e   s a m e   i m po r t a n c e   w i t t h e   s a m e   w e i ght   pe r c e nt a ge .   T h e   o bj e c t i v e   f un c t i o n   (O F i ( 7 )   i s   m i n i m i z e w i t h   di f f e r e n t   o pe ra t i o n a l   c o n s t ra i nt s   t o   s a t i s fy   t h e   e l e c t r i c a l   r e qui r e m e n t s   f o r   di s t r i b ut i o n   n e t w o r k.   I t hi s   pa pe r   t h e   o pt i m i z a t i o n   p r o c e s s   a r e   c o n s i de r e t h e   l o s s e s   a n p r o t e c t i o n   c o o r di n a t i o n   a s   t h e   m a i c o n s t ra i nt .     2. 4 .       S ys t e m   c o n s tr ai n ts   T h e   t o t a l   po w e r   l o s s   r e duc t i o n   a n v o l t a ge   p r o f i l e   e nh a n c e m e n t   a r e   t h e   m a i n   c o n s t ra i nt s   f o r   t h e   pr o po s e R F M   pr o b l e m   t o   a c h i e v e   t h e   t e c hni c a l   i m pa c t s   w h i c h   a r e   de s c ri b e a s   t h e   f o l l ow i n g:   a)   P ow e r   b a l a n c e   e qua l i t y   c o n s t ra i nt s      = 1 =    = 1 +     (8)     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       R e c l os e r - f us e   s e t t i ngs   i d i s t r i but i on  s y s t e m s   w i t opt i m i z i n g   m ul t i p l e   di s t r i but e d…   ( A hm e d   A .   E l bas e t )   1139    = 1 =    = 1 +     (9)     w h e r e       ,     A c t i v e   a n d   R e a c t i v e   pow e r   l o s s   a t   i - t h   b us e s      ,    D G s   r e a l   po w e p l a c e d   a t   b us   i      ,    L o a d   a c t i v e   a nd   R e a c t i v e   P o w e a t   n o de   i   b)   V o l t a ge   c o n s t r a i n s       | V i m i n |   | V i | | V i m ax   |   (10)     T h e   v o l t a ge   l i m i t   f o r   b us e s   be t w e e n   (0. 95  - 1. 0 pu ) .     2. 5 .       O p ti m u m   F u s e - R e c l o s e r   C o o r d i n ati o n   i n   th e   P r e s e n c e   o D G s   U n i t   T h e   c o n n e c t i o n   o f   D G   i n   di s t r i b ut i o n   s y s t e m   c h a n ge s   t h e   di r e c t i o n   o f   f a ul t   c urr e n t s   a c r o s s   e a c h   pr o t e c t i o n   de v i c e s .   S o   t h e   c oo r di na t i o n   s e t t i ngs   b e t w e e n   a l l   f us e s   a n r e c l o s e r   a r e   c o m pl i c a t e e s pe c i a l l y   i n   c a s e   of   c o n n e c t i ng  m ul t i p l e   D G   u ni t s   i n   d i s t ri b ut i o s y s t e m s .   T o   a c hi e v e   t h e   c o rr e c t   o pe r a t i o b e t w e e n   r e c l o s e r   a n f us e s   i n   t h e   p r e s e n c e   of   s i n gl e / m ul t i p l e   D G s   uni t s ,   a n   e v o l ut i o na r y   o pt i m i z a t i o n   t e c hni que   i s   fo r m u l a t e w i t h   m ul t i pl e   o bj e c t i v e   f un c t i o n s   w i t h   t h e   s a m e   s e t t i n gs   a t   c e rt a i n   c o o r di na t i o n   m a r g i n   w i t h   a n d   w i t h o ut   D G .   T h e r e f o r e ,   t h e   o bj e c t i v e   f un c t i o n   o f   t h e   o pt i m i z a t i o n   p r o b l e m   i s   e s t a b l i s h e t o   m i n i m i z e   t h e   o pe r a t i ng  t i m e s   o f   a l l   f us e s   a n d   r e c l o s e r   w i t h   c e rt a i n   m i ni m u m   c o o r di n a t i o n   t i m e   i nt e r v a l   b e t w e e n   t h e m .     M i n   O F ,   O F   =   t r ec   n j = 1 + t f us e   n f us e k = 1   (11)     s ub j e c t e t o   t h e   f o l l ow i n g   c o n s t r a i n t s :     t f us e     t r ec f as t     ≥  M R CM / ( 12)   t r ec s l o w     t f us e     ≥  M R CM   / 2   (13)   t r ec s l o w     t r ec f as t   ≥  M R CM   (14)   t f us e   ( k + 1 ) t f us e ( k )   ≥  M F CM   ( 15)    TM S m i n TM S TM S m ax   (16)     w h e r e   n f us e   T ot a l   n um be r   of  fu s e s   t recf as t   O p e r a t i n t i m e   of  f a s t   r e c l os e r   t re cs l o w   M F CM   M R CM   T M S m i n   a n d   T M S m ax   O p e r a t i n t i m e   of  s l ow   r e c l os e r   M i n   F us e   c oo r di n a t i o n   m a r gi n   M i n .   Re c l os e r   c oor di n a t i o n   m a r g i n   M i n .   a nd  M a x. T i m e   m ul t i p l i e r   s e t t i n g   T h e   c oo r di na t i o n   b e t w e e n   f us e   a n d   r e c l o s e r   i s   c l a s s i f i e b a s e o n   t h e   f a ul t   l o c a t i o a n d   a s s o c i a t e w i t h   t h e   c a pa c i t y   a n d   l o c a t i o o f   D G .   F or   s i n gl e   D G   c o n n e c t e d   a t   a n y   l oc a t i o n   i n   t h e   s y s t e m ,   t h e   f a ul t   c ur r e n t   s e e n   by   r e c l os e r   a n fu s e   a r e   d e fi n e a s   fol l ow :     IR e c l o s e r   =   I   s ub s t a t i o n   (17)     F us e   =   s ub s t a t i o +   ID G   (18)     In   t h i s   c a s e ,   a   h i g h   fa u l t   c ur r e n t   d e t e c t e d   by   t h e   fu s e   m o r e   t h a n   r e c l os e r .   T h u s ,   t a voi RF M   pr obl e m ,   t h e   fa u l t   c ur r e n t   t h r o u gh   t h e   fu s e   i s   l i m i t e d   t a   t h r e s h ol d   va l u e   a n d   t h e   c o n s t r a i n t   c a n   be   w r i t t e n   a s   fol l ow s .     I F us e ≤  I   m ar g i n   a n d     = 10 (  (   ) ) / )   (19)     T h e   opt i m i z a t i o n   a l g o r i t h m   s e a r c h   t h e   opt i m a l   s i z e   a n d   l oc a t i o n   of  s i n gl e   a n m ul t i pl e   D G   un i t s   t s a t i s fy i n t h e   t e c h n i c a l   c o n s t r a i n t s   u s i n g   ( 8 ),   (9 )   a n (1 0),   w h i l e   t h e   op e r a t i n t i m e s   of  a l l   fu s e s   a n r e c l os e r   i s   m i n i m i z e d   a t   t h i s   opt i m i z i n g   v a l u e s   of  D G s   obt a i n e d   f r o m   fi r s t   obj e c t i ve   fun c t i o n   a n s a t i s fy i n a l l   c o n s t r a i n t s   i l l u s t r a t e f r o m   (1 2)  t ( 19 ).     T h e   s t e p s   of  t h e   s o l ut i o n   pr oc e d ur e   t o   obt a i n   o pt i m um   Re c l os e r   fu s e   s e t t i n gs   a r e   a s   fol l ow s :   St e p1:   Ca r r y   out   ba s e   c a s e   l oa fl ow   a n s h o r t - c i r c ui t   pr o gr a m   S t e p2:   Ca l c ul a t e   t h e   fa ul t   c ur r e n t s   v i a   r e c l os e r   a n f u s e s .   S t e p3:   S e l e c t   t h e   pi c ku c ur r e n t   of  r e c l os e r   us i n (2 )   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
            IS S N :   2 502 - 47 52   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   17 ,   N o .   3 M a r c 20 20  :   11 35   -   11 49   1140   S t e p4:   S e l e c t   c ur r e n t s   r e q ui r e   i n   t h e   opt i m um   r e c l os e r   fus e   c oor di n a t i o n   for m .     S t e p5:   S e t   t h e   P a r a m e t e r   of  W h a l e   o p t i m i z e r   a l g o r i t h m .   S t e p6:   A p pl y   W O A   pr ogr a m   t obt a i n   t h e   opt i m um   s i z e   a n d   l oc a t i o n   of  s i n gl e / m ul t i pl e   D G   a dd e d   a t   bus   l oc a t i o n   a n g o   t S t e p   (1 )   S t e p7:   S e l e c t   t h e   f a ul t e bus   a n g t o   s t e ( 2)   S t e p8:   E va l ua t e   obj e c t i v e   fun c t i o n   u s i n ( 4)  a n (8 ).     S t e p9:   O bt a i n   o p t i m um   s e t t i n of  T M S   for   r e c l os e r   a n fu s e s   c o n s t a n t s   ( a   ,   b).   S t e p10 :   Ch e c a l l   c o n s t r a i n t   a n g o   t o   s t e ( 6)   S t e p11 :   Ca l c ul a t e   opt i m um   s i z e   a n d   l oc a t i o n   t a t t a i n   opt i m um   r e c l os e r   fu s e   c oo r di n a t i o n   s e t t i n gs   a n d   pr i n t   t h e   r e s ul t s .     T h e   f l ow   c h a r t   of  t h e   pr op os e a l g o r i t h m   i s   r e ve a l e i n   F i gur e   3.           F i g ur e   3.   C om p ut a t i o n a l   P r oc e d ur e   for   pr op os e t e c h n i qu e s   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       R e c l os e r - f us e   s e t t i ngs   i d i s t r i but i on  s y s t e m s   w i t opt i m i z i n g   m ul t i p l e   di s t r i but e d…   ( A hm e d   A .   E l bas e t )   1141   3.   WH A LE   O P TI M I ZER   A LG O R I TH M   W h e n   D G s   a r e   c o nn e c t e t o   t h e   di s t ri b ut i o f e e de r   n e t w o r k,   t h e   f a ul t   c u rr e nt   l e v e l   i s   i n c r e a s e a n d   R F M   a r e   o c c ur s .   T h e r e f o r e ,   t h e   c o o r di n a t i o n   o f   pr o t e c t i o n   s c h e m e   i s   f o r m u l a t e a s   a n   o pt i m i z a t i o n   p r o b l e m   t o   i n s u r e   t h e   s e que n c e   of   o p e r a t i o n   i s   u n c h a nge d;   t hus ,   a n   E v o l ut i o n a r y   T e c h ni que   us i n g   W ha l e   O pt i m i z e A l go r i t h m   (W O A i s   i m p l e m e n t e t o   s o l ve   t h i s   p r o b l e m .   W O A   i s   a   na t u r e - s t i m u l a t e m e t a - h e u r i s t i c   o pt i m i z a t i o n   t e c hn i q ue   p r o po s e i n   [27] .   P o pul a t i o b a s e W O A   h a s   t h e   a b i l i t y   t o   ke e a w a y   f r o m   l o c a l   o pt i m a   a nd  f i n a   g l o b a l   o pt i m a l   r e s ul t   w i t h o ut   a n y   n e c e s s a r y   r e pl a c e m e nt   i m e t h o do l o g y   fo r   s o l v i n d i f fe r e nt   c o n s t ra i n s   o r   u n c o n s t ra i nt   o pt i m i z a t i o di f f i c ul t i e s .   W O A   de c r e a s e s   t h e   c o m put a t i o na l   t i m e s   f o r   hi ghl y   c o m pl i c a t e p r o b l e m s .   W O A   e m ul a t e   t h e   b e h a v i o r   o f   di f fe r e nt   h u n t i n g   h u m pb a c w h a l e s   by   e n c i r c l i ng   t h e   v i c t i m   w h i c upd a t e   i t s   po s i t i o t o   ge t   t h e   o pt i m u m   s o l ut i o b a s e o e xpl o i t a t i o p ha s e   a n d   e xpl o ra t i o p h a s e .   T h e   m a t h e m a t i c a l   p r o c e dur e s   f o r   W O A   a r e   i l l us t r a t e i n   [ 27] .   T h e   o w   c h a r t   o f   t h e   s ug ge s t e t e c hn i q ue   i s   i l l us t ra t e i F i gu r e   4 .           F i gu r e   4 .   F l o w   c h a rt   o f   t h e   S ugge s t e W O A       4.   A P P LI C A TI O N   A N D   S I M U LA TI O N   R ES U LT   T h e   S i m u l a t i o n   s t ud i e s   a r e   pe r f o r m e o n   a   s t a nda r d   IE E E   33   n o de   t e s t   s y s t e m   [28] .   T h e   s h o rt   c i r c ui t   pr o g r a m s   a r e   de v e l o pe a c c o r d i n g   t o   Z - b us   m e t h o d   t o   c o m put e   t h e   m a xi m um   f a ul t   c u rr e n t s   pa s s i ng  t hr o ug h   e a c p r o t e c t i v e   de v i c e s   of   t h e   n e t w o r k.   A   l o a d   f l ow   a l go ri t hm   b a s e o B us - In j e c t i o t o   B r a n c h - Cu rr e n t   (B IB C)  a n d   B ra n c h - Curr e n t   t o   B us   v o l t a ge   (B CB V m a t ri c e s   i s   de s i g n e t o   c o m put e   t h e   c u rr e nt   s e t t i n g   of  e a c h   p r o t e c t i v e   e l e m e n t   f o r   ra di a l   di s t r i b ut i o n   s y s t e m s   [29] .     4. 1 .       I EE 3 N o d e   T e s S ys t e m   T h e   s i ngl e   l i n e   di a g ra m   o f   t h e   t e s t   s y s t e m   i s   r e ve a l e i n   F i gu r e   5.   T h e   o pe r a t i ng  v o l t a ge   i s   12. 66  kV   f e e di n 1 c o m m e r c i a l ,   r e s i de n t i a l   a n i n dus t r i a l   l o a ds .   A t   t h e   s ub s t a t i o n   t h e   s h o rt   c i r c ui t   l e v e l   i s   s uppo s e a s   100  M V A .   T h e   t o t a l   a c t i v e   a n d   r e a c t i v e   l o a po w e r   i t hi s   s y s t e m   a r e   3 . 72   M W   a nd  2 . M V A R   r e s pe c t i v e l y   [28] .   T h e   i ni t i a l   l o s s   pow e r   i t hi s   s y s t e m   i s   0. 2 022  M W   a n t h e   l o w e s t   b us   b a r   v o l t a ge   i s   0. 9133   pu   a t   n o de   18   T h e   p r o po s e m e t h o do l o g y   i s   i m pl e m e nt e i n   M A T L A B   R 2013a   t o   c a l c ul a t e   t h e   o pt i m um   s i z e s   a n l o c a t i o n   o f   D G s   a l o n t h e   f e e de r   t o   a vo i t h e   f a l s e   t ri pp i n g   a n m i s c o o r di n a t i o n   b e t w e e n   f us e   a n r e c l o s e r   w i t m i ni m u m   po w e r   l o s s   a n d   i m p r o v e   v o l t a ge   p r o f i l e .   T h e   s h o rt   c i r c ui t   p r o gra m   i s   e xe c ut e b a s e o t h e   Z - b us   m e t h o w i t a nd  w i t h o ut   t h e   p r e s e n c e   of   D G s .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
            IS S N :   2 502 - 47 52   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   17 ,   N o .   3 M a r c 20 20  :   11 35   -   11 49   1142   T h e   t e s t   s y s t e m   s h o w n   i F i gu r e   c o m p r i s e s   o n e   r e c l o s e r   a n d   s i f us e s .   R e c l o s e r   i s   pl a c e a t   t h e   m a i n   f e e de r s   t o   pr o t e c t   i t   f r o m   t e m po ra r y   f a ul t   a nd  a l s o   us e a s   a   b a c kup  p r o t e c t i o n   f o r   a n y   pe r s i s t e n t   f a u l t   i n   t h e   n e t w o r k.   F us e s   a r e   pl a c e do w n s t r e a m   t h e   r e c l o s e r   a f t e r   e a c h   n o de   t o   gi v e   a   p ri m a r y   pr o t e c t i o n   a ga i n s pe r s i s t e n t   f a ul t s   i n   e a c h   b r a n c h   o f   t h e   n e t w o r k.   A l l   f us e s   a r e   l o c a t e a t   e a c h   b r a n c h   i n s t e a d   o f   l a t e ra l   f e e d e r   t o   fo r m u l a t e   a   c o m pl e t e   pr o t e c t i o n   a g a i n s t   a n y   pe r s i s t e nt   f a ul t   i n   t h e   m a i n   f e e de r .   T h us ,   a   t o t a l   o f   pr o pe r   s e v e n   s e que n c e s   of   t h e   pr o t e c t i v e   d e v i c e s   a r e   a c hi e v e t o   a vo i R F M   pr ob l e m   f o r   a n y   f a ul t   i n   t h e   s y s t e m .     T h e   c o rr e c t   s e que n c e s   a r e   i l l us t ra t e i n   T a b l e   1 .           F i gu r e   5 .   S i ngl e   l i n e   di a g r a m   f o r   33 - n o de   t e s t   s y s t e m       T a b l e   1 .   O pe r a t i ng  S e que n c e s   f o r   t h e   P r o t e c t i v e   D e v i c e s   fo r   A n y   F a ul t   i t h e   S y s t e m   S e q .   N u m b e r   S e q u e n c e s   O p e ra t i o n   1   R fm   -   R sm   2   R fm     F 1   -   R sm   3   R fm     F 2   -   R sm   4   R fm     F 3   -   F 1   -   R sm   5   R fm     F 4   -   F 1   -   R sm   6   R fm     F 5     F 4 -   F 1   -   R sm   7   R fm     F 6     F 4 -   F 1   -   R sm       4. 2 .       S i m u l ati o n   R e s u l ts   T h e   o pt i m u m   s e t t i n gs   o f   T M S s   f o r   r e c l o s e r   a n c o n s t a n t s   fo r   a l l   t h e   f us e s   ob t a i n e us i ng  t h e   pr o po s e a ppr o a c h   f o r   t h e   s y s t e m   w i t a n d   w i t h o ut   c o n s i de ri n g   D G   i s   p r e s e nt e a c c o r di n g   t o   s o m e   c o n s t r a i n t   t o   a v o i R F M   pr o b l e m   i a d di t i o s y s t e m   po w e r   l o s s   r e duc t i o n   a n d   v o l t a ge   p r o f i l e   i m p r o v e m e n t .     M ul t i - o bj e c t i v e   f un c t i o i s   i n t r o duc e t o   de t e r m i n e   t h e   l o c a t i o n   a n s i z e   o f   D G s   i n   t h e   di s t ri b ut i o s y s t e m   t o   m i ni m i z e   t h e   t o t a l   s y s t e m   l o s s   a n e nha n c e   vo l t a ge   pr o f i l e   w i t h   m a i nt a i n i ng  c oo r di n a t i o n   b e t w e e n   r e c l o s e r   a n f us e .   T h e   o pt i m i z a t i o n   p r o c e s s   c o n s i de r s   t h e   p r o t e c t i v e   de v i c e   c oo r di n a t i o n ,   v o l t a ge   p r o f i l e   a n l i n e   l o s s   a s   m a i n   c o n s t ra i nt   t o   a c h i e v e   a l l   pr o po s e d   o bj e c t i v e   f un c t i o n.   T h e   p r o pe r   s e t t i n gs   o T M S   pa r a m e t e r   r e ga r a s   r e c l o s e r   t o   o pe r a t e   f o r   o n e   f a s t   t ri t o   s e l f   c l e a r   t h e   f a ul t   a nd   o pe r a t e   a s   p ri m a r y   pr o t e c t i o n   w hi l e   o n e   de l a y e d   t r i p   f o r   f us e s   a r e   c o n s i de r e d   t o   o pe r a t e   a s   b a c kup  p r o t e c t i o n.   T h e   v a l ue s   o f   m i n i m u m   a nd  m a x i m u m   T M S   f o r   o pt i m u m   c oo r di na t i o n   ha v e   be e n   c h o s e n   b e t w e e n   0. a n 5 ,   r e s pe c t i v e l y .   T h e   ov e r   l o a f a c t o r   f o r   t h e   r e c l o s e r   s e t   t o   1. [30] .   T h e   c o o r di n a t i o n   m a r gi n   M F CM   b e t w e e n   t h e   f us e s   h a v e   b e e n   c h o s e n   a s   100   m s e c ,   w h i l e   t he   c oo r di n a t i o m a rgi b e t w e e n   r e c l o s e r   M R CM   ha s   b e e n   c h o s e n   a s   200   m s e c .   w i t t h e s e   s e t t i n gs ;   t h e   p r o t e c t i v e   de v i c e s   a r e   c o m p l e t e l y   c oo r di na t e d .   S i m ul a t i o n s   r e s ul t s   a r e   pe r f o r m e i n   t hr e e   di f f e r e n t   s c e n a ri o s :     a)   W i t h o ut   i n s t a l l i n g   D G     b)   W i t h   i n s t a l l i n g   o nl y   o n e   D G     c)   W i t h   i n s t a l l i n g   M ul t i p l e   D G     T h e   t w o   s c e n a ri o s   (i i a n d   (i i i )   a r e   i m p l e m e n t e by   a ppl y i n g   t h e   p r o po s e o pt i m i z a t i o n   t e c hni que   t o   a c hi e v e   a l l   t h e   o b j e c t i ve   f un c t i o n s .     4. 2 . 1.   W i th o u I n s tal l i n DG   T h e   o ut put   o f   t h e   t hr e e - p ha s e   s h o r t   c i r c ui t   a t   di f f e r e n t   f a ul t   l o c a t i o n   w i t h o ut   a n y   D G   i s   r e v e a l e i F i gu r e   6.   T h e   o pe r a t i o n   s e t t i n o f   Re c l o s e r   i s   b a s e o n   e xt r e m e l y   i n v e r s e   c h a r a c t e r i s t i c s   t ha t   ha v e   t h e   v a l ue s   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       R e c l os e r - f us e   s e t t i ngs   i d i s t r i but i on  s y s t e m s   w i t opt i m i z i n g   m ul t i p l e   di s t r i but e d…   ( A hm e d   A .   E l bas e t )   1143   of   A ,   B ,   P   o f   28. 2,   0. 1217 ,   a n 2   r e s pe c t i v e l y   a s   i n   [23] .   T he   v a l ue   of   c o n s t a nt   ( a f o r   a l l   t h e   f us e s   ha s   b e e n   c o n s i de r e t o   b e   t h e   s a m e   a s   a l l   f us e s   i n   t h e   s y s t e m   a r e   t h e   s a m e   t y pe   [30] .   T h e   c o m put a t i o na l   p r o c e dur e s   f o r   t h e   c o n v e n t i o n a l   c o o r di na t i o n   b e t w e e n   f us e   a n r e c l o s e r   a r e   i l l us t r a t e i n   [31] .   W i t h   t h e   o pt i m u m   s e t t i ngs   o T M S   f o r   r e c l o s e r   a n c o n s t a nt s   of   a l l   f us e s   w i t h o ut   i n s t a l l i n D G ,   t h e   c oo r di na t i o n   i s   o b t a i n e us i n t i m e   c urr e n t   c ha r a c t e r i s t i c   a s   r e v e a l e i F i gu r e   7.             F i gu r e   6 .   F a ul t   c u rr e n t   o f   t h e   t e s t   s y s t e m   i d i f fe r e nt   f a ul t   l o c a t i o n   w i t h o ut   D G           F i gu r e   7 .   T i m e   c u rr e nt   c ha r a c t e r i s t i c   c u r v e   of   a l l   p r o t e c t i v e   de v i c e s       A s   i n   (3) ,   w i t h i g v a l ue   o f   c o n s t a nt   b   t h e   o pe r a t i ng  t i m e   i s   hi g h .   F r o m   T a b l e   t h e   v a l ue   of  c o n s t a n t   b   fo r   f us e   (F 4)  i s   h i g h e r   t ha n   t h e   v a l ue   f o r   f us e s   7   (F 5)  a nd  (F 6),   w h i l e   t h a t   v a l ue   fo r   f us e   (F 2 )   i s   h i g h e r   t ha n   t ha t   f o r   f us e s   (F 43)  a n d   (F 4 ).   Co n s e que n t l y ,   f us e   (F 2)  i s   hi g h e r   t h a f us e   (F 3).     A n t h us ,   F us e   (F 4)  i s   b a c kup  p r o t e c t i o n   f o r   f us e s   (F 5)  a n (F 6)  a n f us e   (F 2)  i s   b a c kup  pr o t e c t i o n   fo r   f us e s   (F 3)  a n (F 4) .   F r o m   F i gu r e   7,   t h e   c h a ra c t e ri s t i c   o t h e   o pt i m u m   v a l ue s   of   a l l   f us e s   a r e   l o c a t e d   b e t w e e n   t h e   o pe ra t i n g   t i m e s   o f   r e c l o s e r .   T h us   t h e   s e que n c e s   of   o pe r a t i o n   i n   T a b l e   2   a r e   ke pt   u n c ha n ge d .       T a b l e   2 .   O p t i m um   S e t t i n gs   of  P r o t e c t i o S c h e m e   w i t h o ut   D G   Re c l o s e r   F u s e s   F a s t   m o d e   S l o w   m o d e   F u s e   N o     F u s e   C o n s t a n t   (a   )     F u s e   C o n s t a n t   (b   )       Ip = 3 2 0 A   T M S = 0 . 3     Ip = 3 2 0 A   T M S = 3 . 5 1 2 5   F1   - 1 . 8   5 . 3 9 1 9   F2   - 1 . 8   5 . 3 4 6 5   F3   - 1 . 8   5 . 3 0 9 0   F4   - 1 . 8   5 . 0 3 7 8   F5   - 1 . 8   4 . 8 4 8 9   F6   - 1 . 8   4 . 9 2 3 3     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
            IS S N :   2 502 - 47 52   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   17 ,   N o .   3 M a r c 20 20  :   11 35   -   11 49   1144   4. 2 . 2.   W i th   I n s tal l i n g   O n l O n e   D G     T h e   D G   u ni t s   i n   t h i s   s t udy   a r e   c o n s i de r e t o   b e   s y n c hr o no us - ty pe   ge n e r a t o r s   a s   t h e y   c a n   c a us e   m i s c o o r di n a t i o b e t w e e n   r e c l o s e r   a nd  f us e   due   t o   hi g c o n t r i b ut i o n   t o   f a ul t   c u rr e n t s   [2 5] .   A l l   s y n c hr o n o us   m a c h i n e   us e a r e   o pe ra t e s   a t   u n i t y   pow e r   f a c t o r .   T h e   o pt i m um   s e t t i n o f   T M S   fo r   t h e   r e c l o s e r   a n a l l   f us e   c o n s t a n t s   ha v e   b e e n   c o n s i de r e i t h e   p r e s e n c e   of   s i n g l e   a n m ul t i p l e   D G   u ni t s   i n   t h e   a ppl i c a t i o n   o f   t h e   pr e s e nt e m e t h o do l o g y .   F r o m   t h e   r e s ul t   t h e   o pt i m u m   s i z e   a n l o c a t i o n   o f   D G   t h a t   s a t i s fy   t h e   c oo r di n a t i o n   c o n s t r a i n t s   b e t w e e n   f us e   a n r e c l o s e r   fo r   p r o t e c t i o n   s y s t e m   i s   pr e s e nt e a t   b us   w i t h   ra t e po w e r   of   2. 5434  M W   a n i s   o pe r a t e a t   u n i t y   pow e r   f a c t o r .   T h e   s h o rt   c i r c ui t   c a pa c i t y   o f   D G   i s   2 5M V A .     T h e   r e s ul t s   o f   t h e   o pt i m a l   c a p a c i t y   of   s i n gl e   D G   a t   e a c b us   l o c a t i o n   f o r   t h e   t e s t   s y s t e m   w i t c o n s i de r i ng  t e c hn i c a l   i m pa c t s   a n p r o t e c t i o n   c o o r di na t i o n   c o n s t r a i nt   a r e   i l l us t r a t e i n   T a b l e   3.     T h e   o pt i m i z i ng  v a l ue   o f   D G   i s   i nt e gra t e t o   i n s u r e   t ha t   w h e n   t h e   f a ul t   o c c ur s   i n   a n y   l a t e ra l   f e e de r s ,     t h e   p r o pe c oo r di na t i o b e t w e e n   f us e   a n d   r e c l o s e r   i s   a c h i e v e d.   In   T a b l e   3,   t h e   l o w e s t   v a l ue   of   p ow e r   l o s s e s   oc c ur s   w i t h   D G   l o c a t e a t   b us   7   w i t h   m i ni m u m   po w e r   l o s s   of   0. 1037M W   a n r e a c t i v e   pow e r   l o s s   of   0. 0746  M V A R   c o m pa r e t o   o t h e r   v a l ue   due   t o   i n c l udi ng  t h e   pr o t e c t i o c o o r di na t i o c o n s t r a i n t   i t h e   m ul t i - o b j e c t i ve   f un c t i o n.     T h e   v a ri a t i o n   o f   vo l t a ge   pr o f i l e   fo r   t h e   t e s t   s y s t e m   w i t h   a n d   w i t h o ut   t h e   p r e s e n c e   o f   D G   un i t   us i ng  t h e   p r e s e nt e a l go ri t hm   i s   de pi c t e d   i n   F i gu r e   8 .   T h e   t hr e e - p ha s e   s h o r t   c i r c ui t   a t   v a ri o us   l o c a t i o n s   w i t s i n g l e   D G   u n i t   l o c a t e a t   b u s   i s   r e v e a l e i F i g u r e   9 .   T h e   t i m e - c urr e n t   c ha r a c t e r i s t i c   c ur v e s   of   t h e   r e c l o s e r   a nd  t h e   f us e s   us i n t h e i r   o pt i m u m   c o o r di n a t i o r e s ul t s   o b t a i n e a r e   de pi c t e i n   F i g u r e   10 .   O pt i m um   s e t t i n g s   of   pr o t e c t i o n   s c h e m e   i t h e   p r e s e n c e   o f   s i n gl e   D G   u n i t   s h o w n   i T a b l e   4 .       T a b l e   3 .   O p t i m um   S i z e   o f   S i n g l e   DG  A c h i e v i n P r o t e c t i o Co o r di na t i o n     W i t h o u t   D G   W i t h   o n e   D G   D G   l o c a t i o n   ------   7   S i z e   (M W )   -------   2 . 5 4 3 4   L o s s   ( M W )   0 . 2 0 2 2   0 . 1 0 3 7   Q l o s s   ( M V A R)   0 . 1 3 4 8   0 . 0 7 4 6   M i n . V o l t a g e   (p u )   0 . 9 1 3 3   0 . 9 5 1 2   Ifm a x   ( K A )   3 . 0 3 8 6   3 . 2 5 4       T a b l e   4 .   O p t i m um   S e t t i n gs   of  P r o t e c t i o S c h e m e   i n   t h e   P r e s e n c e   of  S i n gl e   D G   U n i t   Re c l o s e r   F u s e s   F a s t   m o d e   S l o w   m o d e   F u s e   N o     F u s e   C o n s t a n t   (a   )     F u s e   C o n s t a n t   (b   )     Ip = 3 2 0 A     T M S = 0 . 3     Ip = 3 2 0 A   T M S = 3 . 5 2 2 0   F1   - 1 . 8   5 . 4 9 1 2   F2   - 1 . 8   5 . 4 7 2 3   F3   - 1 . 8   5 . 4 4 3 9   F4   - 1 . 8   5 . 3 6 5 3   F5   - 1 . 8   5 . 1 2 0 5   F6   - 1 . 8   5 . 2 1 5 9           F i gu r e   8 .   V o l t a ge   p r o f i l e   w i t h o ut   a nd  w i t o n l y   o n e   D G   l o c a t e @   b us   7   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.