Indonesi an  Journa l  of El ect ri cal Engineer ing  an d  Comp ut er  Scie nce   Vo l.   13 ,  No.   2 ,  Febr uar y   201 9 , pp.  4 37 ~ 446   IS S N: 25 02 - 4752, DO I: 10 .11 591/ijeecs .v1 3 .i 2 .pp 437 - 446          437       Journ al h om e page :  http: // ia es core.c om/j ourn als/i ndex. ph p/ij eecs   Allocati on  of  dist ributed  ge n eration and  c apacitor  bank s in  distribu tion syst em       Oladep o Ol at unde 1 , H as im ah   Abdul   Rah man 2   1,2 Cent re   of Elec tri c al   Ene rg y   S ystems   (CEE S),  I nstit ute of  Futur e  En erg y   (IFE) ,   Univer siti   Te kno logi   M a lay sia   (U TM) ,  Malay s ia   1 El e c trica l   and   E le c troni c   Eng ineeri ng  Dep art m en t,   Os un  Sta te Unive rsit y ,   Nig eri a       Art ic le  In f o     ABSTR A CT    Art ic le  history:   Re cei ved   J ul   8 ,  2018   Re vised  Sep   9 ,  2018   Accepte d  Se p 23 , 201 8       Volta ge  profile  and  power  losses  on  the   distri buti on  s y stem  is   a  func ti on  of   rea l   and  imaginar y   pow er  lo adi n g  condition.  Thi s   ca n   be   eff e ctive l y   m ana ge d   through  th e  con t roll ed   real  and  r ea c ti ve   power  f l ow  b y   opti m al  p la c ement  of   ca pa ci tor   banks  (CB)  and  d istri b ute d  g ene r at ors  (DG ).   Thi s  p aper  pre sent s   Adapti ve  Part ic le   Sw arm  Optimiza ti on  (AP SO )  to  eff ic i ent l y   t ac kl e  th e   proble m   of  sim ult an eous  al lo cation  of  DG   and   CB  in  r adi a l  distri buti o n   s y stem  to  re vamp  volt age  m agni tude   a nd  red uce   po wer  losses.     The   m odifi catio n  to  the   conve n ti onal   Part ic l e  Sw arm  Optimiza ti on  (PS O )  was  ac hie ved  b y   rep l acing  the   ine rtial  weigh t  e quat ion  (W )  in  the   vel oc i t y   updat e  equation ,   base d   on  th e   par ticl e  best  e xper ie n ce   in  th e  pre v ious  it er at ion .   Th e  in ert i al   we ight   equ at ion  is  design ed   to  v ar y   with   res pec t   to  the   it er at ion   val u e  i n  the   al gor it hm .   The   propos ed  m et hod  was  inv esti gated  on   IEE E  30 - bus,   33 - bus  and  69 - bus  te st  distri bu ti on  s y stems .   The  res ult s  show   a  signifi c ant   impr ovement  in  th e   rat e  of  conve r genc e  of  AP SO ,   improved  volt ag e  profi le and loss re du ct io n.   Ke yw or ds:   Ad a ptive  pa rtic le   swar m   op ti m iz ation  (APS O)   Ca pacit or   ba nk s   Distrib ution ge ner at io n   Distrib ution sy stem   In e rtia l weig ht   Vo lt age  pr of il e   Copyright   ©   201 9   Instit ut e  o f Ad vanc ed   Engi n ee r ing  and  S cienc e .     Al l   rights re serv ed.   Corres pond in g  Aut h or :   Hasim ah  Abd ul  Rahm an ,   C entre  of Elec tric al  En e rg y  S yst e m s ( CEES) ,    In sti tute  of F utu re  En e r gy (IF E),   U niv e rsiti  Tekno l og i M al ay sia  ( UTM ),     81310 Jo hor  B ahru,  Mal ay sia .   Em a il :  hash im ahar@utm . m y       1.   INTROD U CTION     The  global  in crease  in  el ect rical   po we r  dem and   and   t he  natu ral  de plet ion   in  f ossi l  fu el   had   necessit at ed  th e  al te rn at ive  s ources  of   pow er  ge ne rati on   [ 1] .  Th e  co nve ntion al   m et ho d  of   t ran sm issi on   li ne   upgradi ng  is  hig hly  ca pital   de m and in g  with  lim it ed  ex pan s ion   i n  powe r  c a pacit y.  I n  m od er nized   distri bu t i on   powe r  syst e m   plan ning  an d  operati on,  (DG )   with  m ic ro gr i d  (M D)   had   be ing   a  viable  al te rn at ive  a nd  sol ution  to  power  c halle ng e s  [2] .   D G,  eq ually   know n  as   dis pe rsed  ge ner at io n  an nex e s  sm al l - scal e  te chnolo gi es  that   can  be  powe re d  by  re ne wab l e  ene rg y   sour c es  f or  the   pro duct ion  of  el ect rici ty   at   us ers ’   vicinit ie s.  T ec hn ic al   adv a ntage s  of  re new a bl e  ge ne rati on   incl ud e r edu ct io n  of  pol luti on , p owe r  loss  m ini m iz at i on,  volt age  sta bili t y  enh a ncem ent  and  reli abili ty   i m pr ovem ent  in  distrib utio n  netw ork.  It  can  be  m od el le d  as   in du ct io n  a nd   synch ron ous  ge ner at or s   de pe nd i ng  on  it s  e xpect ed  operati on  m od e,  ei the r  to  ge ner at e  r eact ive  powe r  on ly   or  gen e rati on  of  both  real  a nd  re act ive  pow er  [ 3] .  D G  ar e  m od el ed  at   unit y  powe r  fact or  to  deliver   act iv e  pow e r   so urces .  The  i nvolv em ent  of  non - pro gr am m able  ren e wa ble  res ources  raises  m any  tech nical   issue s   in  the  op e rati on  of  m od ern   powe r  distri bu ti on   netw orks.   W it h  co nventi on al   rad ia ll y  structu re d  dist rib ution   netw orks,   s ome   te chn ic al   chall eng es  lim it  the  integrati on   of   D G  un it s:   increase  fau lt   cur re nt  m agn it ud e,   po s sible  reserv e pow e r flo w,   a m pacit y violat ion s a nd  vo lt a ge variat io n from  the o pe rati on lim it   [4] .    Conve ntion al l y,  capaci tor  banks  (CB)  a re  place d  on   distrib ution   syst e m   fo r  re act ive  powe r   com pen sat ion.   It  is  a  reacti ve  loa d  gen e r at or .  Its  util izati on   ben e fits  inclu des:  m i nim iz at ion   of   powe r  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2502 - 4752   Ind on esi a n  J  E le c Eng &  Co m p  Sci,   Vol .  13 , N o.   2 ,  Fe bru ary 2 019   :   4 3 7   –   4 4 6   438   reducti on  due  t o  losse s,  powe r  facto r  re gula ti on   a nd   m ai ntenan ce  of  volt age  re gula ti on s  on   l oad   buses  of   t he   netw ork  [ 5] .  P ow e r  los s  re duct ion   an d  volt age  de viati on  im pr ov em ent  are  sig nificant  a nd   i nf l uen ti al   on   t he   op e rati on  of  distribu ti on  netw ork,   i n  sup plyi ng   ec onom ic al  and   high - qual it y  po we r  sup pl y  to  con s um er  load   [5,  6] .  Sizi ng  and   al locat io n  of   D G  unit s  with  capaci to r   banks  dem and s  th oroug h  inv e sti gation  to   avoi d  abno rm al   rise   in  vo lt age   on  distrib ution  fee der s ,  li ne   overl oad i ng  and  unec onom ic al   inv estme nt  co st .   Ther e f or e,   eval uating t he o ptim al  p enetrati on level,  DG loc at ion  alo ng  with ca pacit or   ba nks  for power  quali ty   i m pr ovem ent, w hile m ai ntaining   re qu ire d o pe rati ng con diti on is im per at ive  [ 8] .   Abo ut  te n  ye ar s  ago,  di ff e ren t   researc h  pa pe r s  had   bee n  pu b li sh ed  on   op ti m al   locat ion   and   siz i ng   of  DG s  [ 9] .  A ppreciable   resea r cher s  ta rg et e d  integrati on  of  capaci to r  ba nk s  i n  distri buti on   syst e m   [10] .  Howe ver,  so m e  recent  pap e rs   fo cu s  on   op ti m al   s iz ing   and  place m ent  of   DG s  al on g  with  capaci to r  ba nk s  on   powe r  distrib ut ion   syst em .  In   add it io n,   PS O  had   been   c onvi ncin gly  i m ple m ented  in  pow er  syst e m   research es  and  oth er   e ng i neer i ng  fiel ds  [11] .  It  was  cl early   sho wn  that  P SO  pe rfo rm ed  bette r,  f ast er  a nd  acc urat e  in   com par ison   to  oth e r  m et ho ds   [12] .  The  vel oc it y  equ at ion   of  PSO   wa s  m od ifie d  in  [ 13 ]   by  add it io n  of  new  te rm s  and   eval uation  of  di ff e ren ce  i n  the  gl ob al   best  an d  l ocal  best  of   pa rtic le s.  It  outp erfor m ed  oth e r   PSO  m od ific at ion   in  te rm   of   c onverge nce  s pee d,   qual it y  of   accuracy  wh e n  te ste d  on  va rio us   syst em   m od el s.     An   a da ptive  P SO   w as  prese nted  in  [14] ,  the  pa rtic le   velocit y  is  adj ust ed  u si ng   t he  inerti al   weig ht  strat eg y   su c h  that  t he  best  fitt ed   pa r ti cl e  nav igate d  in  c om par iso n  to   s peed  ins pire d  lo w  fitt ed  par ti cl es.  I n  [ 15 ] ,    the  op ti m u m   si m ul ta neo us  D G  an d  capaci to r  placem ent   was  pr ese nted ,  con si der i ng   power   los s  m inim iz at ion   as  a  fitness  fun ct ion .  T he  m eth od  was  te ste d  on   sta ndar d  I EEE  bus  syst em .   The  authors   in  [16]   presen te d  an   al gorithm   fo r  op ti m al   al loca ti on   of   D G  usi ng   im pr ove d  Gen et ic   for  I EEE - 33  b us   di stribu te d  syst e m   to   com pu te   the  be st  perform ing   reacti ve  po we r  co ntr ol  va riables  f or   act ive  powe r  loss  reducti on   a nd  m a xim iz e  vo lt age   pro file .  The   m et ho d  re duced   the   m ulti - obj ect ive  f unct ion  into  si ng le   ob j ect ive  to  a vo id  the   com plexity   in vo l ved   i n  m u l ti - obj ect ive  prob le m .  In   [ 17 ] ,  the  load  var i at ion s  is  co ns i der e d  to  ca pture  the   syst e m   dyna m ic   natur e.  The   loss  sensiti vity   factor s  was   us ed  t o  eval uate  an d  deter m ine  the  bu s  wh e r e   com pen sat ion   i s  required.  The reafter  PS O  w as  e m plo ye d  to  evaluate  the  capaci ti es  of   the  capaci to r  ba nks  to  be  place d.   For   the  va ryi ng  s ensiti vity   facto rs:  re du ce d  po wer   l os ses  with  be tt er  ene rgy   con se r vation  was   recorde d.   C om par at ive  analy sis  of   PSO  and   oth er  te chn i qu e s  li ke  gen et ic   al gor it h m ,  ta bu   search  a nd   hybri dizat ion  m et ho d sh ows  that PS O pro duces  bette r  sa vi ng ,  r e duced  lo sses and  am eli or at e d vo lt age   prof il e.    This  w ork  pr esents  the  sim ul ta neo us  D G  an d  capa ci tor  ba nk  al loc at ion   in  distri bu ti on  net wor k,     wh il e  co ns ide rin g  m ini m iz a ti on   of  po wer  losses  an d  volt age  pro file   m axi m iz a ti on   as  fitness  f unct io n.     The  vo lt age  boun dar y  li m it s   are  co ns ide re d  as  syst em   c on st raints.  T he   m od ific at ion  was  achie ve d  by   rep la ci ng  the  inerti al   weig ht  (w )  in  the  ve locit y  up date   base  on   the  su ccess  achie ve   in  exp lo rati on   a nd  exp l oitat ion   of   the  search  sp a ce.  The  te chn i cal   achievem e nt  of   a  par ti cl e   in  it s  cur ren t  locat ion   is  dete rm ined   to  decide  ch oic e  of   inerti al   we igh t  for  su c h  pa rtic le   fo r  the  nex t  it erati on.  In   ad diti on,  th e  par ti cl es  trai l ed  the   sensiti vity  o f  the  buses to  enh ance  bette r  c onverge nce.       2.   RESEA R CH MET HO D     As  sho wn   is  1  give s  the  pr opos e d  m at he m at ic al  m od el   fo r  t he  sim ul ta neous  D G  a nd   ca pacit or  placem ent co nsi der in g   t he fit ness funct io n  a s m ini m iz ation of total  acti ve powe r  loss es     NL i I R K f M i n i i NL i l i 2   (1)     Su c h  that      NL i I I K l i i m a x   (2)     NL i V V V i i i m a x m i n   (3)     NL i P P P i i i m a x   (4)     m a x c to ta l QQ   (5)     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Ind on esi a n  J  E le c Eng &  Co m p  Sci     IS S N:  25 02 - 4752       All oca ti on  of di stri bu te d ge ne ra ti on  and  c ap acitor  banks  in  d ist rib ution sy ste m  ( Olade po  Olatun de )   439   Wh e re    I i   is l ine c urre nt  in  bra nch i   R i  is resist ance  of branc h  i   V i   is  node v oltage at  node  i   P i  is real  power i n br a nc h  i   Qi is reacti ve   powe r  i n br a nch i   Q cm ax  is  m axi mu m  size of  CB     Q total  is t otal re act ive pow e r d e m and   K i  re pr ese nts t he  to polo gical   sta tus of t he br anch e s    N  is s um   of   branch e s   NL  is t he  set   of  br a nch e s   The  vo lt a ge  st abili ty   pr op ose s  pote ntial   of   distrib utio n  ne twork  within   volt age  li m it  against  t he  var ia ti on in  loa d dem and . T he  f it ness  fun ct io n  is e xpresse d as 6 .     2 42 2 2 , . . . , m i n 4 4 s s i L i i L i i L i i L i iN f V V R P X Q X P R Q   (6)     Mod el in g of D G un it   p rese nte d  in  P Q node  m od e adopte d are:     a)   DG   a s  ‘ Ne gative  P Q  loa d’  m od el   of  P Q  m od e.  T he  D G  is  si m ply  m od el ed  as  a  c onsta nt   act ive  (P)  a nd  reacti ve  ( Q)   powe r  ge ne rati ng  sou rce.  T he  giv e n  val ues  of  the  D G  m odel   are  real  (P DG )  an d  reacti ve   (Q DG ) . T he  m od ifie d l oa d  at   bus i  with  D G u nit i s expr e sse d  as:         (7)     i DG i l o a d i l o a d Q Q Q , , ,   (8)     b)   DG   as  ‘Consta nt  Power  Fact or’  m od el   of   PQ  m od e.  Sync hr onous  ge ne rato r  an d  po wer   el ect ronic  base d  DG   unit s  was  m od el ed  as  co ns ta nt  power  f act or   m od el .  T he  po wer   outp ut  was  re gu l at e d  by  c ontrolli ng   the  excit in g  c urren t  a nd  tri gg e r  a ng le s   f or   sync hrono us  ge ner at or   a nd  power  el ect ronic  ba se  D Gs  resp ect ively .  A s  sh ow n  in  9  a nd   10   giv e  the   reacti ve  powe r  an d  eq uiv al e nt  current  in j e ct ion   of  the  D G  resp ect ively .     )) ( t a n ( c o s 1 i D G i D G i D G PF P Q   (9)     * ) ( ) ( i D G i D G i D G i D G i i D G i D G r i D G i D G V jQ P V jI V I I   (10)     Wh e re,   r i D G I   is real  com po ne nt of  DG cu rr e nt in je ct ion ,    i i D G I   is Im aginar y c om po ne nt of  D G  c urren t i nj e c ti on .   c)   The  DG  as  PV  node   is  c ommon ly   c onsta nt  vo lt age   m od el .   The   gi ven  val ues  of  the   D G   m od el   are  the   real  powe r  a nd   bus  vo lt age   m agn it ude.   I n  order   t o  m ai ntain in g  c on sta nt  vo lt age ,  vo lt ag e  var ia ti on  with   tim e  is  m a intain ed  a ppr ox im a te ly   zero   by  inj ect ing   require d  reacti ve  pow er.  I n  this  w ork,   the  DG   w a s   config ur e d  t o  s upply b oth t he real   an d react ive  powe r wh il e the CB s uppl ie d  the  reacti ve  pow e r.   The  bac kwar d/ forw a r d  swee p  (BFS)   te ch ni qu e  for  loa d  f low  analy sis  was  ad opte d  f or   the  wor k.     The  rati o  of   r esi sta nce  to  re act ance  (R/X )  in  distri bu ti on   syst e m   is  high  a nd  the  c on ven ti onal   pow er  fl ow  m et ho ds   li ke   the  Ne wton - R aphso n  ca nnot   be  perfect ly   fitt ed,   ta king  into  c ognizan ce  their  m et ho d  of  der i vation.  T he refor e ,  it   m ay  ex per ie nce  c onve r gen ce   dif f ic ulty   in  so l vin g  po wer   flo w   in  rad ia l  distribu ti on   netw ork.   I n  th e  BFS  te ch nique,  t he  netw ork  syst em   is  as su m ed  to  be   ba la nced   a nd  is   represe nted  by   a n  equ i valent  si ng le   li ne  dia gr am .  T he  a naly sis sta rts  f ro m   one   branc h  to  a nother   in   a  se quen ti al   way  unti l  al l  the  br a nc hes  in   the   fee der s   ha ve  be en  trace d.  T he   bus  volt ages,   exce pt  the   sou rce  bu s ,  a r e  ini ti al l y  assum ed  to  be   on e   ( 1)  pu   at   a ng le   z er o  (0).   Ba sed  on  these   volt ages  a nd  giv e n  real  an d  reacti ve  powe r ,  the   branc h  cu rr e nts,   procee ding  f rom   the  end   bus es  to  the  s our ce,  are  e valuat ed  an d  sa ve d  (Back ward  S w eep).  It  is  ho wev e r,  requires  a  se quent ia l  pr oc ed ure  to  ens ur e  the   netw ork  branc hes  are  rig htly   traced.  T he  br a nch   i ncide nce  ta bl e   was  use d  to  a void  s kippin g  of   bu s ses  an d  br anch e s.  T hen,  br a nc h  cu rr e nt s,  are  com pu te d  to  cal culat e  the  real  and reacti ve  po wer l os s  on t he  n et w ork . T he c urren t at   t he  s ource e nd is  now ob ta ine d usi ng 11:   i DG i l o a d i l o a d P P P , , , Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2502 - 4752   Ind on esi a n  J  E le c Eng &  Co m p  Sci,   Vol .  13 , N o.   2 ,  Fe bru ary 2 019   :   4 3 7   –   4 4 6   440   = ∑ = 1 ≠ + ∑  .  = 1 = 1 ≠ + ( ∑ + = 1 ≠ ∑  .  = 1 = 1 ≠ ) ) / ∗   (11)      =  +     (12)      .  = − =     (13)      .  =  2      (14)      .  =  2        (15)     Wh e re:   ∑ = 1 ≠   is sum m ation   of act ive loa d powe r  c onnect ed  to  en ti re  consu m er’  e nd  buses;   ∑ = 1 ≠   is sum m ation   of r eact ive  loa d powe r  c onne ct ed  to t he  e ntire c on s um er’  e nd buses;   ∑  .  = 1 = 1 ≠   is sum m ation   of branc h (ij ) r eal  p owe r  los s  acro s s the  all  net work branc he s;   ∑  .  = 1 = 1 ≠   is sum m ation   of branc h (ij ) r eact ive powe r  l os s ac r os s t he a ll  n et wor k br a nch e s;   ∗   is t he  c onju gate of the  sou rce  vo lt age;   I  is c urren t at  t he  s ource e nd;      is i m ped ance  of branc h  i j ;      is resist ance  of  br a nch ij;      is rea ct an ce  of branc h  i j ;    .    is v oltage  dro p  ac ro s s  br a nc h  ij          are  volt age at  bu s   j  a nd i res pe ct ively ;      is cu rr e nt th rough b us  i t o j.   The  forw a r d  s weep  is  the n  be gin s  at   t he  s ource  t o  the   en d  of   t he  fee de r s  to  c o m pu te   vo lt age   dr op  us in g  13,   c urr ent  (   ),  real   a nd  reacti ve  po wer  los ses  us i ng  14  a nd  15  resp ect ively .   T he  e valu at ed   total   powe r  los ses  are  c om par ed  to  init ia l  valu es  com pu te d  by  ass um ing   on e   pe r  unit   vo lt age   f or  al l  buse s .     If   the  di ff e rence   exce eds  the   tolerance  lim i ts,  the  so urce  current  is  re - c om pu te d  us i ng  11 ,  in  te rm s  of   t he   new ly   ob ta ine d  los ses,  a nd  t he  path  retract i ng  ope rati on  is  repea te d.  The   com pu ta ti on   proce dure  is  re peate d  un ti l  the  var ia t ion   in  losses  be tween  su c cess ive  values  of  the   source  c urr ent  is  within  the  sp eci fied  tol eran ce  lim it . Th e P SO pa rtic le ’s  vel oc it y and   posit ion i s m at he m atical ly   m od el ed  as:       (16)     Wh e re  k i v   is  a ge nt  i  velocit y  at   it erati on  k,  w  is  weig htin g  functi on,  12 c a n d c are  acc el erati on   c oe ffi ci ents ,   rand  is   ra ndom   nu m ber   between  0  a nd  1,  k i x   and  k j x   are  a ge nt  i  a nd  j  cu rr e nt  posit io n  at   it erati on   k  resp ect ively ,  i p b e s t is  the  pb est   of   age nt  i,  an d  gb e st  is   the  gbest   of  th e  gr oup.  The   pa rtic le   po sit io n  is   updated  usi ng  17.     11 k k k ii x x v     (17)     The wei ghti ng  factor i s e xpres sed  as       m a x m in m a x m a x ww w w I tre I tre    (18)     k i k i i k i k i x g b e s t r a n d c x p b e s t r a n d c wv v 2 2 1 1 1 Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Ind on esi a n  J  E le c Eng &  Co m p  Sci     IS S N:  25 02 - 4752       All oca ti on  of di stri bu te d ge ne ra ti on  and  c ap acitor  banks  in  d ist rib ution sy ste m  ( Olade po  Olatun de )   441   Wh e re  w is  the  weig hting  f unc ti on ,   m a x w and   m i n w are  m axi m u m   and   m ini m u m   weigh ts ,  m a x I t r e and   I t r e   are  m axim u m   and   c urr ent  it erati on   re sp ect ively .  T he   cho ic e  of   i ne rtia   weig ht  pl ay s  a  sign ific a nt   ro le   in  t he  pe r f or m ance  of  the   par ti cl e  swa r m   op ti m iz at ion .  The  m od ific a ti on   on  t he  ine r ti al   weigh t  ( w)  in  the  velocit y  updat e  was  base d  on   the  s ucces s  achieve  in  e xp l or at io n  an d  exp loit at io n  of   the  sea rch   sp ace.     The  te ch nical   achievem ent  of   a  par ti cl e  in  it s  cur ren t  lo cat ion   is  deter m ined  to  deci de  ch oice  of   i ner ti al   weig ht  f or   s uc h  pa rtic le   for  the  ne xt  it erati on.  I n  a dd it io n,   the  pa rtic le s  trai le d  the  sensit ivit y  of   the  buses  to   enh a nce  bette r c onve rg e nce.   The  Fi gure  1  s hows  t he  propose d  al gorithm   for  t he  ada pti ve  base  P SO  f or   sim ultaneou s  locat io n  of   DG   an d  CB .  If  the  P D  is  the  t ot al   power   dem and  on  distrib ut ion   netw ork.   Q D  is  the  total   reacti ve  power  on  th e   netw ork. The re fore:     D D D S P Q    (19)     S D   de fines  t he t otal netw ork  l oad i ng. Re pr es enting a  par ti cl e b y:       1 2 3 , 4 , , , .... .... np P P P P P P     (20)     If  Nb  re prese nt  the n um ber  o f  b use s o n  the net work  su c h  t ha t:   (b   =   2,3 ,4…N b)  r e pr ese nt  the possible locat io n  of DG  or CB  on th e  n et wor k.   Th us :   22 D G C B L N b a n d L N b           Figure  1.   Flo w char t  of the  pro po s ed  m et ho d       The  st ru ct ur e  o f  eac h partic le   is sh own  i n  Fi gure  2 .   Inp u t netwo rk d ata and  r u n  po wer  f lo w   Calcu late po wer  lo ss es an d  vo ltag e stab ility   Gen erate  initial  po p u latio n   Evalu ate t h e f itn ess  f u n ctio n   f o r  each ag en t   Co m p u te Pbes t  an d  Gbes t f o r  th e  p o p u latio n   p   Calcu late and  up d ate velo city   an d  po s itio n   Usin g  ( 1 6 )  an d  ( 1 7 )  b ase o n  Pbes t an d  Gbes t   Meeting  end   criter io n ?   Retu rn b est so lu tio n   Start   Yes   N0   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2502 - 4752   Ind on esi a n  J  E le c Eng &  Co m p  Sci,   Vol .  13 , N o.   2 ,  Fe bru ary 2 019   :   4 3 7   –   4 4 6   442   np     L DG   P DG   Q DG   L CB   Q CB       Figure  2.  Str uc ture of  p a rtic le       1 2 3 4 5 n p n p n p n p n p n p   (21)     np represe nts the  t otal n um ber  of  par am et ers  in a  g ive n pa rtic le  o r  d im ension   of  par ti cl e.   Wh e re:   L DG  is l ocati on   of DG   P DG  is real p ow er  of   D G   Q DG  is react ive  pow e r of D G   L CB  is l ocati on   of CB   Q CB  is react ive  powe r of  CB       3.   RESU LT S   A ND AN ALYSIS     The  pr opos e d  al gorithm   is  si m ula te d  us in g  the  IEEE  30,  33   a nd  69 - bus   rad ia l  net w ork  with  base  vo lt age  of   12. 66kV  an d  the  base  ap par e nt  powe r  is  10 M VA.  Fig ur e  3  and   Fi gure  4  s how  the  sin gle   li ne   diag ram  o f  33 - bu s  syst em  an d 6 9 - bus syst em   [ 18 ] .            Figure  3.   Sin gl e li ne  dia gr am  o f  33 - bus  distri bu ti on test  syst e m           Figure  4.   Sin gl e li ne  dia gr am  o f   69 - bus  distri bu ti on test  syst e m       3.1.      B as e  Ca s e Sy s tem  A n al ys is   In it ia ll y,  load  flo w  analy sis  was  car ried  out  on   30 - bus  syst e m   fo r  the   determ inati on   of   volt ag e   prof il e  an d  po wer   los s.  Total   power   los s  is  0.008 7  +  0.002 6i  (0.00 91)  in p er u nit.  F or  33 - bus  s yst e m ,  t he  total    Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Ind on esi a n  J  E le c Eng &  Co m p  Sci     IS S N:  25 02 - 4752       All oca ti on  of di stri bu te d ge ne ra ti on  and  c ap acitor  banks  in  d ist rib ution sy ste m  ( Olade po  Olatun de )   443   powe r  loss  of   t he  syst e m   is  0. 0027  +  0. 00 11 i   (0 . 0029)  in  pe r  un it .  Th e  bas e  case  vo lt age  of   the  33 - bus  s yst e m   befor e  the  inte gr at io n  of  DG  and   CB   into  t he  netw ork  is  pr ese nted  in  T able  1.   The  vo lt age  m agn it udes  in   Table  1  is  plo tt ed  a gains t t heir  r es pecti ve bus  num ber s is s how n  i n  Fi gure  5 .       Ta bl e  1 .   Base   C ase   Volt age for 33 Bus  Network   Bu s n o   Vo ltag e witho u t DG& CB     1   0 .98 6 0  +  0 .0228 i   0 .98 6 3   2   0 .97 5 2  +  0 .0301 i   0 .97 5 7   3   0 .96 9 6  +  0 .0338 i   0 .97 0 2   4   0 .96 4 2  +  0 .0375 i   0 .96 4 9   5   0 .94 8 9  +  0 .0431 i   0 .94 9 9   6   0 .94 4 0  +  0 .0420 i   0 .94 4 9   7   0 .94 0 4  +  0 .0452 i   0 .94 1 5   8   0 .93 4 8  +  0 .0479 i   0 .93 6 0   9   0 .92 9 5  +  0 .0503 i   0 .93 0 9   10   0 .92 8 8  +  0 .0509 i   0 .93 0 2   11   0 .92 7 7  +  0 .0519 i   0 .92 9 2   12   0 .92 2 0  +  0 .0543 i   0 .92 3 6   13   0 .91 9 5  +  0 .0547 i   0 .92 1 1   14   0 .91 8 2  +  0 .0554 i   0 .91 9 9   15   0 .91 6 9  +  0 .0561 i   0 .91 8 6   16   0 .91 4 6  +  0 .0565 i   0 .91 6 3   17   0 .91 4 0  +  0 .0568 i   0 .91 5 8   18   0 .98 5 5  +  0 .0230 i   0 .98 5 8   19   0 .98 2 0  +  0 .0244 i   0 .98 2 3   20   0 .98 1 2  +  0 .0246 i   0 .98 1 5   21   0 .98 0 5  +  0 .0248 i   0 .98 0 8   22   0 .97 1 9  +  0 .0318 i   0 .97 2 4   23   0 .96 5 5  +  0 .0345 i   0 .96 6 1   24   0 .96 2 4  +  0 .0359 i   0 .96 3 1   25   0 .94 7 6  +  0 .0440 i   0 .94 8 6   26   0 .94 6 0  +  0 .0452 i   0 .94 7 1   27   0 .93 8 2  +  0 .0482 i   0 .93 9 4   28   0 .93 2 8  +  0 .0503 i   0 .93 4 2   29   0 .93 0 7  +  0 .0518 i   0 .93 2 1   30   0 .92 6 5  +  0 .0529 i   0 .92 8 0   31   0 .92 5 5  +  0 .0531 i   0 .92 7 0   32   0 .92 5 2  +  0 .0531 i   0 .92 6 7           F igure  5 .   V oltage  prof il e  for 3 3 - bus  netw ork       The  br a nc h  pr of il e  f or  33 - bus  syst em   by  plo tt ing  the  c urren t  m agn it ude  a gainst  the ir  res pecti ve   br a nc h  is  sh own  in  Fig ure  6.   For  69 - bus  syst e m ,  initial   load  flo w  was   si m ulate d  to  get  the  base  volt age  at   each  bu s  a nd   t he  base  t otal  po we r  loss  of   th e  syst e m   witho ut  placem ent  of   de vices.  T he  base  case  total   pow e r   loss  is  0. 02 38  +  0. 0107i  (0. 0261)  in  pe r  un it .  T he  base   case  vo lt age  m agn it ud e s  is  plo tt ed  again st  their  resp ect ive  bus   and that  of the  br a nc h  c urren t  pro file  is s how n  in  Fig ure  7  a nd Fig ure  8.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2502 - 4752   Ind on esi a n  J  E le c Eng &  Co m p  Sci,   Vol .  13 , N o.   2 ,  Fe bru ary 2 019   :   4 3 7   –   4 4 6   444       Figure  6 .   Cu rr e nt m agn it ud e  for 3 3 - bus  netw ork           Figure  7.   V oltage  prof il e  for 6 9 - bus  netw ork           Figure  8.   Cu rr e nt m agn it ud e  for 6 9 - bus  netw ork       3.2.    Ef fects o f  D G  and  CB  P lacement   Applyi ng  the  pro po se d  m et ho d  f or  the  optim u m   DG   a nd  CB   locat ions   with  t heir  c orres pondi ng   siz es,  the  c ompu te d  r es ults  ar e  pr ese nte d  in  Table  2 .   T he  e ff ect   of  DG   a nd  CB   placem e nt  is  al so   e valu at ed  by   cal culat ing   the   powe r  syst em   lo sses  re duct io n  an d  syst e m   vo lt age  im pr ov e m ent.  Table  3   sh ows  e ff ect   of  D G   placem ent  on   netw ork  pe rform ance.  The  ba se  case  of   33 - bus  syst e m   and   the  i m pr oved  vo lt age  m agn it ud e  is   sh ow n  in  Fi gur e 9 .   Ther e  is  an  im pro vem ent  in  v oltage  pro file   after  the  placem ent  of   D G  an d  CB   on   bus  26  and   bu s  21   resp ect ively .   T he  lo west  volt age  t hat  is  bus  17  with  it   volt age  i ncr eas es  f ro m   0.915 8  to   0.948 1  pe r  un it   vo lt age .  T his  is  an  in dicat ion  that  the  DG   and   CB   instal le d  has  im pr ov ed  the  vo lt age s  at   each  bus  of   th e   netw ork.   T he  blu e  li ne  point   ou t  the  base  c ase  vo lt age  tre nd   wh il e  the  r ed  li ne  po i nt  out  the  vo lt age  prof il e  after  DG  an d  CB   placem ent.  The   69  bu s  base  case   volt age  m agn it ude ,  an d  t he  c orr esp onding  im pr ove d  vo lt age  w e re  pl otted aga inst t heir res pecti ve bu s es.  The  volt age  prof il e  plo t  is sho wn in Fi gure  10 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Ind on esi a n  J  E le c Eng &  Co m p  Sci     IS S N:  25 02 - 4752       All oca ti on  of di stri bu te d ge ne ra ti on  and  c ap acitor  banks  in  d ist rib ution sy ste m  ( Olade po  Olatun de )   445   Table  2.   A pp li cat ion   of  Pro pose d  Al gorith m   for  Sim ultaneous  D G  a nd C B  Plac em ent  a nd  Sizi ng   Test   Sy ste m     Prop o sed  M eth o d       DG  Po sitio n   DG Size   CB  Po sitio n   CB  Size  (kVar)   P(kW)   Q(kVar )   30 - Bu s   12   3 7 .2   2 2 8 5 3 .9   17   3 8 0 8 .9   33 - Bu s   26   1 .04   7 3 5 6 .6   21   2 9 0 8 .3   69 - Bu s   36   8 9 1 .0   2 7 5 3 4 0 .8   42   2 0 9 2 2 9 .2                       Figure  9.   V oltage  prof il e  for 3 3 - bus a fter  place m ent           Figure  10.   V oltage  prof il e  for 69 - bu s  after  p l ace m ent       Table  3.   Im pact o f   Pro posed   Algorithm   for  Si m ultaneo us   DG an d  CB   Plac e m ent  an d  Si zi ng   Test   S y ste m   Prop o sed  M eth o d           Po wer  lo ss   W ith o u t DG  &  CB   Po wer  lo ss   W ith  DG   &  CB   % Total  lo ss   redu ctio n   % Vo ltag e  i m p rov e m en t   Si m u latio n   Ti m e   Plo ss (kW)   Qlo ss (kVar)   Plo ss (kW)   Qlo ss (kVar)     30 - Bu s   874   256   402   84   5 5 .1%   35%   1 .48 1 6 s   33 - Bu s   266   108   102   57   60. 2%   42%   3 .49 0 9 s   69 - Bu s   2383   1074   1191   482   5 0 .9%   45%   1 1 .18 8 5 s                       A  sig nifica nt  im pr ov em ent  is  obser ve d  in  F igure  10  a fter  DG  an d  CB   place m ent.  Bus  53  has   th e   sm a ll est  vo lt ag e  of   0.9 322  be fore  D G  an d  CB   place m ent   and   ha ve  incr eased  to  0.9 65  after  th e  place m ent .   The  blu e   li ne  po i nt  out  the   base  case   volt age  tre nd  w hil e  the  r ed  li ne  sh ows   the  tre nd  of   t he  vo lt a ge  a fter  placem ent.     3. 3 .    C ompari so n  of the  Method   w ith  E xisting Me tho d  and  Net w or k w itho u t DG  an d C B   A  com par at iv e  exam inati on   of   the  pro po sed   m et ho d  is   furthe r  m ade  with  ot her   optim iz at ion   te chn iq ues  i n  pr e vious  wor ks  for  est ablis hi ng   it s  ef fici ency.  Mo re  s pe ci fical ly ,  sal i ent  featu res  s uch   a s   conve rg e nce  a nd   te ch nical   im pr ov em ent  pr edicat ed  the  a ppr oach   a dopt ed  in  this  w ork.   T his  MPSO   ver sio n  was  giv e n  e na bling  par am et e rs  to   ac hieve  op ti m al   so luti on  by  e xten ding  it erati on  nu m ber   as  hi gh  as  10 00  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2502 - 4752   Ind on esi a n  J  E le c Eng &  Co m p  Sci,   Vol .  13 , N o.   2 ,  Fe bru ary 2 019   :   4 3 7   –   4 4 6   446   with  po pu la ti on  of  200  par ti cl es,  an d  eq ua ll y  achieve  a  bette r  an d  fast  conve rg e nce  tim e  of   1.481 6s ec ,   3.490 9s ec  an d  11 . 1885s  for   30 - bus,  33 - bus  an d  69 - bu s  syst e m   resp ect ively   co m par e  to  [ 19 ] .  PSO,    m ul ti  o bj ect i ve  g e netic  algorit hm  ( MOG A)  a nd b i og e ogra phy base d o pti m iz at ion  ( BB O)   te chn iq ue we re  u se d  in  [20] .  T he  pr opos e d  D G  a nd  CB   al locat ion   m et ho d  is  al so   hel pful  f or   r edu ct io n  of   network   powe r  lo ss  an d  vo lt age  im pr ove m ent w it h hig hest  value of  60.2% a nd  45 %   resp ect ively .       4.   CONCL US I O N     Op ti m al   DG   and  CB   place m ent  pro blem   has   bee n  s ol ved  by  us i ng  A dap ti ve   pa r ti cl e  swar m   op ti m iz ati on   ( AP S O)   te c hniqu e .  T he  m od ific at ion   was  a chieve d  by  repl aci ng   the  i nert ia l  weigh t  ( w)  in  th e   velocit y  updat e.  The   pro pos ed  locat io n  a nd  siz e  of   act iv e  powe r  a nd   r eact ive  powe r  of   D G  wit h  re act ive   powe r  of  CB   ha d  been  com pu te d  by  s umm i ng  up  t he  loa ds  an d  lo sses  of  al l  the  bran ch es  on  the   distri bu ti on   netw ork.   Th rough  t he  opti m al   al locat ion   of  D G  a nd  CB   by  the  pro po se d  te ch nique,   th e  act ive  an d  re act ive  powe r  loss es a re r e duced  and  the syst em  v oltage  prof il e im pr ove d.         REFERE NCE S    [1]   Mogali gunta  Sa nkar aiah1.  Suresh  Redd y   S.   Vijay a   Kum ar  M.  G W O  base d  optim al   reac ti v e  po wer  coor din at io n  o f   DF IG ,   ULTC  and  ca pa ci tors .   I ndonesian  Journal  of  Elec tri cal   Engi ne ering  and  Computer  Sci e nce .   2018 ;  (11)3 :   805 – 813.   [2]   Moh an  V.  Alber   T.   Optimal  sizing  and  sitt ing  of  distribut ed  gen e ration  using  Parti cle  Swarm   Optimizati on  Guide d  Gene tic  Al gori th m.  Inte rn at ion al   Confer ence  on  I nte lligent  Com puti ng,   Instrum en ta ti on   and  Contr ol  Technol ogi es.   2017;   (10)5:   709 – 720.   [3]   La kshm i  P rasa nn. ,   Jain  A.  R anjith  Kum ar.   Opti mal  Distribute d  Gene ration  Pl a c eme nt  Us ing  Hybrid  Techni que .   As ia   Paci f ic Pow er  and   Ene rg y   Engi ne eri ng  Con fer ence. 2017.   [4]   Cal don  R  Copp a  M.  Sgarboss a   R.   Turr i  R .   A  simplif ie d   algori thm  for  OL TC   cont rol  in   ac ti v e  distr ibution  M V   net works.  AE IT Annual  Confer e nce .   2013 ;   1 – 6.   [5]   Olat unde  O.  T ola   A.  Pow er  Quali t y   Im prov ement  in  E le c tr ic a l  Distribution   Network.   Ame rican  Journal  o f   Engi ne ering  R ese arch ,   2016 ;  (5) 12:  224 – 227.   [6]   Mashhadi  O.  Sa degh  M.  The  in fl uen ce   of   sm art  c ontroll er  of  th e  distribut ed  ge nerati on  sour ces   and  capac i tor   banks  on  loss  minimizati on  an d  profil e  improve ment  in  th e  el e ct ric it y   distri buti on  ne tworks  vol tag e, ”  20th   El e ct ri ca l   Pow er   Distribut i on  Co nfe ren c e  ( EPDC).   2015 ;   272 – 27 6.   [7]   Nabil   Bin  Muhtazaru ddin.   Dist ribut ion  Pow er  Loss  Minim iz at ion  via   Distrib ute d  Gene ra ti on ,   Capa c it or  an d   Network  Rec on f igura ti on .   Indon esian  Journal   of   El e ct rica l  Eng in ee ring a nd   Computer  Sc ie nc e.   2 017;  (5)3:   488.   [8]   Ka y al   P.   As hish  T.  Chand a  C .   Simult an eous  p lac eme n t  and   si zing  of  ren ewab le   DG s  and  ca paci tor  ban ks  i n   distribut ion  n et w ork.   Int ern a ti ona l  Confer ence  on   Circ uit s ,   Pow er and  Com pute r   T ec hnolog y .   2014 ;  607 – 611.   [9]   Ta n  W .   Hass an  M.  Maji d  M .   Abdul  Rahman  H.   Optimal  distr ib ute d  r ene wabl e  gene ra ti on  p la nn ing:   A  rev ie w   of  diffe ren t approache s.  Re n ewabl e   and  Sustainab le E nergy   R evei ws.  2013;   ( 18):   626 – 645.   [10]   Jega dee san   M.  Simult aneous  Place ment   of   Mul ti - Dg  Us ing  Hy brid  Optimization  Me thod .   I E EE   In te rn at ion a l  Confer ence  on   I nnovat ions  in  Gr ee n  Ene rg y   and   Hea lt h ca r e  T ec h nologi es.   2017;   1 – 7.   [11]   Raouf  A.   A  mul t i - objective   distri bute d  gen erati on   all ocation  and  s izing  using  swar m  int el l ige n ce   b ased  algorit hms .  19th  IE EE Medi te rra n ea n   Eletrotec hni ca l   Confer e nce .   2018;   281 – 286.   [12]   Maha ja n  S.   Va dher a  S.  Opt imal  Siz ing  and  D epl o y ing  of  Distribut ed  Gen era t ion  Unit  us ing  a  Modifi ed   Multi objecti v e  P art i cl e   Sw arm Opti m iz ation,   IE E E  Tr ansacti on  o n  Industrial App li cation.   2016;   ( 52)3.   [13]   Singh  S.  A  Rev i ew  on  Part ic l e  S warm   Optimiza tion  Algorit hm ,   In te rnational   Jour nal  of   Scientif ic and  Engi n ee ring   Re search .   2014;   (5)4.   [14]   Ojha  R.   Das  M.  An  Adapti v e  Approac h  for   Modif y ing   Ine rti a  W ei gh t  usi ng  Parti c le   Sw arm  Optimis at io n.   Inte rnational   Jo urnal  of  Comput er  Scienc e. 2012 ;  ( 9)5:  105 – 112.   [15]   Am an  M.  Jasm o n  B.   Sol angi   K .   Baka r  A.   Mok hl is  H.  Optimum   Sim ult ane ous  D G  and  Cap acitor   Placem ent   on   th e  Basis  of  Minim iz a ti on  of  Pow er  Losses.  2013;  Inte rnational   J ournal  of  Comp ute r  and  El ectri cal   Engi n ee ring .   2013 ,   (5)5:516 – 522.   [16]   A hm adi   A.  Khade m i  H.  Mous avi   H.  Haj iz ad eh  A.  Optimal  Allo ca t i on  of  DG   b y   using  Im prove d  Gene tic  for  I E E E   33  Bus S y st ems .   Technical   Jour n al  of   Engi n ee rin g  and  App li ed   Sc ie nc e.  2014; 29 – 35.   [17]   Mansour  H.  Ab del sal am  A.  Na bil   M.  Sall am  A .   Optimal  capacitor  banks  all ocat ion  in  distribut ion  systems  wit h   distribut ed  g en er ators  using  antl ion  op ti miz er .   19th   Int ern at ion al   Midd le - Ea st  Pow er  S ystem  Confer ence.    2017 ;19 – 21.   [18]   Sam ir  M.  Dawoud.  Xiangni ng   Li n.   Fir as  M.  Qasim   Kam il   Mohs in.   H y br id  Method  for  Optim al   Pla ce m ent   of   Multi ple  SP V  Based  Multi p le   RDG s  in  Microgr id  S y st em.   In donesian  Journ al  of  El e ct ric al   Engi ne ering  a nd  Computer  Scien ce . 2016 ;  4)2 :  29 8 – 304.   [19]   Gkaida t zi s  P.  Bouhouras  A.  Doukas  D.  Sgouras  K.  La bridi s  D .  Appl ic a ti on  and  ev alua ti on  of  U PSO  to  OD GP  in   radial  Distributi on  Net works .  Int ern ational Conference on European  En erg y   Mark .  2016.   [20]   Haz em  N.  E lsha hed  M.  A.  Z.   O sm an  H.  Optimal  Pl a ce men t  of  Dispatchabl e  an d  Non -   Dispatch able   Distribut ed   Gene ration  o f   D if fe ren t  Te chnologies.   In te rn at io nal   Midd le   Ea st   Pow er  S y stems   Confer ence. 201 7;19 – 21.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.