Int ern at i onal  Journ al of  P ower E le ctr on i cs a n d  Drive  S ystem   (I J PE D S )   Vo l.   11 ,  No.   3 ,  Septem be r 2020 , pp.  135 0 ~ 13 59   IS S N:  20 88 - 8694 ,  DOI: 10 .11 591/ ij peds . v11.i 3 . pp 135 0 - 13 59          1350       Journ al h om e page :  http: // ij pe ds .i aescore.c om   Transie nt st ab ilit y enhanc ement i n the  presenc e of o ptimall y  placed D - FACTS       Omar  K amil  Dahh am Alaz zaw i,  Must afa  A hme d  Na yy ef, Y as ir  Abd ulhafedh  Ahm ed   Depa rtment  o f  E le c tri c al E ngin eering,   Univ ersit y   of  Anbar, Ira q       Art ic le  In f o     ABSTR A CT    Art ic le  history:   Re cei ved   Feb   20 , 20 20   Re vised  A pr   4 ,  20 20   Accepte d  Apr   27 , 20 20       The   power  f low  in  power  sys te m   ca n  b e  cont ro lle d  in  an  eff ectiv e  me thod  by   using  FA CTS  devi c es  through   tra nsmiss ion  l ine s.  Distribu ted  FA CTS  rep rese nt   a  n ew  way  to  over come  the s e  dra wba c ks.  The y   are  cos t - eff e ct iv e,  li ght   weigh te d ,   high er  p erf or ma nc e  and   minimi z at ion   of   e nvironm ental   im pa ct .   The y  ar e  place d  in  a  dis tri buti on  me thod   and  in  sel ec t ed  li nes  in  th e   net work  accord ing  to  li n e  flo w  stabilit y   ind ic es   ba sed   on   lo ad   flow  ca l cul a ti ons.  In   thi s  pape r ,   distr i bute d  sta ti c   seri es  com pens at or  (DS SC )  is   used  in   orde r   to   at t ai n  the  req u ir ed  power   flow  c ontrol   by   mod if ying  th e  li ne  rea c ta n ce .   The y  are   inst al l ed  dir ec t ly  on  the   pr e sent  H.V  tra nsm ission  li nes   and  as  a  resul t  does  not  r equi re   H.V  insulation.  The   loa d   flow  ana lysis  h as   bee n  ca rr ie d  usi ng  ma t   l ab  and   t he  simul at i on  fo r  the  purpose  of  stabi lity  by   using  Pow er  Wo rld  Simul at or   software .   Th e  r esult s  show   an  enhance m ent   i n   stabi lity p erf orm anc es  of   th e  sys t em   ov er the   con vent ion al   cont rol le rs.   Ke yw or d s :   Distrib uted FA CTS   Power flo w  c ontr ol   Power w or l d  si mu la to r   Weak e st b us  i de ntific at ion   Power syste m  sta bili ty  enh a ncem ent   This   is an  open   acc ess arti cl e   un der  the  CC  BY - SA   l ic ense .     Corres pond in g  Aut h or :   Oma r Kamil  Dahh a m  Alazza wi   Dep a rtme nt of  Ele ct rical  En gi neer i ng,    Un i ver sit y o f Anba r,   11, Rama di,  Iraq.   Emai l:   om a r.d ahh a m@ uoan ba r. e du.iq       1.   INTROD U CTION     In  m od e rn  po wer  sy ste m,  t he   proces s  of   ge ner at io n  a nd  distribu ti on  of  el ect rical   energ y  is  co mp le x  .   It  pro du ce s  ne w  an d  diff ic ult  chall eng es  t o  the  stu dy   of   sta bili ty  in  or der   t o  ens ure  a  sta ble  an d  r el ia ble  op e rati on  of  powe r  syst em   in  the  e ven t   of   s udde n  f aults  an d  dist urba nces.  F A CTS  co ntr ollers  offe r  set tl ements  to  these  pr ob le ms   wh ic h  a re  c ompete nt  of  pre vaili ng   t he  s yst em  paramet er s  in  order   t o  e nh a nce   vo lt age ,  ste a dy  sta te   and   t ransi ent  sta bili ty  of   t he  netw ork   [1].   He nce  it   is  necessa r y  to  pro du ce  meth ods  f or   the  pur pose  of  op ti mal  locat i on   of  F ACTS  dev ic es  sat isfyi ng   ce rtai n  c onstrai nts .  As   a   resu lt ,  c onve nt ion al   FA CTS   ha ve  va rio us   ben e fits  an d  D - FA CT S  ha ve  e xtra   be nef it s  a nd  wil l  be  e xp la i ned .   D - FA CT S  represen t   an  al te r native  dev ic e   bas ed   on  e ff ic ie nt   cost   re du ct io n  so l ut ion   t o  t he  loa d  flo w  pro blem   [2] .  T he   im pacts  of   so me   of  the se   de vices  on  th e  sta bili ty  of  a  wind  farm,  especial ly  D - S TATC OM,  S VC,  a nd  F uzz y  S V C   con t ro ll er   are   pr ese nted   in   [3 ].  A   stu dy  of  e nh a nceme nt   of   po wer  qu al it y  by   usi ng  D - F ACTS   in   distri bu te d  netw orks   is  pr opos e d  in   [ 4].   The   goal   of   pa per  is   to   ad dre ss  the   iss ue   of   sta bili ty  an d  qual it y  of  powe r  at   the  degree   of   co m bin at io n  of   wi nd  tu r bin e   a nd  diesel   ge ne rator  s ys te ms   bu i lt   in  D - FA CT S   s ys te ms   s uch  a  D VR   for  s us ta ina ble   el ect rical   pow er  gen e rati on.  T he  im porta nc e  of  F ACTS   f or  the  pur pose   of  c ompens at ion  of  reacti ve  powe r   in  t he  der e gula te d  po wer  s yst em  is  prese nted  in   [ 5].  It  is  ne cessar y  to   co mp e ns at e  for  r eact ive  powe r,   bo os t  t he  act ual  act i ve  powe r   flo ws  i n  t he   el ect rical   trans mis sion  li ne,  e nhance  t he  e ff ic i ency  of  transmissi on,  enh a nce  sta bili ty  of   s ys te m  and   be  in  a n  entire  posit ion  to  econo mize   the  fo s sil   fu e ls  fo r   afterti me.  A  st udy  of  a n  op ti mal  locat io n  method   bas e d  on  util iz at ion   of  the  sensiti vi ty  of  t otal  po wer  loss   with  res pect  to   con t ro l  par am et ers  of  de vice s   is  pr ese nted  i n   [ 6].  A   meth odol ogy  for  opti mal  locat ion   ba sed   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  P ow Elec   & Dri S ys t   IS S N: 20 88 - 8 694       Transient  sta bili ty  en hance me nt in  t he prese nce  of opti m ally …   ( Omar  K amil  Dahh am Al az z awi )   1351   on  the  us e   of  a n  e ff ic ie nt  (PI)   sensiti vity   i s   pro posed   in  [ 7] .   A n  al go rithm  pro po se d  f or   o ptimal   placem ent  o f   FA CTS  de vices  to  get  the  des ired  vo lt age  st abili ty  with  op ti mal  siz ing   of   FA CTS  de vices   is  pr ese nted  i n  [ 8] .   A   st ud y  of   t he  opti mal  lo cat ion   of  F A CTS  dev ic es   us in g  non  –   dominate d  s ort ing   pa rtic le   swar m   op ti miza ti on  i n  Fu zz y  f ram ewor k   is   pr opos e d  i n  [9] .  F irefly   opti miza ti on   al gorithm   f or  op ti miza ti on  the   rati ng  of  UPF C   is  prese nted   in  [ 10] .   T he  opti mal  locat io n  base d  on  ( L - ind e x)  a nd  the   pro po se d  al gor it hm   is  com par e d  with   Ge netic   Algo rithm   T he   pro blem  of  c onge sti on   w hich   m eans  (the   tra nsmi ssion  s ys te m  will  op e rate  beyo nd  tra nsfer  li mit s)   is  st ud ie d  in   [ 11] .  D - FA CT S  are   the  de velop e d  FA CT S  t echnolo gy  wh i ch  a re   distrib uted  t hroug h  the  tra nsmi ssion   li ne   a s  a  small   de vice  betwee n  th e  small   sp a n  of  tran smissi on  li ne  as   sh ow n  in   Fig ure   1 .   T he y  can   off er   se ries  c apacit ive  or  i nductive   reacta nce   in   li ne   th ough   SS T  (sing le   tur n  trans forme r) .   A dva ntages  of  D - F ACTS  ove r  F ACTS  de vic es   are   [ 12]:   1 -   It  do e s  no t  r equ i re  br ea k  i n l ine.  2 -   Small   modu le s  (10 K va  a nd 50 - 60  kg  per m odule).   3 -   Com patible   and easi ly  upgr adab le .   4 -   B ypasses the  curre nt s o no cha nc es to  get  dama ged.    5 -   Co nv e ntio na l t ran smissi on li nes  ca n be  use d.   6 -   Distrib uted o ve r  t he whole  li ne.   7 -   N o  e ff ect   of sin gle point  fa il ur e.  8 -   D oes   no t  re qu ire  mai ntena nce,  i f re qu i red n ot c os tl y.     The  idea   of  Distribu te d  Stat ic   Synchr onous  Series  Co mp e ns at or  ( DSSC )   is  to  em ploy  a  low - po wer   sing le  phase  i nverter , which  a tt aches  to   the   t ran s missi on  c onduct or  a nd  e ffec ti vely  c on t rol s  the  c orres pond i ng   trans fer  im pe da nce a nd the  ac ti ve  co ntr ol of  powe r  fl ow on  the li ne  is ac hi eved as s how n i n  F i gu re  2  [ 13 ].               Figure  1. D - F ACTS  dif fuse i n  tra ns missi on  li ne   Figure  2 .   Sc he mati c d ia gram  of D S SC m odul e       2.   PRI NC I PLE   OF OPE R ATION   OF  DSS C   2.1.    Ac tive   p ower  flo w  c on c epts   The   series   el ements   ha ve   th e  hi gh e st  pros pect  for  powe r  flo w  c ontr olli ng  on   tra ns mi ssion  li nes .   M a gn it udes  of  1   and   2   gove r n  reacti ve  an d  act ive  powe r  f low  in  t he  li ne   in  ad diti on   to  phase  a ng le   diff e re nce, δ  [14] :     12 = 1 ∗ 2 ∗ si n     (1)   12 = 2 − 1 ∗ 2 ∗ c os     (2)     Wh e re    represe nts  the  li ne  im ped a nce.   S o,   t he  ch an ge  of   t his  impe da nce  can  be   implem ented  by  a   series  injec ti on  of  pa ssive   inducti ve   or  ca pacit ive  dev ic e  in  t he  li ne .  The  re dundanc y  giv es   f or  c onti nuou s   op e rati on  wh e n  a  fail ure  occ ur s   in  t he  unit   pro vid es  high   reli abili ty  an d  SST  al lo ws  t re at ing   high  val ues  of  fau lt  c urren t.       2.2.     D - F AC T  ob j ect  and  oper at i onal pr ofi le     The  act ive  im pe dan ce  i njuncti on   is  produce d  by   s ynch ron ous  volt age  s ou rce  as  sho wn   i n  Fig ur e s  3  and 4  [ 15]:         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8 694   In t J   P ow  Ele c  &  D ri   S ys t,   V ol .  11 , N o.   3 ,  Se ptembe r  2020   :    135 0   –   13 59   1352     Figure  3. The   s yn c hro nous v ol ta ge  source   ( S VS )       It h as  the  f ollo wing  functi ons :   a. Inject s an A . C v oltage,    . b. C on tr ols     with   resp ect  t o      c. C hanges  ef fecti ve  li ne  I mp e da nc e.   The give n plot  exp la in  it s fu nc ti on .           Figure  4. S yn c hro nous   volt ag e sour ce  phas or  diagr a m       A  sin gle t op ic   sy m boli zes al l t he  D - F ACTS   dev ic es  on a  li ne  a re:    −   Connect s to  a t ran s missi on li ne .   −   All value s ar e   per p hase.   −   Normall y,  47  µH  per   m odule .   −   assign ma ximum n umbe r of   modu le s .   −   e. Ap po i nt ma ximum a nd mi nimum li ne  acti vation  c urre nt.     Figure  5  s how s  the  D - FA CT   operati onal   prof il e.  Be lo w  0 ,   the  D - F ACTS   dev ic es   are  i na ct ive  an d  above     the  pro gr essi ve  i nject ion o f  t he D - F A CTS de vices is  at it s max im um val ue.           Figure  5. D - F ACT  op e rati on  profil e       The  D - FA CT   modu le   c onsist s  of  a  sin gle - phase  i nv e rter  with  s mall   rate d  (10  K Va)   a nd  the   wei gh t   of  the   mod ule  in   the   range   of   ( 50 - 60)   kg  pe r   m odule.   I f   the   c urrent   in   the   li ne   is  great er   tha n  t he   pr e determi ne d  value,   i ncr eas ing   the  num be rs  of  m odules   to  be  s witc he d  an d  as  a  re s ult  increase  th e  li ne   impeda nce .  O ur  ta r get  is   to   av oid  th e  li ne s  f r om  ther mal  ove r  l oad.  T he   co ntr ol   al gorith m  of   de v ic e     op e rati on is  de fine d:        =    − 0 ℎ  − 0   ,    (3)          : Li ne  i nducta nce in je ct e d,     :  Def i niti ve  val ue  of in duct ance  w it h  al l m od ules on t he  li ne  a ct ive.   0   : t rig ger in g va lue of c urre nt of th e  m odule, ℎ    :   Thermal  li mit  b ey ond w hich   there is  no inje ct ion .   An exp on e ntial ly d eca ying  est imat or  is  nee de d  to  mini mize  interact io ns   bet ween l ines a nd  mod ules:   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  P ow Elec   & Dri S ys t   IS S N: 20 88 - 8 694       Transient  sta bili ty  en hance me nt in  t he prese nce  of opti m ally …   ( Omar  K amil  Dahh am Al az z awi )   1353        = (  −    ) (1 - − ( − 0 )   ) +          (4)     Wh e re       eq uals  act ual  inju nction re quest  at e very s a mp li ng  mo me nt.     2.3.    Simul at io n of  p ower sy s tem u sin g po wer  wo rl d  sim ulator    Power   w or l d  s imulat or  is  a   c om me rcial   – gr ade  powe r  s ys t em  a nalysis   an d  sim ulati on  pa ckag e .  It  is  desig ne d  to  si mu la te   el ect rical   power  syst ems  ope ra ti ng   on  a  ti me  f r om   sever al   min utes  to  se ver al   da ys   [ 16] .   It h as  the  give n ad van ta ges: [1 7]   −   Flexible a nd ea sy   for user s to   interact  w it h al l app li cat io ns  i n  the  scr ee n.   −   It is a  us er -   fr ie nd l y Gr a phic al  U se r  I nter face  ( G U I)  a s it  inc lud es  small  s ource  and e xec ut able file s.   −   Allows d ynami c interact io n w it h  the a nimate d powe r  fl ow.    −   Pr ovi de  sel ect ion o f fou r  m od es of  op e rati on  of D - F ACT.         3.   METHO D  O F WEA KEST  LOA D  B US  I DENTIFI C A TION   Diff e re nt  te ch niques   are   pre sented   in   papers  f or  wea ke st  bus   ide ntific at ion   [ 18].  I n  t his  pa per,   weak e st  bus  id entifi cat ion   te c hn i qu e   implem ented  is  modif ie d  (     )  fact or  usi ng   le ast   m ea n  s qu a re  met hod   (L M PI).      3.1.    Iden tific ati on o f  weakes t  bu s usin g m od ifie d  (     )  fa c t or  (LMPI )   Con si der   t he  giv e n  sim plifie d  syst em  w hi ch  co ns ist s  of  a  load  bus   with  the ven i n  ci rc uit  to     represe nt  the  r est   of   sy ste m   as  simple  rad i al   feed   t o  loa d  wh ic h  se rv e s  a  certai n  big   ne twork  us i ng   s ing le   transmissi on li ne.   Simpli fie d t hev e nin  e quiv al ent circuit   of  local  bus  as  s how n   i n  Fi gure  6.           Figure  6. Sim pl ifie d  the ven i n equ i valent circ uit o f  local   bus       The val ue  of c urren t i s  [19]:     I=  ℎ √ (  ℎ ∗ c os +      ∗ c os ∅ ) ² + (  ℎ ∗ sin +    ∗ sin ∅ ) ²   2     (5)   I=  ℎ √  ℎ 2 + 2 + 2    ℎ      c os   (   −   ∅ )   2     (6)     wh e re :   ℎ   =  | ℎ |   ∟Ɵ   , =  | |   ∟ ∅   , T he r ecei vin g e nd volt age  of the  syst em is g i ven by     =   I=  ℎ   √  ℎ 2 + 2 + 2    ℎ      c os   (   −   ∅ )   2     (7)     The  t otal ap parent p ower  prov ided  i n  the  loa d  is     S= ² =   ℎ   ²      ℎ 2 + 2 + 2    ℎ      c os   (   −   ∅ )       (8)     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8 694   In t J   P ow  Ele c  &  D ri   S ys t,   V ol .  11 , N o.   3 ,  Se ptembe r  2020   :    135 0   –   13 59   1354   A plot is  dr a w n betwee n  the   app a re nt po we r  S  an d  l oad ad mit ta nce n as s how n  in  Fig ure  7 .   Assumin g   ℎ = 1   .   nd   ℎ =1 p. u for th re e d if fer e nt  valu es of it em  ( −   ∅ ) = 70 º ,  100º a nd 12 0º .           Figure  7. The   Loa d Appare nt  Power v s. Loa d  Admit ta nce       It  is   cl ear   f rom  Fi gure   7  t ha t  the   inc rease  i n  l oad  le a ds  to   an   i ncr e menta l  val ue  of  l oad  ad mit ta nce   un ti l  reac hing max im um ,   f or  h ig her   l oad  d e man d,   t he  act ion   is dif fer e nt an d  unsta ble  l oa d  va riat ion  is  pr ese nt   [20].  We  hav e       (   ) =   ℎ   ²   ( 1 −   2  ℎ 2 ) ( 1 + 2  ℎ 2 + 2    ℎ     c os (   −   ∅ ) ) ²       (9)     Fo r  ma xim um   load  c onditi on,   (   ) = 0   le ads  to  t he  s olu ti on  for  c riti cal  v olta ge  inst abili ty whe n     ℎ   =      (10)     Since  (   )   e qu al s   un it y  at   no  l oa d  (Y = 0)  a nd  e qu al s   zer o  at   c riti cal   maxim um  loa d  w he n   ℎ =   ,it   is  more  acc ur at e  t o  us e  it   for  cal c ulati on  operati ng  points  a nd  ide ntif y  the   op e rati ng  c onditi ons  of  the   sy ste m.   P oin ts  belo w  the   ma xi mu m  l oad i ng  represe nt  the  f avo ra ble  opera ti ng   c onditi ons .  The re fore,  it   can  be  us e d  f or  the   id entifi cat ion   of  weak e st  bus  an d  as   a  resu lt   th e  opti mal  locat ion   of  F ACT  de vice.  T he  pro po s ed   value  is:     (   ) =   2 − 1 2 − 1       (11)     It  is  neces sar y  to   stu dy  t he   c apab il it y  of  ex tract i ng  a  ne w   in dicat or  base d  on  t his  facto r  a nd  t hen  determi ne  the   best  fit  t o  data.  It  us es   the  m et hod  of  Least   Squa res  for  e rror  re du ct io n  and  obta in   a  be st  fit   wh ic h  ma ke  th e  resu lt s  m or e accur at e  a nd   it  is  cal le d  Least   M ea n  Squa re  P ow e r  I ndic at or  ( L M PI). W e  ha ve  a   data [ 21].     {( 1 , 1 , ) , … … … ( , , ) }    (12)     The n  the  er ror a sso ci at ed  t o y = ax+  b may  be de fine d  as:     E(a, b )  =  ∑ ( = 1 -   (a +b)) ²    (13)     As  the   er ror  de pends  on  tw o  va riables  (a  a nd  b)   t he n  our  ta r get  is  to  cal cul at e  the  val ues  of   (a  a nd  b)  su c h  that t o  mi nimize  the  er ror.  T he refor e , it  is require d  t hat to calculat e t he  v al ue s  of   (a a nd b) s uc h  that     (    )  =  ( ∑ ²   = 1 ∑   = 1 ∑   = 1 ∑ 1 = 1 ) - ¹  ( ∑     = 1 ∑   = 1 )     (14)     0 0 . 2 0 . 4 0 . 6 0 . 8 1 1 . 2 1 . 4 1 . 6 1 . 8 2 0 0 . 1 0 . 2 0 . 3 0 . 4 0 . 5 0 . 6 0 . 7 0 . 8 0 . 9 1 L o a d   A d m i t t a n c e ( p . u ) A p p e a r e n t   P o w e r ( p . u ) A p p e a r e n t   L o a d   p o w e r   v s , L o a d   A d m i t t a n c e     70 120 100 Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  P ow Elec   & Dri S ys t   IS S N: 20 88 - 8 694       Transient  sta bili ty  en hance me nt in  t he prese nce  of opti m ally …   ( Omar  K amil  Dahh am Al az z awi )   1355   The  best  fit  of  values   of  (a  a nd  b)  can   be   obta ined  by  s olv i ng  the   ( 14)  a nd  c omplet e  the   so l ution  in   order  to   cal cu la te   the  L M P I   in dicat or.  T he   bus   with   mi nimum  LMPI   represe nts  the   wea kest  bus  of  th e   netw ork.     3.2. R otor  ang ular s tabil ity   Rotor   a ngle   sta bili ty  ind ic at e  the  capa bili ty  of  a  po wer  sy s te m  to  sta y  in  s yn c hro nous   a fter  a   disturba nce.   I f   the   dist urbance   is  near  the   ge ne rator,  t he   ge ne rator  ca n  c ollapse   of  po i nt  as   it   ha s  be en   acce le rated du r ing   fau lt . T he values  of ti me f or s uch  a n  in s ta bili ty is o ne  t o  tw o  sec onds   and  it  is in s ha pe  of a   per i od ic   a ngul ar  se par at io n  due  t o  los s  of  s yn c hro nizin g  t orq ue.   [22 ].   T he  giv e n  Fig ure  8  sho ws  t he   r oto r   ang le   res pons e  for  t wo stat es  [23].            Figure  8. Roto r  angle res pons e to a  t ran sie nt  disturba nce       In   powe r  s ys t em  sta bili ty  st udy,  the  s wi ng  e qu at io n  re presents   the  vari at ion   of  ro t or  an gle  δ  (in   el ect rical  r adia ns )  w it h res pec t t o  ti me ( i n  se conds )  as  in dicat ed     P_ a=P _m  - P_ e  = M d2 δ/dt²    (15)     The  s olu ti on  pro vid es  t he  dat a  need e d  for  s wing  cu r ves  an d  w he n  the  ma chine  is  loa de d,  ro t or   a ngle   will  b e c hange d  a nd an ex pre ssion bas ed  on swin g [24] :     dδ/d t=[ ]   t    (16)     4.   RESU LT S  AND DI SCUS S ION   4.1.    Te st  Syst em (IEEE   9 - B us)   with  D - F A CT   The  IE EE - ni ne   bus  te st  netw ork  is  s how n  in  Fig ure  9  a nd   the  netw ork  da ta   are  giv e n  i n  [ 25].   The   netw ork  is   m odel le d  by  us in g  powe r  w or ld   simulat or  wit h  t he  i nclusion  a nd  with ou t   D - F ACT  t o  e xecu t e   powe r  s ys te m  sta bili ty stu dies in  a ddit ion  t o l oad - fl ow pr ogra m fo r  the  purp os e  of w ea ke st b us  ide ntifi cat ion .          Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8 694   In t J   P ow  Ele c  &  D ri   S ys t,   V ol .  11 , N o.   3 ,  Se ptembe r  2020   :    135 0   –   13 59   1356     Figure  9. IEE E - Ni ne bu s  s ys te m       4.2.    Iden tific ati on o f  weakes t  bu s usin g   (    )    The   cal culat io n  is   base d  on   loading   the   th r ee  loa d  buses   (5,  7,  9)  from   normal   loa ding  t o  ( 1.5)  loa di ng  in   ste ps   of 10% .  In eac h  ste p  the  f act or  (    )   is cal culat ed  acc ordi ng to  e q. ( 11),  The res ults are  li ste d  in Ta ble  1.       Table  1.   (   )   Va ria ti on   of I EE E  9 - Bus  with B us   Loa ding   Bu s No .   Load  Bu s Incre m e n tal L o ad in g   10%   0 .90 6   20%   0 .90 5 4   30%   40%   50%   5   0 .86 3 4   0 .85 7 1   0 .83 1 7   7   0 .90 1 8   0 .88 5 8   0 .88 5 5   0 .85 0 6   0 .82 9 4   9   0 .84 2 4   0 .79 5   0 .75 4 5   0 .74 4 7   0 .72 3 1       It  is  cl ear  from   the  ta ble  gi ve n  that  loa d  bu s   (9)  is  the  wea kest  bus  in  t he   sy ste m.  A  gr a ph   is  plo tt ed   as sho wn Fig ure 1 0 rep rese nts the rel at ion   be tween  (   )   fact or   a nd d i ff e ren t l oa d bus loa ding s.           Figure  10. Vari at ion   of  (   )   Fact or of IEEE   9 - B us wit h  B us   Loa di ng       4.3.    Iden tific ati on o f  weakes t  bu s usin g m od ifie d   (   )   with   LMPI    The  cal c ulati on  of  (   )   is  en ha nc ed  by  pro du c ing  a  new  in di cat or   f or  wea ke st  bus  i den ti fi cat ion .  The  i nd ic at or  LMPI  base d  usi ng   le ast   mea n  s qu a re  meth od  f or  the  val ues  of  (   )   and  th e  lowe st  val ue s   represe nts the weake st b us  a s  shown i n  Ta bl e 2 .       Table  2.  L MPI  V a riat ion   of  I EEE  9 wit h  Bu s Lo a ding   Bu s No .   Load  Bu s Incre m e n tal L o ad in g   10%   20%   30%   40%   50%   5   0 .91 2 1   0 .89 2 4   0 .87 2 7   0 .85 3   0 .83 3 3   7   0 .90 6 6   0 .88 8 6   0 .87 0 6   0 .85 2 5   0 .83 4 5   9   0 .82 9 6   0. 8 0 0 7 8   0 .77 1 8   0 .74 2 9   0 .71 4       Figure   11   is  pl otted  w hich   re pr ese nt  t he   rel at ion   of  LMPI   in dicat or  with   di ff e ren t   loa d  bu s   l oad i ng  wh ic h  i nd ic at e s  the   same   res ult.  T his  mean s  that  t he  us e   of  m od i fied   (   )   is  us e f ul  an d  m or e   accu rate  a nd  op ti mal.     0 0 . 0 5 0 . 1 0 . 1 5 0 . 2 0 . 2 5 0 . 3 0 . 3 5 0 . 4 0 . 4 5 0 . 5 0 . 6 5 0 . 7 0 . 7 5 0 . 8 0 . 8 5 0 . 9 0 . 9 5 1 %   L o a d   B u s   I n c r i m e n t a l   L o a d i n g   d S / d Y V a r i a t i o n   o f   d S / d Y   w i t h   L o a d   C h a n g e   o f   A l l   L o a d   B u s e s     B u s   5 B u s   7 B u s   9 Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  P ow Elec   & Dri S ys t   IS S N: 20 88 - 8 694       Transient  sta bili ty  en hance me nt in  t he prese nce  of opti m ally …   ( Omar  K amil  Dahh am Al az z awi )   1357         Figure  11. Vari at ion   of L M PI  of  IEE E  9 -   B us wit h  B us   Loa di ng       4. 4 .    IEE E 9 - B us w i th   D - FA CT  st ab il ity  s t udy usin g  p ower  wo rl d  sim ulator   The  e nhance m ent  of  powe r  sy ste m  sta bili ty  is  im pleme nt ed  by   inse rtio n  of  D - F ACT   in  t he  li ne  connecte d  wea kest  bus  a nd  li ne  ( 9 - 4)  is  sel ect ed  f or   D - F ACT  placeme nt  an d  the n  st ud ie d  by   us i ng  powe r   world  simulat or  program . T he  pro ces s step s  are li ste d belo w:   a. L oad flow i mp le me ntati on u si ng N e wton  Ra ph s on met hod usi ng  powe r  w orl d  si mu la t or.    b.   Ca lc ulati on  the  desi gn  pa r amet ers  of   D - FA CT  base d  onli ne  fl ow  in  l ine  ( 9 - 4)  an d  i mp le me nt  in   D - F ACT   m odule  on  the   li ne  as  sho wn  in   Fi gure  12 .   The   li ne  is  l oa ded  to   it s  f ull  rati ng  f or  te sti ng  the   s ys te m   to ensu re  D - F ACT is act ive   and sele ct  li mit  b ase d o n  c urre nt ope rati on m od e .           Figure  12. D - F ACT  desig n pa r amet ers  in  li ne   (4 - 9)       Thr ee - ph ase  f a ult i n  li ne  (8 - 9)   a.   Wh e n  the  Faul t i s clea red : A t hr ee  phase fa ul t i s ap plied in  l ine (8 - 9)  at (   =1  sec. )  an d  the  fau lt  is cle ared   and  the   sy ste m   is  ret urned  to   it s  pr e vious  sta te   at    =1.2 6  sec.   Fig ur e   13  sho ws  a   re du ct i on  in  ro t or  an gle   of  Gen.  #2  be cause   of   us i ng  D - F ACT.   T he   same   te sts   are   im plemente d  for  Ge n.  #3  a nd  give s  t he   sa me   con cl us io n  as  s how n  in  Fig ure  14.    b.   Wh e n  the  Faul t  in  Line  ( 8 - 9)   is  cl eared  by  Op e ning  the  L ine.  Fig ure  15  sh ows  Ge n .  #2   ro to r  a ng le   w hen   fau lt   is  cl ear ed   by  op e ni ng  th e  li ne  at   t_c r= 1.158  sec.  W hi le   Figure  16  s hows   Ge n.  #3  ro t or   a ngle   when   fau lt  is cle are d by ope ning the  li ne  at  t_c r=1. 158  s ec.   c.   Thr ee   phase  F ault  in  Bu s  ( 8).  A nother   ty pe   of  fa ult  is  stu died  w hich  is  t he   fa ult  in  bus   (8).   The   fa ult  is  cl eared   by  rec onnecti on  of  t he  br ea ke rs  of  bu s   (8)  t o  t he  netw ork  with      =1.26  sec.   Fi gure   17   sho ws  a   reducti on in  ro tor  a ngle  of  Ge n.   #2  because   of u si ng D - F A CT. Fig ure  18  sh ows  the s am e test  f or  Ge n.   #3.       0 . 1 0 . 1 5 0 . 2 0 . 2 5 0 . 3 0 . 3 5 0 . 4 0 . 4 5 0 . 5 0 . 7 0 . 7 5 0 . 8 0 . 8 5 0 . 9 0 . 9 5 % L o a d   B u s   I n c r i m e n t a l   L o a d i n g L M P I   I n d i c a t o r V a r i a t i o n   o f   L M P I   I n d i c a t o r   w i t h   L o a d   C h a n g e   f o r   L o a d   B u s e s     B u s   5 B u s   7 B u s 9 Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8 694   In t J   P ow  Ele c  &  D ri   S ys t,   V ol .  11 , N o.   3 ,  Se ptembe r  2020   :    135 0   –   13 59   1358         Figure  13. Ge n.   2 r otor a ng le   wh e n 3 - phase  f ault     Figure  14. Ge n.   3 r otor a ng le   wh e n 3 - phase  f ault             Figure  15. Ge n.2 r oto r  angle  wh e n 3 - phase     Figure  16. Ge n.3 r oto r  angle  wh e n 3 - phase  f ault             Figure  17. Ge n.   2 r otor a ng le   wh e n  3 - phase     Figure  18. Ge n.   3 r otor a ng le   wh e n 3 - phase  f ault at   bu s  8 fa ult at  bus 8       5.   CONCL US I O NS   The o ptimal  lo cat ion  a nd desi gn sett ing s  of  D - F ACTS  for t ran sie nt stabil it y  is  discu ssed . T he desig n    values  of   D - F ACT  are  im ple mented  us i ng   powe r  w or l d  simula to r  softwa re  an d  diff e rent   fau lt s  we re  a pp li ed   in  diff e ren t   pl aces  in   the  net work.  T he   res ults  sho w  a n  e nh a nceme nt  i n  r otor  a ng le   a nd  po wer  fl ow  in  t he   netw ork.   T he  s la ck  bus  in  the   netw ork  is  Ge n.   #1   a nd   was  no t  c on si der e d  becau se  it   do es  no t  af fect   by  th e  changes   in   the   net wor k  due  t o  it s   hi gh  ca pa ci ty,  wh ic h  ma ke  it   sla ck.  T he   ti me  durati on  was   decr eas ed  t o    3  sec onds  as   it   is  imp or ta nt  in  s uch  ty pe  of  dr a wings  with  high  value s  of  r otor  a ng le s   °   to   be   s how n  in     the dra wings.        REFERE NCE S    [1]   Singhal ,   P.,  Aga rwal,   S .   K. ,   &  Kumar ,   N . , "O ptimzation  of   UP FC   Control l er  Par am e te rs  Us ing  Bac t eri a l  Forag i ng  Te chn ique  for   E nhanc ing   Pow er   Sys te m   Stab il ity , "  Int ernati onal   Journal   of   Ad v ance ments   in   Te chnol ogy ,   vo l.   5 ,   no.   2,   2014 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  P ow Elec   & Dri S ys t   IS S N: 20 88 - 8 694       Transient  sta bili ty  en hance me nt in  t he prese nce  of opti m ally …   ( Omar  K amil  Dahh am Al az z awi )   1359   [2]   Dhake d ,   D.  K . ,   &  Lalwani ,   M. ,   "A   Revi ew  Pap er  on  a  D - FA CTS  Control ler  E nhanc ed  Pow er  Flow  Control le r ",   Inte rnational   Jo urnal  of Adv an c es  in Engi n ee rin g  &Tec hno logy ,  vol.   10 ,   no .   1 ,   pp   84 - 92,   2017.   [3]   Rabyi ,   K.,  &   Mahmoudi,  H. , "A nal ysis  and   Imp ac t   of  D - STAT COM ,   Stat i c  Va r  Compe nsa tor,   Fuzzy  Based   SV C   Control le r   on  t he  Stabilit y   of  a  W ind  Farm" ,   Inte rnat ional   J ournal  of  Pow e r  El e ct ronics  a nd  Dr iv e  S ystem s   (IJ PE DS) ,   vol .   8,   no .   2,   pp . 935 - 9 44 ,  2017 .   [4]   S.A.Z egnoun   , M.N.T andjaoui ,   M.Dje bbar ,   C. B ena ch ai ba , and   B . 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