Int ern at i onal  Journ al of  P ower E le ctr on i cs a n Drive  S ystem   (I J PE D S )   Vo l.   11 ,  No.   3 Septem be r 2020 , pp.  1344 ~ 1349   IS S N:  20 88 - 8694 DOI: 10 .11 591/ ij peds . v11.i 3 . pp 1 344 - 1349          1344       Journ al h om e page http: // ij pe ds .i aescore.c om   Simulta neous  p l acement  of F ACTS  d evi ces u si ng c uc k oo  s earc a lgo rithm         Basana goud a Pat il S.   B.   K ar ajgi   Sh ri  Dhar mast hala  M anj un at hes hw a ra C ollege  of Engine e rin a nd Tech nolo gy ,   Ind ia       Art ic le  In f o     ABSTR A CT    Art ic le  history:   Re cei ved   J ul   22 , 2 01 9   Re vised  Oct   9 ,  201 9   Accepte Fe b   19 , 20 20       The   power  sys te d ere gul at io req uire th echange   in  r eact i ve  powe r   com pensa ti on  in   the   power  sys tem.   Th opt im a pla c em en of  F ACTs  (Flexi  ble  AC  tr ansmi s sion  sys te m)   dev ic es   is  ma nd at or to   r ec a lc ul ate  t he  r eact iv e   power  co mpe ns at ion   in   der egulati on   c ase .   Th e   FA CTs  device gene r al ly   used  in   ser ie an shunt   con ec t io ns.  Her the  v arious   facts  d evi c e connect ed  in  seri es  &   shu nt  co mbi na ti on   simul ta n eously.  The   op ti m al  pl a ce m ent  and  sizi ng  of  th de vic es  ar done  in  thi pap er  by   formul a ti ng  th objecti v e   func ti on   with   minimi z at ion   of   co st  of  th g ene r at i o and   mi n im i zing  the  cost   of  Fact d evi c es.   MA LAB  is  use for  writ ing  th e   code.  I EE E   14  bus  sys te is  used  to  her for  te sting   the   s ystem .   Pl ac ing   t he  FA CTs  sepa rat e ly  and   simul ta n eously  a re  studi ed   in   ca s study .   Cu ckoo   sea r ch  al gori th is   used  to  ide nti f y   th solu t ion  to   the opt im i za t ion  probl em .   Ke yw or d s :   Cost M i nimiza ti on   of Facts  Dev ic es   CSA   Op ti mal Pl ace ment  of Facts  Dev ic es   This   is an  open   acc ess arti cl e   un der  the  CC  BY - SA   l ic ense .     Corres pond in Aut h or :   Ba sanago ud a  P at il ,   Re search  Sc hola r ,   Dep a rtme nt  of  Ele ct rical  an Ele ct ro nics  E nginee rin g,       Sh ri  Dhar mast hala  M anj un at hes hw a ra   C ollege  of Engine e rin a nd Tech nolo gy Dh a r wa - 58 0002 Karnata ka , In di a.       Emai l:   patil .b a sana gow da@g mail .co m       1.   INTROD U CTION     The pla ceme nt o f FACT de vices is stu died  b y ma ny p a pe rs.  T he mult ipl e num ber   of d i ff e ren t t ypes   li ke  series   an d shunt facts d e vi ces  are   us e tog et her  as   sho wn  in   [ 1 - 4].   I the  e ntire  li st o facts dev ic es  U PFC   is  on of   t hat  wh ic pr ov i de bo t se ries  and   shu nt  co mb inati on  [4,  5].  The  pa per s   [1 - 5]  deals  w it the   op ti mal   place ment   an siz of  facts   dev ic e s.  Some   li te rat ur es   deal  with   the  i ncr easi ng  the  num ber  of   FA CTS   dev ic es  [6 - 9].  In   ma ny  li te ratur es  t he  place ment  pro blem  so luti on  is  give in  [ 10 - 20].   Thi pa per   dea ls  with   the  op ti mal   pla cement   of  FAC TS  dev ic es   with  c uc koo  se arch  al go rithm   [ 10,   20 - 25] A   matl ab   base cod e   i s   dev el op e f or  placi ng  t he  FAC TS  dev ic es The   dual   FA C TS  de vices  a re   place simula ta neously   us in t hi s   al gorithm.   T he   F ACTS   dev ic es  us ed   her e   a r c ombinati on  of  se ries  a nd  s hunt  de vices.   The   co mb i nation  li ke   SV C - TC SC,  T CSC - UPFC   a nd  S VC - UPFC   are  us e her e   a re  case   stu dies.   The   ob je ct ive  fu ct io is   use with   cost  functi on  of  the   gen e rati on  a nd  c os f unct ion   of  F ACT de vices.   T he   IEE 14  bu sy ste m   is  us e he re     for  te sti ng.        2.   PROBLE M  F ORMUL ATI ON   Bi dd in c os is  consi de red   a the  ther mal  s ys te c os cu r ve  so   t he  bi di ng   c os ca be   represe nted    as [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       Simult an e ous  pl acem e nt o FA CTS devi ces  usi ng  c uck oo se arc h alg or it hm   ( Basana gouda  Patil )   1345   (  ) =   +    +  2   (1)     The  i ncr e ment al  co st ca n be  r epr ese nted  as  be low,      (  ) =   + 2    (2)     Der e gula te d power  sy ste op t imal  p owe fl ow e qu at io is  gi ven   belo w,      :   (  ) = 1   (3)        :    =      (4)      <  <      [ 1 , ]   (5)     Wh e    = 1 >           = 1 =   - no  fea sible sol ution,   Wh e    = 1 =   - eac se ll er is contract ed  am ount is  at it s capacit l ower  li mit .   Wh e    = 1 <     an      = 1 >   , -- non - t rivial  case .     Her e ,   (  )                                                                                                    , ,                                   ,                                                                                       ,                                              Fact s d e vices c os ts    = 0 . 0015  2 0 . 713  + 153 . 75   (6)    = 0 . 0003  2 0 . 3051  + 127 . 38   (7)    = 0 . 0003  2 0 . 2691  + 188 . 2     (8)     Her e                        $                     in  $                      $                       $                                              Con si der i ng th e ab ov e  constr ai nts en ti re  co s t functi on ca n be  represe nted as bel ow [6] .   Ca se I :          =   (  ) = 1 +    +    (9)   Ca se I I:          =   (  ) = 1 +    +    (10)   Ca se I I I:          =   (  ) = 1 +    +    (11)   Her e    +  =  +    (12 )    +  =  +    (13)    +  =  +    (14)       3.   CUCK OO  SE ARCH  A LG O RITH M (CSA   The  c uc koo  bi r la ys   e ggs  i oth e bir nest s.  If  the   host bi rd  rec ognizes   it it   ma dro t he  e ggs o r   it   may  a ba ndon  the  ne st  an f orm  ne ne st.  The   "cuc ko sea rch  al gor it hm is  bu il on  this  c oncep t.  To   simpli fy, th hypothe sis i s r e placed  by th ne w nest ( with  ne a rb it ra ry sol ution s ) of t he numbe r of n od es.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8 694   In t J   P ow  Ele D ri   S ys t,   V ol 11 , N o.   3 Se ptembe 2020   :    13 44     13 49   1346   To  sim plif it ,   de picti on  of  the  res pecti ve   eg in   the  ne st,  an c ra ne  e gg  re pr e s ents  new  so luti on,  t he  goal   is  to  us ne a nd   ima gina ti ve  best  a nswers  (c ucko o)   to  re place  the  worst  res ponse   in  the   nest.  Her e , it i s  assumed  that t her e  is only  on e eg in  the  res pecti ve nest.   Ba sed on t hese  guideli nes , th e  b asi c s te ps   of  cucko sea rch  (CSOA)  ca n b e summariz e d as pse udo - c od e .   Wh e n maki ng  new an swe rs x (t+1) f or, a bout , a  cuc koo i , a   Lev flig ht is  pe rformed        (   + 1 )   =  ( ) +        ( )   (15)     Wh e re  α>   is  the  ste siz e,   wh ic relat es  t t he  ru le rs  of  the  pro ble m.  I mo st   cases,   i is  us e as  α  1.  T ypic al ly,   an   ar bitra ry  st yle  is  M ar ko vs ync t he  ne xt  ra nk  l ocati on  is   in   the   cu rrent  locat i on  (t he   first   word   i the  e qu at io a bove an the  pro ba bili ty  of   t he  conve rsion  (t he   seco nd   te r m ).   P rod uct    means  org an - wise  mul ti plica ti on s.  T his  el eme nt - wi se  product   is  si mil ar  to   t he  PS O,  but   he re   the   le vee   plane   is   more   eff ic ie nt at  fin ding the  searc h area  beca us e it s step dist ance   is t oo lo ng.   The   le vy  plane   basical ly   provi des  a a r bitrar walk w hile  the  a r bitrar ste le ng t is   de r ived   f ro m   the lev y dist rib ution      ~ = , ( 1 < 3 )   (16)     CS A   ca t hu s   be pr olon ged to the  ty pe of  m et a - popula ti on  al gorithm.   T he  algorit hm i giv en  b el ow :   Step - 1: S uppos e that n  host ca nd i dates are  Xxi (i =  1,  2,   .. n a nd ma xim um i te rati on.   Step - 2:  An al yz the  ma xim um  num ber  of  ep oc hs   a nd  s el ect   ho ok  a rb it ra rily  us in ta xonomic  pl anes  t est imat e fit or  cost fu nction ( Fi).   Step - 3: Select   a n est   betwee n n a nd sa ar bitraril y (j).   Step - 4: Test  w hethe Fj is l ower  tha re pla ci ng   with the  n e s olu ti on.   Step - 5: (Pa)  One  of the  w or st  can did at es is  a band on e a nd  new ones  are b uilt . H a ve  t he best  nest or s ol ution   Step - 6:  Gr a de  t he  a nswers  and  f in d o ut the c urre nt.   Step - 7: Co nfi r m this  for  al l e po c hs an d finis h wh e n y ou r ea ch  ma xim um e po c hs.   Step - 8: P rove t he results.       4.   RESU LT S  AND DI SCUS S ION   The  te st   syst em  is  3 - sel le C SA  is  ta ke he re.  As   s how i t he  res ults  th fitness   value   of  CS A   i [28].  As  it   is  e conomic  l oad  disp at c the  l oss  co ns ide rati on  al so  ba sed  on  the   loss  matr ix.  Wh e t he  s ame  3 - sel le sy ste i us e in  the  opti mal  powe f low  t he  c os of  the  ge ner at io reduces.  We   use   the  same  3 - sel le sy ste m a s the  test  sy ste m  and  we  im pleme nt  the f act de vic es w it h i nclusi on of i nv est me nt cost   The   F ACTS   de vices  c onside r ed   he re   are   S V &   TCSC ,   T CSC   &   UP FC   and  SV C   &   U PFC.   S VC  &   UP FC  models  are   ta ke as  r e act ive pow e r mo del and t he TC SC is t ake n as react an ce m od el .   The  obje ct ive  f un ct io disc usse in   eq   ( 9/10 /11)  is  ta ke as   fitness   eq uat ion   with  volt ag li mit   and  powe flo c onstrai nts T he   well - kn own  m et aheurist ic   al gorithm   cal le CSA   al go ri th ms  is   us e f or  te sti ng  the f it nes s fu nc ti on   for wit hout  f act s d e vices.  Th e  r es ults o bt ai ned  a re  disc us se d belo w.     T he  Fig ur s hows  t he  c onve rg e nce  c urve.   It  ca be  see that  S VC  wit UP FC  giv e s   le sser  c os t   com par e to   S VC  &   TCSC   a nd  TCSC   &   U PFC.   The   l o ss   is  minimi ze drast ic al ly  f r om  the   sin gle   F A CTS  dev ic es  t mu l ti ple  facts  dev i ces.  Table  1   shows  t he  co mp a rison  of  the  los cost  an loca ti on of  the  F A CT S   dev ic es T he  F igure  show the  volt age  pro file Here  serie is  the  SV C   &   TCSC se ries  is  the  TCSC   &   UP FC   an se r ie is   S VC  &   U PFC.   Th e   volt age   pro file are   nea rly   equ al .   Fi gure  s hows   the   powe gen e rated   from   the   ge ne rato after  placeme nt   of  SV C   &   T CSC TCSC   &   U PFC  an SVC   &   U PFC.   H ere  t he   sla ck  bus  pow er  gen e rati on  i ncr ease c orre sp on d in t t he   cases  a ppli ed.  From   Ta ble  1   it   is  e vid e nt   that  minimu c os is  achieve w he the  UP FC  a lon is  placed.   But  minim um  loss  is  achie ve w he co m bi nin g   the  TCSC   with   UPFC But  S VC  &   UPFC   r edu ce loss   as  well   as  co st  co mp a red  to  oth e S VC  &   TCS and   TCSC   &   UP F C.   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       Simult an e ous  pl acem e nt o FA CTS devi ces  usi ng  c uck oo se arc h alg or it hm   ( Basana gouda  Patil )   1347       Fig ure   1 .  C onve rg e nce c urve       Table  1 . C onve ntion al   meth od       Locatio n   Size   Total Co st in  $   Los s in  M W   NO FAC TS   -   -   8 0 5 4 .4   7 .66 9 9   SVC   13   2 6 .74 3 2  M VAR   7 9 1 4 .5   1 .63 3 3   TCSC   6  to 1 1   1  pu   8 1 1 4 .8   5 .77 9 8   UPFC   13   2 8 .28 1 9  MVAR   7 9 0 7 .5   3 .05 9 5       Table  2.   C onve ntion al   meth od       Locatio n   Size   Total Co st in  $   Los s in  M W   NO FAC TS   -   -   8 0 5 4 .4   7 .66 9 9   SVC& TCSC   1 3 +(13 to 1 4 )   2 8 .97 9 0 ,0.3 9 7 3   8 0 7 6 .9   1 .26 5 8   TCSC& UPFC   1 3 7  to 9   2 0 .15 7 7 0 .31 3 9   8051   0 .29 4 1   SVC& UPFC   1 0 ,13   2 2 .14 ,18 .4 M VAR   7991   0 .36 6 2           Fig ure   2 .   V oltage  prof il e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8 694   In t J   P ow  Ele D ri   S ys t,   V ol 11 , N o.   3 Se ptembe 2020   :    13 44     13 49   1348       Fig ure   3 .   Ge ne rated  powe in   MW       5.   CONCL US I O N   The  c ombinati on  of  S VC  &   TCSC TCSC   &   U PFC  a nd  S VC  &   UP FC a re  place by  m inimi zi ng   t he  cost  of  inv e stment  an the  cost  of  ge ner a ti on   at   ti me.  The   cuc koo  s earch  al gorith is  us ed  he r as  the   so luti on  te ch ni qu e A nd  the  I EEE  14  bus  w hich  is  al s kn own  as  3 - sel le de re gu la te s ys te is  c on si der e her e  for t est ing t he per forma nc es. T he  c omp ariso is  pro vid ed  in  t he resul ts an d discussi on secti on.       REF ERE NCE   [1]   S.  Gerbe x,   R.   C her kaoui,  and   A.   J.  Germ ond ,   " Optim a pl acem en of  mu lt i - type   F ACTS  devi ce i power  sys tem   by  means of  g en et i a lgori th ms,"   IEEE  Tr ans.  Po wer  Syst . ,   vo l. 1 6,   no .   3 ,   pp .   537 - 544,   Aug   2001 .   [2]   M.  Santiago - Lu na  and   J.   R.   C ed eno - Maldona do ,   " Optim a p lace me nt   of  FA CTS   cont ro llers  in   p ower  sy stem v i evol uti on   stra te g ie s,"   in   Proc .   20 06  IEEE  Tr ans. and Dist.   Con f.  Ex po.   (TD 200 6) ,   Aug 15 - 18 ,   2 006,   pp .   1 6.   [3]   Z.  Lu,  M.   S.   L i,   W.  J.   T ang,  and  Q.   H.   Wu ,   " Optim a location  of  FA CTS  d evi c es  by   a   bacte ri al  sw arm ing   al gorit h for   re ac t ive   pow er  p lanning, "   in   Proc .   ’07  I EE E   E volutionary  Compu ti ng ,   Sep  25 - 28 ,   2007,   pp.   2344 - 2349.     [4]   Q.  H.   Wu ,   Z.  Lu ,   M.   S.   Li,  and   T.  Y.  Ji ,   " Opt imal  p lace m ent  of  FA CTS  devi ce s   by  a   group  se arch  opt i mi z er   with   mul ti p le pr oducer,"   in   Proc .   2007   IEEE Evol u ti on ary  Computing  ( CEC  2008) ,   Jun  1 - 6,   2008 ,   pp .   1 033 - 1039.   [5]   P.  Bhasaput r an W.  Ongs akul ,   " Optim al  place me nt   of  mu lt i - ty pe  FA CTS  de vi c es  by  hybrid   TS/ SA   appr oac h , "   i n   Proc.   2003   IE E Circu it s and   S yste ms   (ISCAS’ 0 3) ,   May   25 - 28,   2 003,   vol .   3 ,   pp .   3 75 - 378.     [6]   S.  Gerbe x,   R.   C her kaoui,  and   A.  J.  Ger mond,   " Optim al  place m ent   of  FA CTS  d evi c es  to   enh an ce   power   sys tem  sec urit y , "   in   Pro c.   2003   IE EE P o wer  Tech  Con f . ,   Jun 23 - 26,   2003 ,   vol. 3, pp. 1 6.   [7]   S.  Rahi m za d eh,   M.  Ta vako li   B i na,   and   A.  Viki ,   " Simul ta n eous  appl i ca t ion  of  m ult i - typ FA CT devi ce to   the  restr uct ur ed  environment :   Ach ie v ing  bo th   opt im a l   numbe r   and  lo c at ion , "   IET   Gen er.   Tr ansm .   Dist rib . ,   vol.  4 ,   no .   3,   pp .   349 - 362 ,   Sep   2009.     [8]   S.  Gerbe x,   R.   C her kaoui ,   and   A.   J.  Germ ond ,   " Optim a pl acem en of  mu lt i - type   F ACTS  devi ce i power  sys tem   by  means of  g en et i a lgori th ms,"   IEEE  Tr ans.  Po wer  Syst . ,   vo l. 1 6,   no .   3 ,   pp .   537 - 544,   Aug   2001 .   [9]   L.  J.   Ca i,  I .   Erli ch,  and   G.   St amtsis,  " Opti mal  c hoic e   and   allocation   of   FA CTS  devi c es  in  d ere g ula t ed  elec tr icity   ma rke using   GA , "   in  Proc. 200 IEEE Power S yst.   Con f. E xpo . ,   Oct  10 - 13 ,   2004 ,   vol .   1 ,   pp .   201 207.     [10]   R. 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In t J  P ow Elec   & Dri S ys t   IS S N: 20 88 - 8 694       Simult an e ous  pl acem e nt o FA CTS devi ces  usi ng  c uck oo se arc h alg or it hm   ( Basana gouda  Patil )   1349   [17]   Acha rya ,   N   and   Mithul anatha n ,   N ,   " Lo ca t ing   Se rie FA CTS  d ev ic es   for   Congest ion  Man age m en in  D ere gul ated  El e ct ri ci ty   Mark et s,"   El e ct ric   Po wer  Syste ms   Re s earc h ,   vo l.   77,   n o.   3 - 4 ,   pp .   352 - 3 60,   Mar   2007.     [18]   Brosda,   J   and   H andsc hin.   E ,   " Congesti on  M ana g em en Me thods  with  Spe ci a l   Considera t ion  of   FA CTS - Devic es, "   IEE E   Powe r   Tec h2001  Porto ,   vol .   1 ,   10 - 13 ,   Sep   2 001.   [19]   A.A.  Atham n eh  and  W .   J.  Le e ,   " Bene fi ts  of  FA CTS  devi c es  for  p ower  exc h ange   a mong  Jordania n   Inte rc onn ec t ion  with  oth er  Cou nt rie s,"   Powe r E n gine ering   Societ Gene ral   Me et i ng ,   Jun   2006 .     [20]   S.N.  Singh  and  A.  K.  David,   " A   new  appr oac f or  pla c em en of  FA CTS   devi ce in  open  power  ma rke ts,"   IEEE  Powe r E ng ine eri ng  Revie w ,   vo l.  21,   no .   9 ,   pp .   58 - 60 ,   Sept   2001 .   [21]   M.  Mare l and  B.   Twa la,  " An  ada pt ive   Cu cko sea rch   a lgori t hm  for  op ti m isat ion , App li ed   Computing  and   Informatic s ,   vo l.   14,   no.   2,   pp.   10 7 - 115,   2018 .   [22]   Gandomi ,   A.H . ,   Yang,  X,   and   Al avi ,   A.H ,   " Cu ck oo  sea r ch   a lgori t hm:  a   m et ah eur i stic  appr o ac h   to   solve  st ru ct ur al  opti mization  pro ble ms,"   Engi n eer ing  wit h   Computers ,   vol .   29 ,   201 3 .   [23]   Kave A,   " Cuc koo  Sear ch   Opt im izati on .   In:  Advanc es  in   M et ah eur isti Alg orit hms  for   Opt im al  Desi gn  of   Struct ure s,"   Spri nger,   Cham 201 7.   [24]   S.  Sale si   and  G .   Cosma ,   "A   no vel   extende d   bi nar cuc k oo   se arc h   al gor it hm   for  fe at ure   sel e ct ion , 2017   2n d   Inte rnational   Co nfe renc on   Kno wle dge   Engi n ee r ing  and  Appl i cations (ICKE A) ,   L ondon pp .   6 - 12 ,   2017 .   [25]   Aziz ah   Binti  Mohama d,   Azl anMohd  Zain,   and   Nor  Erne  Naz ir B azin ,   " Cuckoo  Se ar ch  Algori thm  f or  Optim izat io Pr oble ms Li t e rat u re   Rev ie w   a nd  it s   Appli ca t io ns,"   Applied   Art i fi ci a Intelli g ence vol.  28 ,   no .   5,   pp.   419 - 448 20 14 .       BIOGR AP H I ES   OF  A UTH ORS      MrBasana gouda   Patil   Recei v ed   th M .   Tech  i PES   fro B E Bag al kot   Kar nat ak ai n   ye ar   2010. At  Presen He  is  Purs uing  Ph.  (P ower  Sys te m)  fromSDM CET   Dharwad   Li fe   Member  of   Indi an   Soci et y   for   Techni ca l   Educ a ti on   (IST E),  His  Rese arch  Int ere st   in   Pow er  sys te m .                     Dr  S.   B.   Kar aj gi   Recei ved   the  M . E   in   R EC  Wa r a ngal  1987,   &   Ph.  D   from   NITK   Surathka l   in   2014.   Present l He  is   W orking  asva   Profess or  in   Depa rt me nt   of  E EE   SD MCET  Dharwad   Karna t aka .   HIS   Rese ar ch  Area   in te r est in  Pow er  Sys t em   Opera ti on  &   Distribut ion  Gene rat ion, L if e   Membe r   of  Ind i an  Soci et y   Tech nic a Edu cation (ISTE ).                 Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.