I nte rna t io na l J o urna l o f   Ro bo t ics a nd   Aut o m a t io n ( I J R A)   Vo l. 8 ,   No . 2 J u n e   201 9 ,   p p .   77 ~ 88   I SS N:  2089 - 4 8 5 6 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 / i j r a . v 8 i 2 . p p 7 7 - 88     77       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ia e s co r e. co m/jo u r n a ls /in d ex . p h p / I JR A   O pti m a T CSC   pl a ce m en for con g estio m a na g e m e nt  in  deregu la ted  po w er sy ste m s usin g  a ntlion o pti m i z a t io n alg o rith m       M a j id  M o a zz a m i 1 H o s s ein S ha hin za deh 2 G ev o rk   B .   G ha re hp et ia n 3 ,   Abo lf a zl  Sh a f iei 4   1 S m a rt  M icro g rid   Re se a rc h   Ce n ter,  Na jaf a b a d   Bra n c h ,   Isla m ic  A z a d   Un iv e rsity ,   Na ja f a b a d ,   Ira n   4 De p a rtme n o f   El e c tri c a En g in e e rin g ,   Na jaf a b a d   Bra n c h ,   Isla m ic  A z a d   Un iv e rsit y ,   Na ja f a b a d ,   Ira n   2 , 3 De p a rtm e n o f   El e c tri c a En g in e e rin g ,   Am ir k a b ir  Un iv e rsit y   o f   Tec h n o l o g y   ( T e h ra n   P o ly te c h n ic),  T e h ra n ,   Ira n       Art icle  I nfo     AB ST RAC T     A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   J an   2 9 ,   2 0 1 9   R ev i s ed   A p r   2 ,   2 0 1 9   A cc ep ted   A p r   1 6 ,   2 0 1 9       Co n g e stio n   m a n a g e m e n is  o n e   o f   th e   i m p o rtan issu e in   th e   d e re g u late d   p o w e s y ste m s.  T h e re   a re   se v e ra l   m e th o d to   e li m in a te  c o n g e stio n .   Util izin g   F A C T S   d e v ic e is   a n   a p p ro p riate   o p ti o n   f o larg e - s c a le   a n d   q u ick   c o n tro o f lo ws   o f   tran s m issio n   li n e s.  F A C T S   d e v ice su c h   a T h y risto Co n tr o ll e d   S e ries   Ca p a c it o (T CS C)  c a n   h e lp   to   m it ig a te  th e   tran sm it ti n g   f lo w   o f   p o w e r   in   th e   c o n g e ste d   li n e s,  w h ich   le a d to   a n   in c re a se   in   th e   n e t w o rk   lo a d in g   a b il it y   a we ll   a re d u c ti o n   o f   b o th   l o ss e a n d   p r o d u c ti o n   c o sts.  Du e   to   th e   c o n sid e ra b ly   h ig h   p rice   o F A CTS   d e v ice s,  it   is   i m p o rtan to   d e term in e   th e ir   o p ti m u m   lo c a ti o n   o n   t h e   n e tw o rk .   A c c o rd in g ly ,   in   th is  p a p e r,   th e   A n tl io n   o p ti m iza ti o n   a lg o ri th m   (AL O)  h a b e e n   e m p lo y e d   to   c o n d u c t   a   c o n g e stio n   m a n a g e m e n a n a l y sis  to   d e ter m in e   th e   o p ti m a lo c a ti o n   f o th e   in st a ll a ti o n   o f   T CS C,   w h ich   is  sim u late d   o n   a n   IEE 1 4 - b u tes sy ste m   su b jec to   sa ti sfy   th e   c o n stra i n ts  o f   th e   m a rk e e n v i ro n m e n t.   K ey w o r d s :   An tlio n   o p ti m izatio n     C o n g esti o n   m a n a g e m e n t   F A C T S d ev ices   Op ti m al  p lace m en   T C SC   Co p y rig h ©   2 0 1 9   In stit u te o A d v a n c e d   E n g i n e e rin g   a n d   S c ien c e   Al rig h ts  re se rv e d .   C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Ma j id   Mo az za m i,    Dep ar t m en t o f   E lectr ical  E n g i n ee r in g ,   I s la m ic  A za d   U n iv er s it y   o f     N aj af ab ad ,     Dan es h g ah   B l v d ,   Naj af ab ad ,   I s f a h a n ,   P o s t c o d e:  8 5 1 4 1 4 3 1 3 1 ,   I r an .     E m ail:  m _ m o az za m i @ p el. iau n . ac . ir       1.   I NT RO D UCT I O N     I n   r ec en d ec ad es,  an   im p o r ta n s tr u c tu r al  r ef o r m   h as  b ee n   m ad in   m a n y   p o w er   s y s te m s ,   w h ich   h a s   ch an g ed   t h p o w er   in d u s tr y   f r o m   a   tr ad itio n al  s tr u ct u r t o   r estru ct u r ed   m o d er n   o n e.   T h is   f u n d a m e n ta l   ch an g i n   s tr u ct u r an d   o p er atio n al  r u le s   h av b ec o m e   p er v a s iv v er y   s o o n   t h r o u g h o u t h w o r ld .   T h f o r m er   is   ca lled   r estr u ct u r in g   o f   p o w er   s y s te m s ,   a n d   th e   latter   i s   c alled   d er eg u latio n .   I n   th i s   r e g ar d ,   th g e n e r atio n ,   tr an s m is s io n ,   d i s tr ib u tio n   s e g m en ts   a n d   en er g y   s er v ice s   wer s ep ar ated   f r o m   ea ch   o t h e r   in   t h f ir s s tep .   T h en   th g e n er atio n   a n d   d is tr ib u tio n   s ec to r s   w er d iv id ed   in to   s ev er al  i n d ep en d en co m p an ies  w h ich   m a y   h av g o v er n m e n tal  o r   n o n - g o v er n m e n tal  o w n er s h ip s   o r   m a y   b p r iv ate  eq u ities .   Su b s eq u e n tl y ,   ea ch   o n o f   t h e   g en er ati n g   a n d   d is tr ib u tio n   c o m p a n ies  w a s   allo w ed   to   co m p e te  w ith   o th er   co m p a n ies  i n   th w h o l esale  elec tr icit y   m ar k et  to   ex ch an g elec tr ical  en er g y   as  a   s eller   o r   b u y er .   T h er ef o r e,   th i n cr ea s i n   co m p e titi v en e s s   o f   elec tr icit y   c o m m er ce   h as  ca u s ed   t h f a ir   p r ice  o f   elec tr icit y   w h ic h   is   d eter m in ed   b ased   o n   th s u p p l y   a n d   d e m an d   tr ad e - o f f   m ec h a n i s m   w h ic h   p r o v id es  b o th   s id es  o f   th e   tr ad w it h   t h lev el  o f   s at is f a ctio n .   T h r ed u ctio n   o f   g en er atio n   co s ts ,   t h i m p r o v e m e n in   an c illar y   s er v ice s   q u alit y ,   a n d   i m p r o v e m e n i n   d em a n d - s id s ati s f ac tio n   ar o th er   b en ef i ts   o f   r estr u ct u r in g   in   p o w er   i n d u s tr y .   T h tr an s m is s io n   n et w o r k   i s   m aj o r   o b s tacle   f o r   th d er eg u la tio n   o f   th e   p o w er   s y s te m s   b ec a u s o f   t w o   r ea s o n s .   T h f ir s r ea s o n   is   r e s p ec to   th tech n ical  i s s u es,  wh ich   i m p lie s   t h at  it  is   n o p o s s ib le  to   s ep ar ate  th tr an s m is s io n   n et w o r k   li k g en er atio n   o r   d is tr ib u tio n   s ec to r s   to   m a k it  co m p et iti v e.   I n   ad d itio n ,   th r eq u i s ite   o f   t h e x is te n ce   o f   a   p r o p er   c o m p eti tio n   b et w ee n   p o w er   p r o v id er s   i n   s u p p l y i n g   elec tr ici t y   i s   t h f air   a n d   n o co n tr o lled   in ter co n n ec tio n s   a cr o s s   th p o w er   g r id   [ 1 - 2 ] .   A lt h o u g h   t h co n ce p o f   tr a n s m i s s io n   n et w o r k   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
              I SS N : 2 0 8 9 - 4856   I n J   R o b   &   A u to m Vo l.  8 ,   No .   2 J u n 2 0 1 9   :   77     88   78   co n g es tio n   alr ea d y   ex i s ts   in   tr ad itio n al  p o w er   s y s te m s ,   th ter m   c o n g esti o n ”  h as  b ee n   r aised   as  th d er eg u latio n   o f   t h elec tr icit y   in d u s tr y   h as  b ee n   s tar ted .   T h m ea n in g   o f   co n g es tio n   i s   th u s o f   tr a n s m i s s io n   n et w o r k   b e y o n d   th p er m i s s ib le  o p er atin g   r an g e.   T h co n g esti o n   o f   tr an s m i s s io n   lin e s   ca n   p r ev en s u p p lier s   f r o m   m a k i n g   a   n e w   co n tr ac t ,   an d   ca u s t h i m p o s s ib ili t y   o f   e x ec u t io n   o f   ex is ti n g   co n tr ac ts ,   a s   w ell   as   cu r tail m en ts ,   m o n o p o ly   o f   p r ices  in   s o m ar ea s ,   d a m a g e   to   elec tr ical  eq u ip m e n i n   th s y s te m   d u to   u n p la n n ed   lo ad   s h ed d i n g ,   p r ice  s p ik e,   in cr ea s i n   t h p r ice  o f   elec tr ical  en er g y   i n   s o m lo c atio n s ,   etc.   [ 3 - 4 ] .   T h er ar m an y   w a y s   to   r ed u c tr an s m is s io n   co n g es tio n .   T h u tili za tio n   o f   F AC T d ev ice s   is   o n o f   th m o s e f f ec ti v w a y s .   Uti lizin g   F AC T d ev ices  f o r   c o n g es tio n   m a n ag e m e n p u r p o s es  is   v er y   u s ef u l   b ec au s t h li m itatio n   o n   o p ti m u m   p o w er   f lo w   d u to   th p o w er   tr a n s m is s io n   co n s tr ai n i s   b asicall y   r e m o v ab le  b y   t h p o w er   f lo w   co n tr o l.  T C SC   is   o n o f   t h m o s u til ized   k i n d s   o f   th F A C T d ev ices  th at  ca n   b u s ed   to   ab s o r b   o r   g en er ate  r ea ctiv p o w er .   T C SC   ca n   c o n tr o th tr an s m is s io n   p o w er   o f   th lin th r o u g h   af f ec tin g   o n   t h i m p ed a n ce   o f   th tar g et  li n e.   An   ad v a n ta g e   o f   u s i n g   th i s   eq u ip m e n is   its   q u ick   in s tallatio n   co m p ar ed   to   th co n s tr u ctio n   o f   n e w   tr an s m i s s io n   li n e.   T h er ef o r e,   th u tili za tio n   o f   th e s d ev ices  to   eli m i n ate  o r   r ed u ce   co n g es tio n   in   t h s h o r t te r m   is   j u s ti f iab l an d   s en s ib le.     I n   r ec en y ea r s ,   t h d eter m i n atio n   o f   t h s ize  a n d   th o p ti m al  lo ca tio n   o f   t h ese  d ev i ce s   in   t h e   n et w o r k s   h av e   d r a w n   p ar tic u lar   atte n tio n   to   t h is   s u b j ec as  an   o p ti m i za tio n   p r o b le m .   Va r io u s   m et h o d s   h a v e   b ee n   p r o p o s ed   f o r   f in d i n g   t h o p tim a l size   an d   lo ca tio n   o f   T C S C   r eg ar d   to   it s   g en er atio n   c ap ac it y ,   lo s s e s ,   a n d   co s ts ,   an d   v ar io u s   ar ticles  h a v b ee n   p u b lis h ed   in   th is   co n tex t.  I n   [ 5 ] ,   s en s itiv i t y   a n al y s i s   o f   th ac ti v p o w er   f lo w   p er f o r m an ce   i n d ex   ( P I   in d ex )   h as  b ee n   u s ed   f o r   T C SC   an d   T C P A R   o p ti m al  l o ca tin g .   A cc o r d in g   to   th i s   m et h o d ,   T C SC   s h o u ld   b in s talled   i n   a   li n t h at   h a s   th m o s t   n eg ati v e   s e n s it iv i t y   f ac to r ,   an d   T C P AR   s h o u ld   b in s talled   in   lin t h at  h as  t h la r g es v al u o f   s e n s it iv i t y   f ac to r   s o   th at  th in s t allatio n   o f   F AC T S   d ev ices  i n   th tar g et  li n m u s p r o v id th lo w e s co s an d   eli m i n ate  t h co n g e s tio n .   I n   [ 6 ] ,   an   ap p r o ac h   is   in tr o d u ce d   to   f in d   t h o p ti m al   lo ca tio n   o f   T C SC   s u b j ec to   r ed u ce   th co n g e s tio n   co s ( C C )   in   co m p etiti v e   elec tr icit y   m ar k e co n s id er i n g   s h ad o w   p r ices.  I n   t h is   p ap er ,   th p er f o r m a n ce   i n d ex   f o r   T C S C   p lace m e n i s   a   co m b i n atio n   o f   li n es p o w er   s en s it iv i t y   f ac to r   an d   s h ad o w   p r ices.  I n   [ 7 ] ,   t w o   o p tio n s   o f   lo ad   s h ed d in g   an d   u tili zi n g   T C S C   h av b ee n   e v al u ated   to   m an a g co n g es tio n   i n   b ilater al  b ased   p o w er   m ar k e t.   I n   [ 8 ] ,   th e f f ec t s   o f   t h T C SC   o n   t h co n g e s tio n   an d   p r ices  i n   a n   elec tr icit y   m ar k et   in cl u d in g   b ilater al  co n tr ac ts   ar in v est ig ated   an d   L MP - b ased   ap p r o a ch   is   u s ed .   I n   [ 9 ] ,   s tu d y   o n   t h o p ti m al  lo ca tio n   o f   th T C S C   f o r   co n g esti o n   m a n a g e m en in   a n   elec tr i cit y   m ar k et  b ased   o n   s en s it iv it y   an a l y s is   a n d   co n s id er in g   t w o   g o als  o f   r ed u cin g   t h to tal  r ea cti v lo s s e s   o f   th s y s te m   an d   r ed u ci n g   t h e   ac tiv p o w er   f lo w   p er f o r m a n ce   i n d ex   ( P I   in d ex )   h as  b ee n   co n d u cted .   I n   [ 1 0 ] ,   t h au t h o r s   h a v p r o p o s ed   n ew   m et h o d   b ased   o n   th to tal   F AC T an n u al  i n co m a n d   co s t   p er tain i n g   to   T C S C   s u b j ec to   d eter m i n i ts   o p ti m al  lo ca tio n   i n   o r d er   to   m a n a g co n g e s tio n   i n   th e   r estr u ctu r ed   elec tr icit y   m ar k ets.  I n   [ 1 1 ] ,   T C SC   i s   u ti liz ed   in   th e   elec tr icit y   m ar k et  to   i m p r o v t h ab ilit y   o f   th s y s te m   to   tr an s m it  m o r p o w er .   I n   th i s   p ap er ,   th s e n s it iv i t y   a n al y s i s   is   u s ed   f o r   T C SC   p lace m e n t.  I n   [ 1 2 ] ,   m u lt i - o b j ec tiv p ar tic le  s w ar m   o p ti m izat io n   al g o r ith m   ( MO P SO)   an d   s eq u en tial  q u ad r atic  p r o g r a m m i n g   ( SQP )   h a v b ee n   e m p lo y ed   w i th   r e g ar d   to   th v o ltag s tab ilit y   i n d ex   i n   o p tim a l lo ca tin g   o f   F AC T S d ev ices  f o r   co n g e s tio n   m an a g e m en t.   I n   [ 1 3 ] ,   n e w   m et h o d   f o r   th T C SC   lo ca ti n g   is   p r ese n ted   in   o r d er   to   ab s o r b   th m a x i m u m   tr a n s m ittab le  p o w er   b y   th e   lo ad s   th r o u g h   t h n et w o r k s   b r an ch e s .   I n   [ 1 4 ] ,   th au t h o r s   h av f o cu s ed   o n   t h e   tr an s m is s io n   co s an d   i m p r o v i n g   i b y   i n s ta llin g   t h T C SC .   I n   [ 1 5 - 1 6 ] ,   an   o p ti m izatio n   m e th o d   is   p r o p o s ed   to   f i n d   th b est  lo ca tio n   to   in s t all  T C SC   r eg ar d   to   m a x i m izi n g   t h lo ad ab ilit y   o f   t h Ma l a y s ia n   d is tr ib u tio n   n et w o r k   b ased   o n   ev o lu tio n a r y   o p ti m izatio n   tec h n iq u e.   B esid es,  th in cr ea s i n   th n e t w o r k   lo ad in g   w it h   r esp ec to   th e   i m p licatio n s   o f   i n s talli n g   s er ies  o f   ca p a cito r s   is   in v es tig a ted   u s i n g   t h e   p ar ticle  s w ar m   alg o r ith m   b ased   o n   b ir d s   f lo c k   b eh a v io r .   I n   [ 1 7 ] ,   th p ar ticle  s w ar m   o p ti m izatio n   al g o r ith m   ( P SO)   h a s   b ee n   u s ed   to   f i n d   t h o p ti m al  v al u e   an d   t h o p ti m al  lo ca tio n   o f   T C S C   a n d   SV C   i n   o r d er   to   i n cr ea s t h r eliab ilit y   o f   t h s y s te m .   I n   [ 1 8 ] ,   th a u th o r s   h av e   u s ed   t h b ac ter ial  f o r ag i n g   al g o r ith m   to   o p ti m iz F AC T d ev ices.   I n   r ec en y ea r s ,   n e w   e v o lu tio n ar y   al g o r it h m s   s u ch   a s   b at  alg o r ith m   ( B A )   [ 1 9 ] ,   g lo ww o r m   s w ar m   o p ti m izatio n   alg o r ith m   ( GS O)   [ 2 0 ] ,   g r av it y   s ea r ch   al g o r ith m   ( GS A )   [ 2 1 ] ,   g r a y   w o l f   al g o r ith m   ( GW O)   [ 2 2 ] ,   Sh u f f led   f r o g   leap in g   a lg o r it h m   ( SF L A )   [ 2 3 ] ,   b io g eo g r ap h y - b a s ed   o p ti m izatio n   ( B B O)   alg o r ith m   [ 2 4 ] ,   an d   b ig   b a n g - b ig   cr u n c h   ( B B B C )   o p tim izatio n   alg o r ith m   [ 2 5 ]   h av b ee n   w id el y   u s ed   to   s o lv o p ti m izat io n   p r o b lem s   i n   p o w er   s y s te m   o p er a tio n   an d   m ar k et  an al y s is .   I n   t h p r ese n ar tic l e,   n e w   m et h o d   is   p r o p o s ed   w h ic h   i s   o b tain ed   b y   m er g i n g   th e   AL al g o r it h m   an d   o p ti m al  p o w er   f lo w ,   an d   th is   ap p r o ac h   i s   e m p l o y ed   to   d eter m in e   th o p ti m al  T C SC   lo ca tio n .   T h s i m u la tio n   is   e x ec u ted   o n   I E E E   1 4 - bu s   test   s y s te m   s h o w s   ab ilit y   a n d   ef f ec tiv e n e s s   o f   t h p r o p o s ed   ap p r o ac h .             Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n J   R o b   &   A u to m   I SS N:  2089 - 4856       Op tima l tc s p la ce men t fo r   co n g esti o n   ma n a g eme n t in   d ereg u la ted   p o w er sys tem s   …  ( Ma jid   Mo a z z a mi )   79   2.   M O DE L I N G   AN F O RM U L AT I O O F   T CS I O P T I M AL   L O AD  F L O E Q U AT I O N S   2 . 1 .     St a t ic  m o delin g   o f   T CS C   Fig u r e   1   s h o w s   th e   π   m o d el  o f   tr an s m i s s io n   li n t h at   is   in s talled   b et w ee n   t h b u s   i   an d   th b u s   j Ass u m t h at  t h co m p lex   v o ltag at   t h i th   b u s   a n d   j th   b u s   ar d ef i n ed   as   ii V an d   jj V   r esp ec t iv el y .   T h ac tiv an d   r ea ctiv p o w er   tr an s m is s io n   f r o m   b u s   i   to   j   is   r ep r esen ted   in   ( 1 )   an d   ( 2 ) :     2 c o s s i n i j i i j i j i j i j i j i j P V G V V G B    ( 1 )     2 ( ) s i n c o s i j i i j s h i j i j i j i j i j Q V B B VV G B    ( 2 )     Si m i lar l y ,   t h ac tiv a n d   r ea cti v p o w er   tr an s m is s io n   f r o m   b u s   j   to   i   b u s   i s   s h o w n   as ( 3 )   an d   ( 4 ) :     2 c o s s i n j i j i j i j i j i j i j i j P V G V V G B    ( 3 )     2 ( ) s i n c o s j i j i j s h i j i j i j i j i j Q V B B V V G B    ( 4 )     T h tr an s m is s io n   li n m o d el  w it h   i n co r p o r atin g   a   T C SC   t h at  is   lo ca ted   b et w ee n   th b u s e s   i   an d   j   is   d ep icted   in   Fi g u r e   2 .   I n   t h s t ea d y   s tate,   T C S C   is   co n te m p l ated   as  s tat ic  r ea ctan ce   w i t h   t h v a lu o f   - jx c T h ac tiv a n d   r ea ctiv e   p o w e r   tr an s m is s io n   f r o m   t h i th   b u s   to   t h j th   b u s   ( an d   al s o   co n t r ar i w is e)   r e g ar d   to   p r esen t o f   T C S C   is   m o d elled   as ( 5 )   to   ( 8 ) :     2 ' ' ' c o s s i n C i j i i j i j i j i j i j i j P V G V V G B    ( 5 )     2 ' ' ' ( ) s i n c o s C i j i i j s h i j i j i j i j i j Q V B B V V G B    ( 6 )     2 ' ' ' c o s s i n C i j j i j i j i j i j i j i j P V G V V G B    ( 7 )     2 ' ' ' ( ) s i n c o s C i j i i j s h i j i j i j i j i j Q V B B V V G B    ( 8 )       B u s - i B u s - j Y     = G     +   j B i j i j i j j B s h j B s h   B u s - i B u s - j i j i j i j j B s h j B s h Z     =   R     +   j X - j X c   Fig u r 1 .   T h tr an s m i s s io n   lin m o d el   Fig u r 2 .   T h tr an s m i s s io n   lin m o d el  w it h   p r esen ce   o f   T C SC       W h er G ij   a n d   B ij   ar e   (9 - 10) :     2 '2 i j i j i j i j C G r r x x   ( 9 )     2 '2 i j i j C i j i j C B x x r x x   ( 1 0 )     T h v ar iatio n   o f   th l in e s   f l o w   d u to   s er ies  ca p ac ita n ce   ca n   b r ep r esen ted   as  li n e   w i th o u a   s er ies  ca p ac itan ce   w it h   f lo w i n g   p o w er   at  th i n j ec tin g   a n d   r ec eiv in g   ter m i n a ls   o f   th lin e,   as  s h o w n   i n     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
              I SS N : 2 0 8 9 - 4856   I n J   R o b   &   A u to m Vo l.  8 ,   No .   2 J u n 2 0 1 9   :   77     88   80   Fig u r e   3 .   T h in j ec ted   ac tiv an d   r ea ctiv p o w er   to   th b u s   i   ( P i C Q i C   ( an d   to   th j th   b u s   ( P j C Q j C )   ca n   b o b tain ed   b y   ( 1 1 )   to   ( 1 4 )   [ 2 6 - 2 8 ] :     2 c o s s i n C i i i j i j i j i j i j i j P V G V V G B    ( 1 1 )     2 c o s s i n C j j i j i j i j i j i j i j P V G V V G B    ( 1 2 )     2 c o s s i n C i i i j i j i j i j i j i j Q V B V V G B    (1 3 )     2 s i n c o s C j j i j i j i j i j i j i j Q V B V V G B    (1 4 )     W h er G ij   an d   B ij   ar e   ( 1 5 - 1 6 ) :     2 2 2 2 2 i j C i j C i j i j i j i j i j C G x r x x r x r x x   ( 1 5 )     2 2 2 2 2 2 i j C i j i j C i j i j i j i j i j C B x r x x r r x r x x   ( 1 6 )       B u s - i B u s - j i j i j i j Z     =   R     +   j X S i c S j c     Fig u r 3 .   T C SC   in j ec tio n   m o d el       2 . 2 .     O ptim a l lo a d f lo w   equa t io ns   T h o b j ec tiv f u n ct io n   m a y   c o n tain   ec o n o m ic,   s ec u r it y   o r   en v ir o n m e n tal  asp ec t s   o f   p o w er   s y s te m s   th at  m u s t b s o l v ed   b y   p r o p e r   o p tim iza tio n   al g o r ith m .   I n   r e ce n y ea r s ,   r eg ar d   to   th r aisi n g   o f   t h co n ce p t o f   r estru ct u r in g   an d   d er eg u latio n   in   t h elec tr ici t y   i n d u s tr y ,   th o b j ec tiv f u n ctio n   is   m o s tl y   d e f i n ed   as  th e   m i n i m izatio n   o f   th g e n er at i o n   co s ( ec o n o m ic  asp ec ts   o f   th s y s te m )   as  w el as  m a x i m izatio n   o f   th e   r eliab ilit y   o f   t h s y s te m   ( s ec u r it y   o f   t h s y s te m ) .     1 F ( x ) m i n G i N iG i cP      ( ( 17)     W h er F ( x )   is   th o b j ec tiv e   f u n ctio n   th at  m u s b o p tim ized ,   x   is   th s tate  v ar iab les,  N G   is   th n u m b er   o f   n e t w o r k   g en er ato r s ,   c i ( P Gi )   is   th g en er atio n   co s o f   u n it  i .   I n   g e n er al,   o u r   g o al  is   to   o p ti m ize  th o b j ec tiv f u n c tio n   b y   s u itab le  s o lu tio n   an d   s atis f y i n g   t h p r ev aili n g   co n s tr ain t s   o f   t h s y s te m   ( p h y s ical   co n s tr ain ts ,   w h ic h   li m it  t h p o w er   g en er atio n   an d   av aila b ilit y   o f   tr an s m is s io n   lin e s   ca p ac ities ,   an d   th e   co n s tr ain ts   i m p o s ed   o n   elec tr i ca d ev ices  u s ed   i n   p o w er   g r id s   an d   s y s te m   o p er atio n al  s tr at eg ies).   I f   th T C S C   is   lo ca ted   i n   th e   li n b et w ee n   b u s e s   i   an d   j ,   t h en   t h p o w er   b alan ce   eq u atio n   f o r   th e   n o d es  i   a n d   j   w o u ld   b ex p r ess ed   as   ( 1 8 - 21) :     ,0 ii T C S C i G D i P V P P P   ( 18)     ,0 ii T C S C i G D i Q V Q Q Q   ( 1 9 )     ,0 jj T C S C j G D j P V P P P   ( 2 0 )     ,0 jj T C S C j G D j Q V Q Q Q   ( 2 1 )     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n J   R o b   &   A u to m   I SS N:  2089 - 4856       Op tima l tc s p la ce men t fo r   co n g esti o n   ma n a g eme n t in   d ereg u la ted   p o w er sys tem s   …  ( Ma jid   Mo a z z a mi )   81   W h er P Gi   an d   Q Gi   ar th ac tiv an d   r ea ctiv p o w er   in   t h n o d i P Gj   an d   Q Gj   ar th ac tiv an d   r ea ctiv p o w er   i n   t h n o d j P Di   an d   Q Di   ar th e   ac ti v a n d   r ea ctiv e   p o w er   co n s u m ed   b y   th e   d e m a n d   i n   t h e   n o d e   i P Dj   an d   Q Dj   ar th ac tiv an d   r ea cti v p o w er   o f   t h lo ad s   in   t h n o d j P i TCSC   an d   Q i TCSC   ar th e   ac tiv an d   r ea cti v in j ec tio n   p o w er   b y   T C S C   to   th n o d i P j TCSC   an d   Q j TCSC   ar th ac tiv an d   r ea cti v e   in j ec tio n   p o w er   b y   T C SC   to   th n o d j .   T h co n s tr ain ts   o f   th p r o b lem   ar al s o   ex p r ess e d   in   th f o llo w i n g   ( 2 2 - 26) :     m a x , i j i j S V S   ( 2 2 )     m i n m a x i i i G G G P P P    ( 2 3 )     m i n m a x i i i G G G Q Q Q    ( 2 4 )     m i n m a x i i G i V V V    ( 2 5 )     m i n m a x C C C X X X    ( 2 6 )     T h e   ( 2 2 )   s h o w s   t h li m itatio n   o f   t h ap p ar en p o w er   t h r o u g h   th lin w h er S ij   is   t h ap p ar en p ass in g   p o w er   t h r o u g h   t h tr an s m i s s io n   li n b et w ee n   b u s es  i   an d   j ,   an d   S ij max   is   its   m ax i m u m   b o u n d ar y .     T h e   ( 2 3 )   an d   ( 2 4 )   ex p lain   th ac tiv a n d   r ea ctiv p o w er   g e n er atio n   li m itatio n s   s o   t h at  P Gi m in   an d   P Gi max   i m p l y   o n   th m in i m u m   an d   m ax i m u m   ac t iv p o w er   g e n er atio n   b o u n d ar ies  in   b u s   i ,   Q Gi min   a n d   Q Gi max   ar th e   m i n i m u m   a n d   m ax i m u m   r ea c tiv p o w er   g e n er atio n   li m its   in   t h b u s   i T h e   ( 2 5 )   s h o w s   th v o ltag e   r an g e   li m ita tio n   w h er V i min   a n d   V i ma x   d eter m in e   th e   m in i m u m   an d   m ax i m u m   li m i ts   o f   t h p er m i s s ib le  v o lta g r an g e   in   t h b u s   i T h e   ( 2 6 )   s h o w s   th li m ita tio n   o f   th e   T C SC   r ea ct an ce   w h er X C min   an d   X C max   ar th m i n i m u m   a n d   m ax i m u m   o f   T C S C   r ea c tan ce   [ 2 9 - 3 0 ] .   T h o p tim al  p o w er   f lo w   o p ti m iz atio n   p r o b le m   i s     f o r m u lated   as f o llo w s :     m a x m i n m i n 1 1 1 1 1 m a x m a x m i n m i n m a x m a x m i n m 1 1 1 GG L i i i i i i i i j G i i i G G G G i i G i i G i i i i i i NN N NN T C S C T C S C i G P i G D i Q i G D i L i j i j P G G i i i i j i N N N P G G Q G G Q G G V i i j i i L C P P P P P Q Q Q Q S S P P P P P P P P V    i n m a x m a x 11 i NN i V i i ii V V V     ( 27 )     W h er   an d   µ   d en o te  th e   L ag r a n g ian   co e f f icien ts   o f   th eq u ali t y   a n d   in eq u a lit y   co n s tr ain ts   r esp ec tiv el y ,   ea ch   o f   w h ich   h as  a n   ec o n o m ic  i n ter p r etatio n .   T h m o s i m p o r tan o n is   P ,   w h ic h   i s   t h e   in s ta n ta n eo u s   p r ice  o r   n o d al   p r ice  o r   l o ca tio n al  m ar g i n al   p r ice  ( LMP ) .   A cc o r d in g l y ,   b y   co n s id er in g   t h e   p r esen ce   o f   T C SC   i n   th n et wo r k ,   th o v er all  co s t f u n ctio n   w il l b m ad u p   o f   t w o   p ar ts     T h co s t o f   p o w er   g en er ati n g   at  th p lan t.      T h co s t o f   in v e s t m en t r elate d   to   th T C SC .     Th u s ,   t h o b j ec tiv f u n ctio n   o f   t h s y s te m   r ep r esen t s   t h m i n i m izatio n   o f   th e   co s o f   g en er atio n   ( ec o n o m ic  asp ec ts   o f   t h s y s te m )   an d   th co s t o f   th T C S C   i n s tal latio n :     1 F ( x ) m i n G i N t i G T C S C i C P C       ( 2 8 )     2 . 3 .     Ca lcula t i o n o f   L M P   a n d c o ng estio n a na ly s is   T o   ca lcu late  th co n g esti o n   co s in   ea ch   li n e,   th L MP   p r ice  d if f er en ce   b et w ee n   t w o   b u s es  m u s b e   m u ltip lied   b y   th f lo w   o f   p o wer   p ass in g   th r o u g h   th li n e.     i j i j   ( 2 9 )     i j i j i j C C P    ( 3 0 )     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
              I SS N : 2 0 8 9 - 4856   I n J   R o b   &   A u to m Vo l.  8 ,   No .   2 J u n 2 0 1 9   :   77     88   82   W h er i   d en o tes  th lo ca tio n al  m ar g in al  p r ice  i n   t h i th   b u s ,   j   s h o w s   t h lo ca tio n a m ar g in al  p r ice  in   t h j th   b u s ,   ij   in d icate s   t h m ar g i n al  p r ice  d i f f er en ce   b et w ee n   b u s es   i   an d   j P ij   r ep r esen ts   t h f lo w   o f   p ass in g   p o w er   th r o u g h   t h li n i - j ,   an d   C ij   i s   th co n g e s t io n   co s o f   th l in i - j A cc o r d in g l y ,   t h to tal   co n g es tio n   co s t c a n   b ca lcu la ted   as in   ( 3 1 )   [ 3 1 - 3 2 ] :     L N i j i j ij T C C P    ( ( 31)       3.   ANT L I O O P T I M I Z A T I O AL G O RI T H M   An tlio n   o p ti m izatio n   ( A LO )   m et h o d   is   n o v el  n a tu r e - i n s p ir ed   alg o r ith m   t h at  i s   in tr o d u ce d   b y   Mir j alili  in   2 0 1 5   [ 3 3 ] .   T h A LO   alg o r ith m   m i m ics  t h h u n tin g   m ec h an is m   o f   an t lio n s   i n   n atu r e.   Fi v m ai n   s tep s   o f   h u n tin g   p r e y   s u ch   a s   th r a n d o m   w al k   o f   an t s ,   b u i ld in g   tr ap s ,   en tr ap m en t   o f   a n t s   in   tr ap s ,   ca tch in g   p r ey s ,   an d   r e - b u ild i n g   tr ap s   ar i m p le m e n ted .   T h er ar s ev er al  d if f er en s p ec ies  o f   an t s   ar o u n d   th w o r ld   i n   n atu r e.   An tlio n s   b elo n g   to   th M y r m eleo n tid ae   f a m i l y   a n d   Neu r o p t er o r d er   ( n et - w i n g ed   in s ec t s ) .   T h lif ec y cle   o f   a n tlio n s   i n cl u d es  t w o   m ai n   p h a s es:  lar v ae   a n d   ad u lt.  A   n at u r al  to tal  li f esp an   ca n   tak u p   to   3   y ea r s ,   w h ic h   m o s tl y   o cc u r s   i n   lar v ae   to   b ec o m a n   ad u lt   an t.  T h an t lio n   lar v ae   p er io d   m o s tl y   p ass ed   o n   w al k i n g   r o u tes  o n   s a n d   an d   leav es  to   f in d   g o o d   p lace   f o r   b u ild i n g   tr a p s .   Du r i n g   t h h u n ti n g   p r o ce s s ,   an   an tlio n   lar v d ig s   co n e - s h ap ed   p it  in   s o f s an d .   As   illu s tr ated   i F i g u r 4 ,   af te r   d ig g in g   th tr ap ,   th lar v ae   h id u n d er n ea th   t h e   b o tto m   o f   t h co n e,   an d   w ait s   f o r   th e   p r e y   ( a n ts   an d   o th er   k in d s   o f   i n s ec t s )   to   b tr ap p e d   in   th p it.             Fig u r 4 .   Hu n t in g   b eh a v io r   o f   an tlio n       On ce   t h an t lio n   r ea lizes  th at   p r ey   i s   in   t h tr ap ,   it  tr ies  t o   ca tch   it.  Ho w ev er ,   i f   th p r e y   tr ies  t o   escap f r o m   t h tr ap ,   t h a n tli o n   i n telli g e n tl y   t h r o w s   s an d s   t o w ar d s   to   ed g o f   t h p it   to   s li d th p r e y   i n to   t h e   b o tto m   o f   t h p it.  T h m at h e m atica m o d el  o f   an t s   a n d   a n tlio n s   i s   d is cu s s ed   in   t h f o llo w in g   p ar t:     3 . 1 .     Ra nd o m   w a l k s   o f   a nts   T h r an d o m   w al k s   o f   an t s   f o r   s ea r ch i n g   f o o d   in   th n at u r ca n   b ex p r ess ed   b y   ( 3 2 ) :     2 ( )   =   [ 0 ,   c u m s u m ( 2 ( ) - 1 ) , c u m s u m ( 2 ( ) - 1 ) , . . . , c u m s u m ( 2 ( ) - 1 ) ] 1n X t r t r t r t   ( ( 32)     W h er cu s u m   i s   t h c u m u la tiv s u m   an d   N   i s   t h m a x i m u m   n u m b er   o f   iter atio n ,   t   s h o ws  t h s tep   o f   r an d o m   w al k   an d   r ( t )   is   s t o ch asti f u n ctio n   d ef i n ed   as ( 3 3 ) .     1 r a n d   >   0 . 5 () 0 r a n d 0 . 5 if rt if   ( ( 33)     W h er t   s h o w s   t h s tep   o f   r a n d o m   w al k   an d   r an d   is   r an d o m   n u m b er   g e n er ated   in   t h e   in ter v al  o f     [ 0 ,   1 ] .   T h p o s itio n   o f   an t is p r esen ted   i n   th f o llo w in g   m atr i x :     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n J   R o b   &   A u to m   I SS N:  2089 - 4856       Op tima l tc s p la ce men t fo r   co n g esti o n   ma n a g eme n t in   d ereg u la ted   p o w er sys tem s   …  ( Ma jid   Mo a z z a mi )   83   2 2 2 1 , 1 1 , 1 , d , 1 2 , 2 2 , d A n t n , 1 n , n , d A A A A A A M A A A          ( ( 34)     W h er M Ant   is   th m atr ix   f o r   s av in g   t h p o s itio n   o f   ea ch   a n t,   A i, j   s h o w s   t h v al u o f   t h j - th   v ar iab le  o f   i - th   an t,  n   is   th n u m b er   o f   an ts   a n d   d   is   t h n u m b er   o f   v ar iab les.  T h o b j ec tiv f u n c tio n   o f   ea c h   a n is   s av ed   in   M OA   m atr ix .     2 2 , , . . . , , , . . . , , , . . . , 1 , 1 1 , 1 , d 2 , 1 2 , 2 2 , d OA n , 1 n , n , d f A A A f A A A M f A A A                 ( ( 35 )     w h er d en o tes t h o b j ec tiv f u n ct io n .     2 2 2 1 , 1 1 , 1 , d , 1 2 , 2 2 , d A n t l i o n n , 1 n , n , d A L A L A L A L A L A L M A L A L A L          ( ( 36 )     W h er M Antlion   is   th m atr i x   f o r   s av i n g   th p o s it io n   o f   ea ch   an tlio n ,   AL i, j   s h o w s   t h j - th   v a lu o f   i - th   an tlio n ,   n   is   t h n u m b er   o f   an tlio n s ,   a n d   d   is   th e   n u m b er   o f   v ar iab les.  T h o b j ec tiv f u n c tio n   o f   ea ch   a n is   s av ed   in   M OA   m atr ix .   Si m i lar ly ,   th o b j ec tiv f u n c tio n   o f   ea ch   an tl io n   is   s av ed   i n   M OAL   m a tr ix .     2 2 , , . . . , , , . . . , , , . . . , 1 , 1 1 , 1 , d 2 , 1 2 , 2 2 , d O A L n , 1 n , n , d f A L A L A L f A L A L A L M f A L A L A L                 ( ( 37 )     I n   o r d er   to   k ee p   th r an d o m   w al k s   in s id th s ea r c h   s p ac e,   n o r m alize r   f u n ctio n   i s   e m p lo y ed     s h o w n   i n   ( 3 8 ) .     tt i i i i t ii t ii X a b c Xc da    ( ( 38 )     W h er a i   is   t h m i n i m u m   o f   r an d o m   w al k   o f   i - th   v ar iab le,   b i   is   t h m a x i m u m   o f   r an d o m   w al k   i n   i - th   v ar iab le,   c t i   is   t h m i n i m u m   o f   i - th   v ar iab le  at  t - th   iter atio n ,   an d   d t i   i n d icate s   t h m ax i m u m   o f   i - th     v ar iab le  at  t - th   iter atio n .     3 . 2 .     T ra pp ing   in a ntlio n’s pi t   T h m at h e m atica m o d el  o f   th tr ap p ed   an ts   in   th a n tlio n 's t r ap s   is   p r esen ted   b y   ( 3 9 )   an d   ( 4 0 ) .     t t t ij c A n t l i o n c    ( ( 39 )       t t t ij d A n t l i o n d    ( ( 40 )     W h er c t   i s   t h m i n i m u m   o f   all  v ar iab les  a t - th   iter atio n ,   d t   i n d icate s   t h v ec to r   in c lu d in g   th e   m ax i m u m   o f   all  v ar iab les  at  t - th   iter atio n ,   c t j   is   th m i n i m u m   o f   all  v ar iab les  f o r   i - th   an t,  d t j   is   th m a x i m u m   o f   all  v ar iab les  f o r   i - th   an t,  an d   A n tlio n t j   s h o w s   t h s elec ted   p o s itio n   o f   th j - th   a n tlio n   at  t - th   iter at io n .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
              I SS N : 2 0 8 9 - 4856   I n J   R o b   &   A u to m Vo l.  8 ,   No .   2 J u n 2 0 1 9   :   77     88   84   3 . 3 .     B uil din g   t ra p   I n   o r d er   to   m o d el  th a n tlio n s s   h u n ti n g   ca p ab ilit y   d u r i n g   t h o p tim izat io n   p r o ce s s ,   r o u lette  w h ee l   is   e m p lo y ed .   T h is   m ec h a n is m   g iv e s   h ig h   ch a n ce s   to   t h f itter   an tlio n s   f o r   ca tch in g   an ts .       3 . 4 .     Sli din g   a nts t o w a rd  a ntl io n   W it h   t h m ec h a n i s m s   p r o p o s ed   s o   f ar ,   a n tlio n s   ar ab le  to   b u ild   tr ap s   p r o p o r tio n al  to   th eir   f it n es s   an d   an ts   ar r eq u ir ed   to   m o v r an d o m l y .   Mo r eo v er ,   an tlio n s   s h o o s an d s   o u t w ar d s   th ce n ter   o f   th p it  to   s lid es  d o w n   t h tr ap p ed   an t   t h at  i s   tr y i n g   to   e s ca p e.   E q u a tio n s   ( 4 1 )   an d   ( 4 2 )   ex p r ess ed   th e   m ath e m atica m o d el  o f   an t s '   s lid d o w n   an d   tr ap p ed   in   th an tlio n ' s   tr ap .     tt c c I   ( ( 41 )       tt d d I   ( ( 42 )     w h er I   d en o te  th ca lcu lated   r atio ,   o b tain ed   b y   ( 4 3 )   [ 3 3 ] .     1 0 . w I t T   ( ( 43 )     W h er t   is   t h cu r r en iter atio n ,   T   is   th m a x i m u m   n u m b er   o f   iter atio n s ,   an d   w   i s   co n s t an d ef i n ed   b ased   o n   th cu r r en t i ter atio n   an d   is   o b tain ed   b y   ( 4 4 ) .     2 >   0 . 1 3 >   0 . 5 4 >   0 . 7 5 5 >   0 . 9 6 >   0 . 9 5 i f t T i f t T w i f t T i f t T i f t T   ( ( 44 )     3 . 5 .     Ca t ching   prey   a nd   re - bu ild i ng   t he  pit   T h f in al   s ta g o f   h u n i s   wh en   an   a n ( p r e y )   r ea ch e s   t h e   b o tto m   o f   t h p it  a n d   is   ca u g h t   in   th e   an tlio n s   j a w .   Af ter   th is   s t ag e,   th an t lio n   p u ll s   th p r ey   i n s id th s a n d   an d   co n s u m e s   its   b o d y .   Fo r   m i m ic k i n g   th i s   p r o ce s s ,   i t   is   a s s u m ed   th a ca tc h i n g   p r e y   o cc u r   w h e n   a n ts   b ec o m es   f it ter   ( g o es  in s id e   s an d )   th a n   its   co r r esp o n d in g   a n tlio n .   An   an tlio n   is   th e n   r eq u ir ed   to   u p d ate  its   p o s itio n   to   t h latest  p o s itio n   o f   th h u n ted   an t to   en h a n ce   its   c h an ce   o f   ca tch i n g   n e w   p r e y .   E q u atio n   ( 4 5 )   is   p r o p o s ed   in   th i s   r eg ar d .     ( )> t t t j i i A n t l i o n A n t i f f A n t f   ( ( 45 )     W h er t   s h o w s   t h c u r r en t   i ter atio n ,   A n tlio n t j   s h o w s   th e   p o s itio n   o f   s elec ted   j - th   an tli o n   at  t - th   iter atio n ,   an d   A n t t i   in d icate s   t h p o s itio n   o f   i - th   an t a t - th   ite r atio n .     3 . 6 .     E litis m   E liti s m   i s   a n   i m p o r tan t   ch a r ac ter is tic  o f   ev o l u tio n ar y   a l g o r ith m s   t h at  allo w s   t h o p ti m izat io n   alg o r ith m   to   s elec a n d   u s th b est   s o l u tio n   o b tai n ed   at   an y   s ta g o f   o p ti m izatio n   p r o ce s s .   Sin ce ,   i n   o p tim izatio n   p r o ce s s   a n tlio n   i s   co n s id er ed   as  eli te,   it   s h o u l d   b ab le  to   af f ec t   t h m o v e m en ts   o f   al t h a n t s   ( p r ey s )   d u r i n g   iter atio n s .   T h er ef o r e,   it  is   ass u m ed   th at  e v er y   an r an d o m l y   w al k s   ar o u n d   s elec ted   an tlio n   b y   th r o u lette  w h ee l a n d   th elit s i m u lta n eo u s l y .   T h m a th e m ati ca m o d el  o f   th is   b eh a v io r   is   as ( 4 6 ) .     2 t t t i A E A n t R R    ( ( 46 )     W h er R t A   is   th r an d o m   w al k   ar o u n d   th an t lio n   s elec ted   b y   th r o u let te  w h ee at  t - th   ite r atio n ,   R t E   is   th r an d o m   w alk   ar o u n d   th elite  at  t - th   iter atio n ,   an d   An t t in d icate s   t h p o s itio n   o f   i - th   a n   at  t - th   iter atio n   [ 3 4 ,   3 5 ].       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n J   R o b   &   A u to m   I SS N:  2089 - 4856       Op tima l tc s p la ce men t fo r   co n g esti o n   ma n a g eme n t in   d ereg u la ted   p o w er sys tem s   …  ( Ma jid   Mo a z z a mi )   85   4.     SI M UL AT I O AN RE SU L T S   I n   th i s   p ap er ,   I E E E   1 4 - b u s   te s s y s te m   is   u s ed   f o r   s i m u lat i o n .   T h is   s y s te m   co n s is t s   o f   5   g en er ato r s ,   1 1   lo ad s ,   1 7   tr an s m is s io n   lin e s   a n d   3   li n es   o f   tr an s f o r m er s .   T h s in g le - li n d ia g r a m   o f   th i s   n et w o r k   is   s h o w n   in   Fi g u r e   5 .   T h in f o r m atio n   o n   th i s   n e t w o r k   is   al s o   g i v en   i n   T ab les 1   to   3 .   I n   th i s   m et h o d ,   t w o   ca s e s   ar in v e s ti g ated :     T C SC   is   n o t i n s ta lled   in   t h s y s te m   a n d   th co n g es tio n   co n s t r ain t f o r   tr an s m is s io n   li n es i s   i m p o s ed .     T h lin es h a v co n g est io n   co n s tr ain t s   an d   T C SC   h as b ee n   ad d ed   to   th s y s te m .   I n   t h f ir s t   ca s e,   i n   w h ic h   th s y s te m   d o es  n o h av e   T C SC ,   th e   to tal  co s o f   g e n er atio n   i s     8 , 1 5 6 . 8 1   ( $ /h ) ,   an d   th to tal  c o n g es tio n   co s t i s   1 1 8 1 . 3 2   ( $ /h ) .   T h u s ,   t h to tal   co s t   w ill   b 9 3 3 8 . 1 3   ( $ /h ) .   I n   t h e   s ec o n d   ca s e,   a f ter   t h o p ti m i za tio n   is   ex ec u ted ,   t h o p ti m al  lo ca tio n   a n d   s i ze   o f   t h T C S C   is   in v e s ti g ated .   T h lin 2   is   d eter m i n ed   as  t h b est  p lace   to   in s tall,  a n d   X TC SC   is   eq u a to   - 1 0 . 5 8 .   I n   ad d iti o n ,   th to tal  co s o f   g en er atio n   i n   t h e   s ec o n d   ca s e   is   8 0 6 1 . 4 6   ( $ /h ) ,   th to tal   co n g e s tio n   co s is   8 1 6 . 32  ( $ /h ) .   T h u s ,   t h to tal   co s t   w il b 8 8 7 7 ,   7 8   ( $ /h ) .   T h er e f o r e,   w ith   th e   in s tallat io n   o f   T C SC   in   th e   s y s te m ,   t h p r o f it  w i l b eq u al   to   4 6 0 . 3 5   ( $ /h ) .   Fig u r e   6   s h o w s   t h LMP   f o r   all  b u s es  i n   t h t w o   s t u d ied   ca s es.  A cc o r d in g l y ,   in   a ll  b u s e s ,   asid e   f r o m   b u s es   3   an d   8 ,   t h LMP   p r ice  is   r ed u ce d .   I n   Fig u r e   7 ,   t h tr a n s m is s io n   p o w er   t h r o u g h   t h n et w o r k   lin e s   is   s h o w n   i n   t w o   ca s es .       T ab le  1 .   C o s f u n ctio n   c o e f f ic i en ts   a n d   e n er g y   s ale  b id d in g s     P max   P m i n   P r i c e   ( $ / M W h )   γ   β   α   B u s   N o .   3 3 2   0   35   0 . 0 4 7 4 3   20   0   1   1 4 0   0   36   0 . 2 3 9 1   20   0   2   1 0 0   0   38   0 . 0 3 7   3 5 . 4   0   3   1 0 0   0   60   0 . 0 2   40   0   6   1 0 0   0   40   0 . 0 3   35   0   8       T ab le  2 .   C h ar ac ter is tics   o f   tr an s m i s s io n   l in e   L i n e   N o .   Bu s S e ndi ng   Bu s R e c e i v i ng   R e si st a n c e   ( p . u )   R e a c t a n c e   ( p . u )   1   1   2   0 . 0 1 9 3 8   0 . 0 5 9 1 7   2   1   5   0 . 0 5 4 0 3   0 . 2 2 3 0 4   3   2   3   0 . 0 4 6 9 9   0 . 1 9 7 9 7   4   2   4   0 . 0 5 8 1 1   0 . 1 7 6 3 2   5   2   5   0 . 0 5 6 9 5   0 . 1 7 3 8 8   6   3   4   0 . 0 6 7 0 1   0 . 1 7 1 0 3   7   4   5   0 . 0 1 3 3 5   0 . 0 4 2 1 1   8   4   7   0 . 0 0   0 . 2 0 9 1 2   9   4   9   0 . 0 0   0 . 5 5 6 1 8   10   5   6   0 . 0 0   0 . 2 5 2 0 2   11   6   11   0 . 0 9 4 9 8   0 . 1 9 8 9   12   6   12   0 . 1 2 2 9 1   0 . 2 5 5 8 1   13   6   13   0 . 0 6 6 1 5   0 . 1 3 0 2 7   14   7   8   0 . 0 0   0 . 1 7 6 1 5   15   7   9   0 . 0 0   0 . 1 1 0 0 1   16   9   10   0 . 0 3 1 8 1   0 . 0 8 4 5 0   17   9   14   0 . 1 2 7 1 1   0 . 2 7 0 3 8   18   10   11   0 . 0 8 2 0 5   0 . 1 9 2 0 7   19   12   13   0 . 2 2 0 9 2   0 . 1 9 9 8 8   20   13   14   0 . 1 7 0 9 3   0 . 3 4 8 0 2       T ab le  3 .   Data   o f   b u s es  [ 3 6 ]   B u s   N o .   P G e n   ( p . u )   Q G e n   ( p . u )   P Co n   ( p . u )   Q Co n   ( p . u )   B u s   t y p e   Q M a x, ge n   ( p . u )   Q M i n, ge n   ( p . u )   1   2 . 3 2   0 . 0 0   0 . 0 0   0 . 0 0   PV   1 0 . 0   - 1 0 . 0   2   0 . 4   - 0 . 4 2 4   0 . 2 1 7 0   0 . 1 2 7 0   S w i n g   0 . 5   - 0 . 4   3   0 . 0 0   0 . 0 0   0 . 9 4 2 0   0 . 1 9 0 0   PV   0 . 4   0 . 0 0   4   0 . 0 0   0 . 0 0   0 . 4 7 8 0   0 . 0 0   PQ   0 . 0 0   0 . 0 0   5   0 . 0 0   0 . 0 0   0 . 0 7 6 0   0 . 0 1 6 0   PQ   0 . 0 0   0 . 0 0   6   0 . 0 0   0 . 0 0   0 . 1 1 2 0   0 . 0 7 5 0   PV   0 . 2 4   - 0 . 0 6   7   0 . 0 0   0 . 0 0   0 . 0 0   0 . 0 0   PQ   0 . 0 0   0 . 0 0   8   0 . 0 0   0 . 0 0   0 . 0 0   0 . 0 0   PV   0 . 2 4   - 0 . 0 6   9   0 . 0 0   0 . 0 0   0 . 2 9 5 0   0 . 1 6 6 0   PQ   0 . 0 0   0 . 0 0   10   0 . 0 0   0 . 0 0   0 . 0 9 0 0   0 . 0 5 8 0   PQ   0 . 0 0   0 . 0 0   11   0 . 0 0   0 . 0 0   0 . 0 3 5 0   0 . 0 1 8 0   PQ   0 . 0 0   0 . 0 0   12   0 . 0 0   0 . 0 0   0 . 0 6 1 0   0 . 0 1 6 0   PQ   0 . 0 0   0 . 0 0   13   0 . 0 0   0 . 0 0   0 . 1 3 5 0   0 . 0 5 8 0   PQ   0 . 0 0   0 . 0 0   14   0 . 0 0   0 . 0 0   0 . 1 4 9 0   0 . 0 5 0 0   PQ   0 . 0 0   0 . 0 0   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
              I SS N : 2 0 8 9 - 4856   I n J   R o b   &   A u to m Vo l.  8 ,   No .   2 J u n 2 0 1 9   :   77     88   86   G C G e n .   2 2 G e n .   3 3 5 G G e n .   1 C 4 G e n .   4 6 7 8 C 9 1 3 1 4 1 0 1 1 1 2 1     Fig u r 5 .   I E E E   1 4 - b u s   s y s te m               Fig u r 6 .   L o ca tio n al  m ar g i n al  p r ices  w it h   o r   w it h o u t T C SC   i n   th I E E E   1 4 - b u s   test   n et w o r k .   Fig u r 7 .   T r an s m i s s io n   ac ti v p o w er   o f   lin e s   w it h   o r   w it h o u t T C SC   i n   th I E E E   1 4 - b u s   test   n et w o r k       5.   CO NCLU SI O N     Ser ies  F AC T d ev ices   ca n   h elp   to   in cr ea s p o w er   s y s te m   s ec u r it y   b y   co n tr o lli n g   th e   p o w er   f lo w   p ass in g   th r o u g h   tr a n s m i s s io n   lin e s .   Ne v er t h eles s ,   t h eir   c o n s id er ab l y   h i g h   co s t   o f   th e m   n ec es s itate s   t h e   ac cu r ate  p lace m e n a n d   s izi n g   o f   th e m .   I n   t h i s   s t u d y ,   co m b in ed   m et h o d   is   e m p lo y ed   to   o p tim ize  th T C S C   p ar am eter s   an d   d eter m i n it s   ap p r o p r iate  lo ca tio n   to   r ed u ce   th co s o f   co n g e s tio n   a n d   to   d im i n is h   t h g en er atio n   co s in   p o w er   g r id .   T h r esu lt o f   u s i n g   AL al g o r ith m   a n d   o p ti m al  p o w er   f lo w   o n   an   I E E E   1 4 - b u s   test   s y s te m   i s   co m p ar ed   in   t wo   ca s es  o f   w i th   a n d   w it h o u T C S C .   T h r esu lt s   s h o w   th a r esp ec to   th o p ti m a l   in s ta llatio n   o f   T C S C   ( lin e   2 ) ,   th to tal  co s w ill   d ec r ea s f r o m   9 3 3 8 . 1 3   ( $ /h )   to   8 8 7 7 . 7 8   ( $ /h ) .   T h is   m ea n s   th at  t h p r o f it  w i ll  b eq u al  t o   4 6 0 . 3 5   ( $ / h ) .   T h er ef o r e,   in   co n g es tio n   m a n ag e m e n m et h o d ,   d esp ite  th f ac t   th at  F AC T d ev ices  ar ex p en s i v e,   t h o p ti m al  u s o f   t h ese  ele m e n ts   ( r eg ar d   to   th e   b est  F A C T t y p e   s elec tio n   an d   ch o o s i n g   t h b est  in s tallatio n   lo ca tio n )   m iti g a tes  th co n g e s tio n   a n d   m ak a   p r o p er   c o n g esti o n   m an a g e m e n p o s s ib le.   T h er ef o r e,   u tili zi n g   th e s d ev ice s   f o r   co n g esti o n   m an a g e m e n h as  h ig h er   p r io r it y   th an   o t h er   m et h o d s .       RE F E R E NC E S     [1 ]   F Bo u g o u f fa ,   L . ,   &   Ch a g h i,   A . ,   Op ti m a Co o rd in a ti o n   o f   DO CR  f o Ra d ial  Distrib u ti o n   S y ste m in   P re se n c e   o f   T CS C ,”   In ter n a ti o n a J o u rn a o Po we r E lec tro n ics   a n d   Dr ive   S y ste ms ,   7 (2 ),   3 1 1 ,   2 0 1 6 .   [2 ]   Ku m a r,   P . ,   En h a n c e m e n o f   p o w e q u a li t y   b y   a n   a p p li c a ti o n   F A C T S   d e v ice s,”   In ter n a ti o n a J o u rn a o P o we El e c tro n ics   a n d   Dr ive   S y ste ms ,   6 ( 1 ),   1 0 ,   2 0 1 5 .   [3 ]   Ku m a riCh ,   N.  R. ,   &   S e k h a r,   K.  C. ,   Op ti m a P lac e m e n o f   T CS Ba se d   o n   S e n si ti v it y   A n a l y sis   f o Co n g e stio n   M a n a g e m e n t,   In ter n a ti o n a J o u r n a o E lec trica a n d   Co mp u ter   E n g i n e e rin g ,   6 ( 5 ),   2 0 4 1 .,   2 0 1 6 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.