I nte rna t io na l J o urna l o f   Appl ied P o w er   E ng ineering   ( I J AP E )   Vo l.   5 ,   No .   1 A p r il   201 6 ,   p p .   1 ~1 3   I SS N:  2252 - 8792          1       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ia e s jo u r n a l.c o m/o n lin e/in d ex . p h p /I J APE   O pti m a Siting a n d Si z ing  of  Sola Po w er Sources in  Intercon nec tion  G rid  Sy ste m     S Yo g endra   Reddy Da k a   Se s hi Re d dy ,   G . K esa v a   Ra o   De p a rte m e n o f   El e c tri c a a n d   El e c tro in c s E n g i n e e rin g ,   K L   Un iv e rsity ,   A n d h a ra   P ra d e sh ,   I n d ia       Art icle  I nfo     AB ST RAC T   A r ticl his to r y:   R ec eiv ed   Feb   2 ,   2 0 1 6   R ev i s ed   Mar   1 0 ,   2 0 1 6   A cc ep ted   Mar   2 3 ,   2 0 1 6       G ro w in g   c o n c e rn e le c tri c a p o w e r   d e m a n d   in   n e e d   a n d   n e c e ss it y   o f   d a il y   li v e li h o o d   o f   li f e .   I m p a c ted   o v e r   a d d it io n   p o w e d e m a n d e d   th e re   is  c li m a t e   im p a c ts,   e n v iro n m e n tal  c o n d it io n d u e   to   c o n v e n ti o n a p o w e g e n e ra ti o n   re su lt e d   in   im p ro v e m e n o f   c h e a p e so lar  p o w e g e n e ra ti o n   in   th e   w h o le  d istri b u ti o n   sy st e m   n e tw o rk ,   a n d   p r o g ra m o f fe re d   b y   g o v e rn m e n ts  h a v e   c o n tri b u ted   t o   a n   in c re m e n in   th e   n u m b e o f   d istri b u ted   e n e rg y   re so u rc e (D ERs)  s y st e m   in   c o m m e rc ial   a n d   d o m e stic   e lec tri c a p o w e r   o u tp u t .   It  is  w e ll   k n o w n   th a f a c th e   n o n - o p ti m a siz e   a n d   n o n - o p t im a siti n g   s y ste m   m a y   lea d   to   h ig h   p o w e lo ss e s,  b a d   v o lt a g e   p ro f il e a n d   h ig h   lo ss e o f   p ro f it   m a rg in o f   DISCOM ’s  e n d .   T h e re f o re ,   th is  p a p e to   d e ter m in e   t h e   lo c a ti o n   b e st  siti n g   a n d   f il ler  o f   m u lt ip le  DERs  g e n e ra to rs  su p p o rted   p o w e lo ss ,   g e n e ra ti o n   u n i ts,   a n d   c h e a p e p o w e r   tran sfe d e m o n stra ted   th ro u g h   IEE 3 0   b u sta n d a r d   tes s y ste m   w it h   h e lp   o f   P o w e W o rld   S im u lato P a c k a g e   a n d   sin g le l in e   d ra w in g   o f     2 M W   so la P V p o w e p lan a d d e d   t o   A P DI S COM.   K ey w o r d :   Dis tr ib u tio n   s y s t   Gen er atio n   u n it c o ef f icie n Dis tr ib u ted   en er g y   r e s o u r ce s   ( DE R s ) .   Gr id   C o n n ec ted   Op ti m al  p o w er   f lo w   ( OP F)  o p tim a l sit i n g   Co p y rig h ©   2 0 1 6   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 :   S Yo g en d r R ed d y   Dep ar te m en t o f   E lectr ical  an d   El e c tro in c s   E n g in ee r i n g ,   K L   Un iv e rsit y ,   Gr ee n   Field s ,   Vad d es w ar a m ,   Gu n tu r ,   An d h r P r ad esh , I n d ia    5 2 2 5 0 2   E m ail: s. y o g e n d r a. ee e@ g m a il . co m       1.   I NT RO D UCT I O N       Dis tr ib u ted   e n er g y   r eso u r ce s   ar d ec en tr alize d   p o w er   g e n er atio n   b y   s m all   g e n er ati n g   u n i ts   to   d is tr ib u tio n   s y s te m .   No w ad a y s   DE R s   tec h n o lo g y   i s   g ain in g   w id s p r ea d   in ter est  B ec a u s e   o f   n e w   co n s tr ain t s   p lace d   in   I n d ia  lik ec o n o m ical,     p o li tical,   v o lta g le v el  r atin g   , p o w er   lo s s ,   g r o w i n g   d e m a n d   an d   en v ir o n m e n tal  f ac to r s   m o d er n   tr en d s   in   elec tr ical  p o w er   s y s te m   p lan n in g   an d   o p er atio n   h av to   p u s h   ex i s ti n g   p o w er   s y s te m   to   ca p ab le    to   f u l f ill  m ax i m u m   d e m a n d   w i ll  lead   to   p o w er   lo s s ,   tr ap p in g   ,   a n d   p o w er   cu t.   C en tr alize d   E lectr ical  co n g e n ital  g en er at io n   ( co al,   th er m al,   h y d r o ,   an d   n u clea r )   f a ils   to   m ee m ax i m u m   d em a n d   an d   p o w er   lo s s .   Du to   lo w   v o lta g lev e l L a n d   h i g h   v o lta g lev e l H i n   d is tr ib u tio n   n et w o r k   s y s te m   lar g est p o w er   lo s s   is   o cc u r r ed   in   th r ee   s tag o f   p o w er   s y s te m   i.e .   p o w er   g e n er atio n   ,   p o w er   tr an s m i s s io n   an d   p o w er   d is tr ib u tio n   n et w o r k   p o w er   l o s s es  i n   li n d is tr ib u tio n   e n d   w ill  co n s tit u te  i n   r an g o f   6 % -   1 5 o f   t h e   co m p ar ed   w it h   p o w er   g e n er ati o n   s y s te m   .     Dis tr ib u ted   e n er g y   r e s o u r ce s   t o   an   elec tr ical   p o w er   g r id   i s   v er y   co m p le x   i n te g r atio n   o f   p l u g   a n d   p la y   p r o b lem   d u to   ad d ed   ex itin g   elec tr ical  s y s te m   co n s id er atio n   o f   p o w er   lo s s ,   p o w er   q u alit y ,   p r o tectio n ,   s tab ilit y ,   r eliab ilit y   etc.   I v er y   i m p o r tan t   to   d eter m i n th e   o p tim a s iti n g   an d   s izi n g   s o la r   p o w er   g en er atio n   b ef o r in ter co n n ec w it h   ex iti n g   elec tr ical  p o w er   g r id .   P r esen t p o w er   s y s te m   i n te g r atio n   o f   s o lar   p o w er   s y s te m   to   elec tr ical  g r id   h a s   b ee n   r ap id l y   in cr ea s i n g   o v er   th e   p ast  f e w   d ec ad a s   a   r esu l o f   g r o w i n g   lo ad   m o s d em a n d .   T o   d ev elo p   ef f icie n t   ex p an s io n   o p ti m a l   p o w er   f lo w   al g o r ith m s   in   c o m p u tatio n al  o p ti m iz in g   n et w o r k   a n d   g e n er atio n .   P o w e r   lo s s es  co u ld   b e   m i n i m ized   b y   p lacin g   DE R   i n   p r o p er   p lace .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8792   IJ A P E   Vo l.  5 ,   No .   1 A p r il   2 0 1 6   :   1     13   2   T h is   p ap er   is   ap p r o ac h es  an al y tical  m et h o d   an d   n u m er ical   m et h o d   to   s etti n g   u p   s o lar   p o w er   p la n i n   I n d ia.   P ap er   o r g an ized   as  f o ll o w s .   P r o b lem   d e s cr ip tio n   m in i m ize s   th p o w er   lo s s   i n   t h n et w o r k   s ec tio n   I I .   Nex t h Op ti m a d is tr ib u ted   en er g y   r eso u r ce s   s izin g   a n d   lo ca tio n   s o lar   in   I E E E   3 0   b u s   s y s te m   s ec tio n   I I I .   P r o p o s ed   m eth o d   i s   v er i f ied   t h s i m u la tio n   r esu lts   an d   p r ac tical  i m p le m en ted   s y s te m   in   3 3   k Nag alad i n n e   f ee d er ,   An d h r P r ad esh ,   I n d ia.   R esu lt  ar o b tain ed   clea r l y   ex p lai n s   m in i m izatio n   t h p o w er   lo s s e s   in   elec tr ical  g r id   s ec tio n   I V.   Fi n a ll y ,   th co n clu s io n   i s   g i v e n   in   s ec ti o n   V.       2.   P RO B L E M   F O R M UL AT I O N   I n   E lectr ical  p o w er   s y s te m   lo ad   f o r ec asti n g   is   d o n b a s ed   o n   d e m an d   at   d is tr ib u tio n   n et w o r k   h er i s   b r ief   d escr ip tio n   o f   r ed u ctio n   Me th o d   in   Ne t w o r k   as  f o llo w s       I n itial o u t lin r ati n g   o f   s tat io n   in   k i lo v o lt a ll t h b u s e s   th a with i n   th a t h a v s i m ilar   p r o p er ties .     I g n o r all  lin e s   co n n ec ti n g   b u s es th at  b elo n g   to   s a m s p ac b u s e s .     L i n es i n ter co n n ec ti n g   b u s es t h at  b elo n g   to   s a m s p ac ca n   a g g r e g ati v e.     P o w er   f lo w   is   co m p u ted   in   r e d u ce d   n et w o r k .     P lace m e n t o f   s o lar   p o w er   g en er atio n   b a s ed   o n   co n s tr ain ts .             P o w er   lo s s   is   r ed u ce d   n et w o r k   w i th   s p ee d   u p   co m p u tatio n a ti m e.   OP s t u d ies   s ig n i f ica n i m p o r tan ce   i n   ec o n o m ical  f a cto r   an d   also   f i n d in g   f ea s ib le  g en er atio n   t h at  w ill  i m p a ct  b y   co n s id er i n g   co n s tr ain ts .   P o w er   in j ec ted   f r o m   s en d i n g   en d   in   t h b u s es   is   eq u al  to   th r ec eiv in g   en d   b u s   is   b alan ce d   s y s te m .   I f   p o w er   u n b alan ce d   o cc u r r ed   in   r ec eiv i n g   e n d   w ill  g e n er ate   p o w er   lo s s   in   n et w o r k .   P o w e r   in j ec tio n   w it h   h elp   o f   s o lar   p o w er   at  r ec eiv i n g   e n d   w ill  r ed u ce   t h p o w er   lo s s   i n   n et w o r k .   B u s e s   ar co n n ec ted   w it h   g en er atio n   u n its   is   Ge n er atio n   A r ea .   B u s e s   ar co n n ec ted   w it h   lo ad   is   L o ad   A r ea   as  s h o w n   i n   T ab le. 1   p lan n ed   to   in ter co n n ec t so lar   e n er g y   g e n er ato r   I E E E   3 0 - b u s   s y s te m .       S C G G 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 1 1 1 2 1 3 1 4 1 5 1 6 2 0 1 7 1 9 1 8 2 1 2 2 2 3 2 4 2 5 2 6 2 8 2 7 2 9 3 0 S C S C S C S S S S G A   1 L A   1 L A   3 L A   2 L A   4   Fig u r 1 .   P lan n ed   to   in ter co n n ec tio n   o f   s o lar   en er g y   g en er at o r   I E E E   3 0 - b u s   s y s te m .       Ob j ec tiv f u n ctio n   f ea t u r p r o p o s ed   v er s io n   is   to   d ec r ea s th e   p o w er   s tr en g th   lo s s   w it h i n   t h e   n et w o r k   b y   m ea n s   o f   s tan d ar d   o p ti m al  s it in g   a n d   s izi n g   o f   s o lar   p o w er   elec tr icit y   a s s et s   in   g r id   n et w o r k .   T h e   p r im ar y   g o al  f u n ctio n   is   m at h e m atica ll y   f o r m u lated   as s h o wn   in   E q u a tio n   b elo w   ( 1 )     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
IJ A P E     I SS N:  2252 - 8792       Op tima l S itin g   a n d   S iz in g   o f S o la r   P o w er S o u r ce s   in   I n terco n n ec tio n   Gri d   S ystem  ( S   Yo g en d r a   R ed d y )   3   Min i m ize  1 () n l o s s i f x P                                                                                                    ( 1 )   W h er e,   l o s s P p o w er   lo s s   in   n et w o r k ;   n   n u m b er   o f   n o d es.      P o w er   lo s s   i n   n et w o r k   is   g i v e n   b y       2 11 m i n nn l o s s i j i j ij P I Z                                                                                        ( 2 )         I m p ed an ce   b et w ee n   t h s e n d in g   e n d   n o d b u s   n o d an d   r ec eiv i n g   e n d   n o d b u s   is   g i v en   b y         i j i j i j Z R j X                                                                                                         ( 3 )     W h er e,   ij I lin cu r r e n m a g n it u d   at  n o d b u s   th   to   j   th ;   ij Z   lin i m p ed a n ce   at  n o d b u s   th   to   j   t h   in   o h m s ;   ij R   lin r esis tan ce   at  n o d b u s   th   to   j   th   in   o h m s ;   ij X   lin r ea ctan ce   at  n o d b u s   th   to   j   th   in   o h m s .              B r an ch   cu r r en m a g n itu d b et w ee n   t w o   b u s e s   n o d es g iv e n   b y                    ij ij ij VV I Z                                                                                                            ( 4 )     W h er e,   ij I   B r an ch   cu r r en m a g n i tu d ij   th   a m p er e;    i V   Vo ltag m a g n it u d at  n o d b u s   th   i n   v o lt;   j V   Vo ltag m a g n it u d at  n o d b u s   j   th   in   v o lt;   ij Z   B r an ch   i m p ed an ce   at  n o d b u s   ij   th   in   o h m s .     T h r ea p o w er   lo s s   in   s y s t e m   is   g i v e n   b y   E q u atio n .   T h is   is   p o p u lar l y   r e f er r ed   to   as  th " ex ac t   lo s s "   f o r m u la.   P o w er   lo s s   is   g i v en   b y     11 ( ) ( ) nn l o s s i j i j i j i j i j i j ij P a P P Q Q b Q P P Q                                                     ( 5 )     W h er e,     * c o s ( ) ij i j i j ij Z a VV                                                                                                 ( 6 )     * s i n ( ) ij i j i j ij Z b VV                                                                                                                                     ( 7 )       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8792   IJ A P E   Vo l.  5 ,   No .   1 A p r il   2 0 1 6   :   1     13   4   W h er e   ij a ij b   f u n ctio n   lo s s   co ef f icie n t i n   n et w o r k   at  n o d b u s   ij   th ;     i P   A cti v p o w er   f lo w   k W   at  n o d b u s   i   th ;   i Q   R ea ctiv p o w er   f lo w   k V AR   at  n o d b u s   i   th ;   j P   A cti v p o w er   f lo w   k W   at  n o d b u s   j   th ;   j Q   R ea ctiv p o w er   f lo w   k V AR   at  n o d b u s   th   ij VV   Vo ltag m a g n it u d s en d i n g   a n d   r ec eiv i n g   e n d   at  b u s   i n   P er   Un it.     T h s en s iti v it y   f ac to r   o f   p o w e r   lo s s   w i th   r esp ec to   p o w er   in j ec tio n   f r o m   s o lar   g e n er ato r   is   g i v e n   by     11 2 nn l o s s i n j i j j i j j ij i P a a P b Q P                                                                                 ( 8 )     Ob j ec tiv f u n ctio n   is   to   s ati s f y   co n s tr ai n t s .     T h co n s tr ain ts   ar m at h e m atica ll y   f o r m u lated   as   f o llo w s   i n   E q u atio n   b elo w :     2 . 1 .   E qu a lity   co ns t ra ints   P o w er   f lo w   co n s tr ai n ts   r elate d   to   th n o n - li n er   eq u atio n   to   b alan ci n g   co n s tr ai n ts     i s o l a r l o a d P P P                                                                                                                          ( 9 )     W h er e,   s o l a r P P o w er   g e n er ated   f r o m   s o lar ;   l o a d P P o w er   L o ad   d em a n d ;   i P   R ea l p o w er   f lo w   i n j ec tio n   at  n o d b u s   k W .       T ab le  1 .   Gen er ato r ,   L o ad   B u s es I n clu d ed   I n   E ac h   A r ea   in   Fi g u r 1 .   A r e a   B u se s   T o t a l   P o w e r   c o n su mp t i o n   a t   l o a d   si d e   R a t i n g   o f   T r a n smissi o n   l i n e   G e n e r a t i n g   a r e a   1   1 , 2 , 3 , 4   1 1 1 . 4 2   1 3 2   k V   L o a d   a r e a   1   5 , 6 , 7 , 8 , 2 8   1 4 6 . 1 4   1 3 2   k V   L o a d   a r e a   2   1 2 , 1 3 , 1 4 , 1 5 , 1 6 , 1 8   3 9 . 4 2   3 3   k V   L o a d   a r e a   3   9 , 1 0 , 1 1 , 1 7 , 1 9 , 2 0 , 2 1 , 2 2   4 9 . 9 2   3 3   k V   L o a d   a r e a   4   2 3 , 2 4 , 2 5 , 2 6 , 2 7 , 2 9 , 3 0   3 4 . 1 0   33   V       2 . 2 .   I nequ a lity   co ns t ra ints            B u s   v o ltag li m itatio n   p r o f ile  is   m ain tain ed   w i th in   ac ce p tab le  o p er atin g   l i m its   th in   v o lt ag i n   b u s   li m it i s   g iv e n   b y       _ m i n _ m a x t r t r t r V V V                                                                                           ( 1 0 )         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
IJ A P E     I SS N:  2252 - 8792       Op tima l S itin g   a n d   S iz in g   o f S o la r   P o w er S o u r ce s   in   I n terco n n ec tio n   Gri d   S ystem  ( S   Yo g en d r a   R ed d y )   5   W h er e,   _ m i n tr V An d   _ m a x tr V   ac ce p tab le  b o u n d er   v o ltag li m its   i n   P er   Un it.   DE Gs ca p ac ities   I n ter co n n ec t i o n   o f   d if f er en n o m in a l v al u o f   s o lar   p o w er   g e n er atio n s   b m ai n tai n ed   in   r ated   li m it s       _ m i n _ m a x s o l a r s o l a r s o l a r P P P                                                                                ( 1 1 )     W h er e,   _ m i n s o l a r P   An d   _ a x s o l a r m P   m i n i m u m   a n d   m a x i m u m   r ea ctiv p o w er   g e n er ated   in   s o lar   p o w er   k W .     T ab le  2 .   T r an s m is s io n   Vo lta g L ev e ls   I n   I n d ia   V o l t a g e   ( k V   r ms)   N o mi n a l   M a x   M i n   7 6 5   8 0 0   7 2 8   4 0 0   4 2 0   3 8 0   2 2 0   2 4 5   1 9 8   1 3 2   1 4 5   1 2 2   1 1 0   1 2 1   99   66   72   60   33   36   30         3.   M O DE L I N G   O F   O P F   P RO B L E M     I n   p r ac tical  elec tr ical   p o w er   s y s te m   g en er at in g   p la n ts   ar lo ca ted   f ar   a w a y   f r o m   th e   co n s u m er   d is tr ib u tio n   n e t w o r k   a s   r es u lt   in   lar g e   tr an s m is s io n   n et w o r k   i s   es ti m ated   to   tr a n s f er   t h at   p o w er   to   lo ad   s id en d   h en ce   lead   to   P o w er   lo s s   in   th n e t w o r k .   C o n n ec tio n   o f   s o lar   elec tr icity   p o w er   ca n   s l i g h p o w e r   lo s s es  i f   th eir   r ig h s itti n g s   ar r eg io n .   T o   d eter m in t h o p ti m a s itti n g   o f   s o lar   p o w er   g e n er ato r   in   I E E E   3 0 - b u s   s y s te m   u s ed .     I n   s en s ib le  elec tr ic  en er g y   d e v ice  p r o d u cin g   p lan ts   ar p o s itio n ed   lo n g   w a y   f ar   a w a y   f r o m   th e   clien d is tr ib u tio n   co m m u n it y   as  b r in g   ab o u m as s i v tr an s m is s io n   n et w o r k   i s   p r ed icted   to   s w itc h   th at  e n er g y   to   lo ad   s id s to p   co n s eq u e n tl y   lead   to   p o w er   lo s s   in   t h co m m u n it y .   C o n n ec tio n   o f   s u n   ele ctr icit y   f lo w er s   ca n   s lig h p o w er   lo s s e s   if   t h eir   r ig h s itti n g s   ar r eg io n .   T o   d ec i d e   th h ig h est  u s e f u s o lar   elec tr icit y   g e n er ato r   in   I E E E   3 0 - b u s   s y s te m   r u n n i n g   p o w er   f lo w .       As  s h o w   in   f ig u r 1   p la n n ed   in ter co n n ec tio n   o f   I E E E   3 0 - b u s   te s s y s te m   u s i n g   o p ti m a s iti n g   a n d   s izin g   g en er ato r .   No w   ex a m i n t w o   p o w er   f lo w   m o d els  w it h   r esp ec t to   g en er ato r   o r   lo ad .   T h ese  t w o   ca s e s   ar e   s h o w n   i n   f i g u r 2   p o w er   f lo w   g o   w it h   t h p o w er   g en er ato r   t o   v ar io u s   p o w er   lo ad s   a n d   f i g u r 3   p o w er   g o   w it h   th f lo w   f r o m   v ar io u s   p o w er   g en er ato r s   to   s i n g le   p o w er   l o ad ,   r esp ec tiv el y .   T h ass o ci ated   co n s tr ain ts   ar e   d esc r ib ed   as f o llo w s :     P g en : E lectr icit y   p r o v id ed   w it h   th aid   o f   th P g en   in   elec tr ical  p o w er   n et w o r k .     P load : P o w er   f ed   o n   v ia  th P loa d   in   elec tr ical  p o w er   n et w o r k .     P g en_n : E lectr icit y   s tr e n g t h   f lo w i n g   f r o m   p o w er   g e n er ato r   to   p o w er   lo ad .     P load_n : E lectr icit y   co n s u m ed   b y   n u m er o u s   p o w er   lo ad s .   I n   m ix tu r o f   ab o v t w o   in s tan ce s   d ef i n ed   f o r   f ig u r 1   ca n   b co n v e y ed   w it h   th aid   o f   f i g u r 4   s in g le  li n s i m p li f ied   p o w er   f l o w   m o d el  o n l y   p o w er   g e n er at o r s   an d   lo ad s .   I n   f ig u r 4   No d b u s es  an d   j   ca n   b s y m b o lized   w i th   t h s i n g l lin d iag r a m   o f   ea ch   b u s es   as  s h o w   i n   f ig u r 5 .   T h en   to tal  p o w er   lo s s e s   i n   o v er all  p o w er   s y s te m   ca n   b ca lcu lated   b y   w a y   o f   s u m m i n g   th lo s s es  o f   all  th n o d es  ev er y   ti m t h s o lar   p o w er   g en er ato r   is   i n ter co n n e cted   to   b u s es.             As  f ig u r 5   is   th at  s p ec ialize  in   th co n n ec tio n   a m o n g   s o lar   g en er ato r   an d   lo ad .   I n   s am m a n n er ,   th w h o le  p o w er   elec tr ical   n et w o r k   f ig u r 1   ca n   a ls o   b r eso lu te  b y   m ea n s   o f   m a k i n g   a n   al lo w a n ce   f o r   ab o u t   n et w o r k   elec tr ical  p o w er   lo s s es.    I n   f ig u r 5   is   u s ed   as  an   eq u iv ale n ar r an g e m e n in   f ig u r 1   f r o m   t h p o in t   o f   v ie w   o f   s o lar   p o w er   g e n er at o r .   P load   eq u iv ale n t lo ad   co n s u m ed   f r o m   j   th   n o d b u s .   I n   f i g u r 5 ,   th elec tr icit y   f lo w   d ep en d s   o n   t h q u a n tit y   o f   p o w er   f u r n is h ed   f r o m   e lectr i ca s u b s ta tio n   a n d   s o lar   p o w er   g en er ato r .   T h en   p o w er   lo s s   a m o n g   ea ch   b u s   ca l cu lated   w it h   th aid   o f   eq . 2 .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8792   IJ A P E   Vo l.  5 ,   No .   1 A p r il   2 0 1 6   :   1     13   6       f   ( ) P l o a d _ 1 P l o a d _ n P l o a d _ n + 1 P g e n n e t w o r k   Fig u r 2 .   P o w er   g o es  w i th   t h f lo w   f r o m   g e n er ato r s   to   th n u m er o u s   p o w er   lo ad s .         f   ( ) P g e n _ 1 P g e n _ n P g e n _ n + 1 P l o a d n e t w o r k   Fig u r 3 .   E lectr icit y   f lo at  f r o m   n u m er o u s   p o w er   g e n er ato r s   to   p o w er   lo ad .         f   ( ) P g e n _ 1 P g e n _ n P g e n _ n + 1 n e t w o r k P l o a d _ 1 P l o a d _ n P l o a d _ n + 1 i j     Fig u r 4 .   Si m p li f ied   p o w er   f lo w   o n l y   p o w er   g en er ato r s   a n d   lo ad s .       3 . 1 .   Select io n o f   o pti m a l lo ca t io n           Ass u m in g   n o   ch a n g i n   n o d v o ltag m a g n it u d at  j   th   b u s   s o lar   p o w er   g en er ated   ca n   b wr itten   as   in   b elo w   eq u atio n     s o l a r s o l a r j P I V                                                                                                  ( 1 2 )     s o l a r I   C u r r en m a g n itu d at  j th   b u s   n o d e.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
IJ A P E     I SS N:  2252 - 8792       Op tima l S itin g   a n d   S iz in g   o f S o la r   P o w er S o u r ce s   in   I n terco n n ec tio n   Gri d   S ystem  ( S   Yo g en d r a   R ed d y )   7   T h w h o le  elec tr icit y   p o w er   l o s s   ag ai n s i n j ec ted   s tr en g th   i s   f u n ctio n   an d ,   at  m i n i m u m   lo s s es,  t h e   ch ar g o f   e x ch a n g o f   lo s s   w it h   r ec o g n ize  to   t h in j ec ted   elec tr icit y   t u r n s   in to   ze r o .            11 20 nn l o s s i j j i j j ij i P a P b Q P                                                                ( 1 3 )         A C D C V i V j R i j   +   j X i j P i P l o a d P s o l a r P j P i n j P g e n I i   Fig u r 5 .   S in g le  li n d iag r a m   o f   b et w ee n   t w o   b u s e s .       3 . 2 .   O pti m a dis t rib ute d e nerg y   re s o urce s   s izi ng   a nd   lo ca t io n   T h f ac th n o n - o p ti m al  s ize   an d   n o n - o p ti m al  s i tin g   s y s te m   m a y   lead   to   h i g h   p o w er   l o s s es,  b ad   v o ltag p r o f ile s   an d   h ig h   lo s s e s   o f   p r o f it  m ar g i n s   o f   DI S C O M’ s   e n d .   DE G’ s   w i ll g e n er ati n g   p o w er   w il l b id en ti f ied   b y   o p ti m al  s izin g   co n s tr ai n t s   in   eq   ( 9)     i n j s o l a r l o a d P P P                                                                                                        ( 1 4 )     i n j P    P o w er   f lo w   i n j ec tio n   at  n o d b u s   k W ;   l o s s P C an   w r ite   a s   w it h   co n s tr ai n ts .     1 1 nn l o s s i j j i j j i j j ij P a P b Q a                                                                         ( 1 5 )     T h ab o v eq u atio n   is   s o lv ed   as      1 1 nn s o l a r l o a d i j j i j j i j j ij P P a P b Q a                                                           ( 1 6 )         T h DE G’ s   u n i ts   at  n o n - o p tim al  s ize  a n d   n o n - o p ti m al  s iti n g   s y s te m   m a y   lead   to   h i g h   p o w er   lo s s e s .   T h u s   p o w er   lo s s   is   f u n c tio n   o f   lo s s   co e f f ic ien t s .   Af ter   in s tallatio n   o f   s o lar   p o w er   s y s t e m   to   n et w o r k   lo s s   co ef f icie n t s   w ill  c h an g d ep en d in g   i n j ec tio n   o f   p o w er .   L o a d   f lo w   ca lc u latio n   is   r eq u ir ed   f o r   u p d atin g   P lo s s .   Fin all y   t h o p ti m al  s ize  is   ca lc u lated   f r o m   t h b asic c ase  I E E E   3 0   B u s   s y s te m .       4.   P RO P O SE AL G O R I T H M   F L O CH ART   T h is   p ap er ,   I E E E   3 0   b u s   test   s y s te m   N= 3 0 ,   an d   n u m b er   o f   DE G’ s   i n ter co n n ec ted   is   5   b y   d i v id i n g   in to   A r ea s .   I n   th i s   ca s e,   th m ax i m u m   lo s s e s   in   n o d b u s   n u m b er   ar s elec ted   f o r   DE G’ s   i n s tal latio n .   E ac h   ti m p o w er   f lo w   i s   ev a lu ated   t o   f in d   P o w er   lo s s   an d   v o ltag is   u p d ated .   B o th   ca s es a r co m p ar e s   w it h   v o lta g e   d if f er e n ce   at  ea ch   n o d b u s   g r ap h   is   p lo tted   in   f i g u r e   6.       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8792   IJ A P E   Vo l.  5 ,   No .   1 A p r il   2 0 1 6   :   1     13   8   S t a r t E N D I n p u t   d a t a   G e n e r a t o r   c o e f f i c i e n t ,   l o a d   b u s   a n d   t r a n s m i s s i o n   l i n e   d a t a D e s i g n   s i n g l e   l i n e   t e s t   b u s   s y s t e m   i n   P o w e r W o r l d   .   S a v e   [ * . p w b ]   f i l e R u n   p o w e r   f l o w   a n d   s o l v e   o b j e c t i v e   f u n c t i o n   ( 1 )   C o n s t r a i n t s     t e s t i n g ( 1 0 , 1 1 )     i = 1 P s o l a r   = P l o a d + P l o s s ( 1 6 ) S o l a r   p o w e r   i n t e r c o n n e c t i o n   c o m p a r e d   w i t h   r a t i n g   s u b s t a t i o n .   R e g e n e r a t i o n   p o w e r   f l o w   i n   [ * . p w b ]   f i l e D e t e r m i n e d     n e w   s y s t e m   b a s e d   t e c h n i c a l   a n d   e c o n o m i c a l   c o n s t r a i n t s ` S i z i n g   o f   n e w   S o l a r     g e n e r a t o r   i = i + 1 Y N N Y   F ig u r 6 .   P r o p o s ed   alg o r ith m   f lo w   ch ar t       5.   SPECI F I CA T I O O F   T E S T   SYS T E M   AND  T AB L E S   I n   o u r   p ap er   ca lcu lat io n   t h o p tim a s ize   an d   o p ti m al  s iti n g   s y s te m   is   r eso l u te  b ased   o n   r ed u ci n p o w er   lo s s es  s i m p l y .   Un ce r tai n t y   DE G’ s   is   i n   elec tr ical  p o w er   m ar k etp lace ,   o p ti m al  s ize   an d   o p tim a s iti n g   s y s te m   is   d eter m i n ed   b ased   o n   P o w er   lo s s es  i n   n et w o r k ,   Vo ltag lev el   r atin g   a n d   a v ailab le  s o lar   p o w er   f ea s ib le  r ati n g s .   B ased   o n   alg o r ith m   s h o w   i n   f i g u r 6   o p tim al  s ize  DE G’ s   ar ca lcu lated   a v ar io u s   lo ad   ar ea s   as sh o w n   i n   f i g u r es  7 ,   8 ,   9   an d   1 0   at  v ar io u s   n o d b u s es  f o r   I E E E   3 0   b u s   s y s te m .   As  f ar   as   s itti n g   is   co n ce r n e d ,   test   s y s te m   ea c h   lo ad   ar e as,  co r r esp o n d in g   h ig h e s v a lu w o u ld   d eliv er   r an g i n g   o f   t h DE G s   r atin g   to   p r o b ab le  t o   least p o w er   lo s s es.    An y   g o v er n m e n s u p er v is o r y   o r g an izatio n   ca n   g i v th er r estrictin g   t h s izes  o f   s o lar   p o w er   b ased   o n   r atin g   o f   ex i s ti n g   p o w er   s y s te m   i n   o p er atio n .     I n   th 3 0 - b u s   I E E E   s y s te m ,   is   r an g i n g   f r o m   2 MW - 150M W   as  s h o w n   i n   tab le   3 .   So lar   p o w er   s y s te m   w il i n ter co n n ec ted   to   elec tr ic al  g r id   . Fo r   t h I E E E   3 0   b u s   s y s te m   3 3 /1 1   k a n d   1 3 2 /3 3   k r atin g   is   s elec ted .   T h r an g o f   DE G s   s y s te m   i s   s ited   at   v ar io u s   lo ca tio n s   o f   n o d b u s e s   as  s h o w   in   f ig u r e   1 .   I f   th e   p r o p o s ed   DE G’ s   i s   in s er ted   it  w ill  r ed u ce   8 7   MW   lo s s es.  So lar   p o w er   s tep   o f   MW  to   ea ch   DE G’ s ,   th in itia p o w er   lo s s   is   o b tain ed   b y   p o w er   f lo w   co m p u tatio n .           Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
IJ A P E     I SS N:  2252 - 8792       Op tima l S itin g   a n d   S iz in g   o f S o la r   P o w er S o u r ce s   in   I n terco n n ec tio n   Gri d   S ystem  ( S   Yo g en d r a   R ed d y )   9   T ab le  3 .   So lar   in ter co n n ec tio n   g r id   I n d ia   I n t e r f a c i n g   g r i d   s u b s t a t i o n   I n j e c t i o n   v o l t a g e   l e v e l   I n j e c t i o n   c a p a c i t y   a t   s u b s t a t i o n   3 3 / 1 1   k V   3 3   k V   2   t o   8   1 3 2 / 3 3   k V   3 3   k V   6   t o   1 5   1 3 2 / 3 3   k V   1 3 2   k V   1 1   t o   5 0   2 2 0 / 1 3 2   k V   1 3 2   k V   1 1   t o   5 0   2 2 0 / 1 3 2   k V   2 2 0   k V   4 1   t o   1 0 0   4 0 0 / 2 2 0   k V   2 2 0   k V   51   o  150       5 . 2 .     P er   Unit  v o lt a g e   s elec t io n   Fig u r 1 1 .   Op ti m al  s izin g   a n d   s itti n g   o f   DE G s   s h o w   b e f o r an d   af ter   i n s ta llatio n s   o f   s o lar   at  v ar io u s   n o d b u s es.  T h r esu lts   ar i n   ag r ee m en w i th   t h r esu lt  w it h   p r ev io u s   w o r k .   No tice  at  L o ad   ar ea   1   w il l   in s ta llatio n   o f   5 0   MW   is   b est   lo ca tio n   to   r ed u ctio n   o f   p o w er   lo s s es.  Si m ilar l y   lo ad   a r ea   2 ,   lo ad   ar ea   3   an d   lo ad   4   in s tallatio n   o f   8 M W   r es p ec tiv el y   a s   s h o w   i n   tab le   4.       T ab le  4 .   Hig h est,  lo w est lo ad ,   h ig h e s t a n d   lo w est lo s s   A r e a   H i g h e st   l o a d   bus   L o w e st   l o a d   bus   H i g h e st   l o ss   L o w e st   l o ss   L o a d   a r e a   1   5   28   6   8   L o a d   a r e a   2   12   13   15   13   L o a d   a r e a   3   21   9   20   9   L o a d   a r e a   4   29   27   29   27       T h o u g h   i n   r ea lt y   t h s izes   w i ll  b f ix ed   an d   p o w er   f ac to r   ca n   b allo w ed   to   v ar y   to   o b s er v t h e   i m p ac t   o f   DE G’ s   o n   p o w er   lo s s .   I is   i n ter esti n g   to   s ee   in   tab le  7 .   P er   u n it  ar s y s te m   i s   i m p r o v ed .   C o m p ar is o n   o f   v o ltag le v el  i n   P at  ea ch   b u s   b ef o r an d   af ter   in s tallat io n   o f   s o lar   p o w er   p lo tted   in   g r ap h .       T ab le  5 .   L o s s   co m p ar is o n   o f   g en er atio n ,   lo ad   an d   lo s s es b e f o r an d   af ter   in s tal latio n   o f   s o l ar   p o w er   i n   f i g u r 1 .     G e n e r a t o r s   M W   L o a d   M W   L o ss M W   B e f o r e   so l a r   4 7 7 . 1 6   3 8 1 . 0 1   9 6 . 1 5   A f t e r   so l a r   4 9 3 . 7 6   4 8 5 . 6   8 . 1 6       Fig u r 1 1 .   Op ti m al  s izi n g   an d   p lace m e n o f   DE G s   s h o w   b ef o r an d   af ter   in s tallatio n s   o f   s o lar   at   v ar io u s   n o d b u s e s .   No tice  a zo n 1   w il i n s ta llatio n   o f   1 5 0   k W   n o d b u s es  1 2   i s   b es lo c atio n   to   r ed u c tio n   o f   p o w er   lo s s es.  S i m ilar l y   Z o n 2 ,   Z o n 3   an d   Z o n 4   w i ll i n s tal l 1 5 0   k W   r esp ec tiv el y   as  s h o w   i n   tab le  4.   T h o u g h   i n   r ea lt y   th s ize s   w i ll  b f ix ed   an d   p o w er   f ac to r   ca n   b allo w ed   to   v ar y   to   o b s er v t h e   i m p ac o f   DE G s   o n   p o w er   lo s s .   I i s   i n ter est in g   to   s e in   tab le  7 .   P er   u n it   ar s y s te m   is   i m p r o v ed .   C o m p ar is o n   o f   v o lta g lev e l i n   P at  ea ch   b u s   b ef o r an d   a f ter   in s talla tio n   o f   s o lar   p o w er   p lo tted   in   g r ap h .       6.   P RATI C AL   T E ST   S YS T E M   T ec h n ical  f ea s ib ilit y   f o r   n e w   an d   r en e w ab le  en er g y   ( NR E )   g en er atio n   u n it   B h av s v a s o l ar   en er g y   P v ltd     a p p r o v ed   b y   ce n tr al  p o w er   d is tr ib u tio n   co m p an y   o f   A P   li m ited   to   co n n ec tin g   to   p o w er   tr an s f o r m e r   ca p ac it y   5 MV A   w i th   v o lta g e   r atin g   3 3 /1 1   k V.   S u b s tatio n   is   an ticip ated   m a x i m u m   d e m an d   2 . 2 5 MV A .   As   s h o w   i n   f i g u r 1 1   s in g le  li n d iag r a m   E HT   SS   3 3 /1 1   k w ith   s o lar   p o w er   p lan w il g e n er atio n   ca p ac it y   o f   2 MW .   Dif f er e n ce   b et w ee n   lo ad   an d   g e n er atio n   ca p ac it y   i s   4 . 2 5   MW .   I n   3 3 k lin i s   f ea s i b le  to   tr an s m it  t h e   p o w er   w ith   lo ad   an d   g en er at io n   ca p ac it y   4 . 2 5 MW   w it h   p o w er   tr an s f o r m er   r ated   ca p ac it y   5 MV A .   P o w e r   tr an s f o r m er   w ill  ab le  to   lo ad   an d   g e n er atio n   ca p ac it y   0 . 7 5 MW   af ter   in s tallatio n   o f   s o lar   to   ex is ti n g   3 3   k V   f ee d er s .   3 3   k f ee d er   p e r ce n tag o f   R e g u la tio n   b ef o r in s tallatio n   o f   s o lar   p o w er   p lan %5 . 2 5   an d   af ter   in s ta llatio n   o f   s o lar   p o w er   p lan t %5 . 5 5   s h o w   in   tab le  6 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8792   IJ A P E   Vo l.  5 ,   No .   1 A p r il   2 0 1 6   :   1     13   10     Fig u r 7 .   MW   lo s s   lo ad   ar ea   1       Fig u r 9 .   MW   lo s s   lo ad   ar ea   3         Fig u r 8   MW   lo s s   lo ad   ar ea   2     Fig u r 1 0 .   MW   lo s s   lo ad   ar ea   4     T ab le  6 .   C o m p ar is o n   o f   g e n er atio n ,   lo ad   an d   lo s s es b ef o r an d   af ter   in s talla tio n   o f   s o lar   p o w er   in   f i g u r 1 3 .     B e f o r e   A f t e r   R e g u l a t i o n   5 . 2 5   5 . 5 5     8 . 7   1 2 . 5   1 . 4   0 . 3   0 . 9   0 2 4 6 8 10 12 14 5 6 7 8 28 Po w er  L o s s  M W   B us   No .   0   0   0   0 . 1   0   1 . 5   0 . 6   0 . 4   0 0 . 2 0 . 4 0 . 6 0 . 8 1 1 . 2 1 . 4 1 . 6 9 10 11 17 19 20 21 20 P o w er   L o s s   M W   B us   No .   0   0   0 . 6   2 . 1   0 . 4   0 . 7   0 0 . 5 1 1 . 5 2 2 . 5 12 13 14 15 16 18 Po w er  L o s s  M W   B us   No .   0 . 5   1 . 1   0 . 7   1 . 2   0 . 1   4 . 8   3 . 2   0 1 2 3 4 5 6 23 24 25 26 27 29 30 P o w er   L o s s   M W   B us   No .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.