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.   9 ,   No .   2 ,  A u g u s t 2 0 2 0 ,   p p .   1 0 0 ~1 0 6   I SS N:  2252 - 8 7 9 2 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /i j ap e. v 9 . i2 . p p 1 0 0 - 106       100       J o ur na l ho m ep a g e :  h ttp : //ij a p e. ia esco r e. co m   So lv ing  opti m a l r ea ctive po w er proble m  by enha nc e d f rui t  fly  o pti m i z a tion a lg o rith m  and  status  o f  m a terial a lg o rith m         K a na g a s a ba i Leni n     De p a rt m e n t  o f   El e c tri c a l  a n d   El e c tro n ics   E n g in e e rin g ,  P ra sa d   V .   P o tl u ri  S id d h a rt h a   In stit u te o f   T e c h n o lo g y ,  In d ia         Art icle  I nfo     AB ST RAC T     A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   J u l   1 9 ,   2 0 1 9   R ev i s ed   Feb   1 9 ,   2 0 2 0   A cc ep ted   Ma r   3 ,   2 0 2 0       T h is  p a p e r  p ro p o se s  e n h a n c e d   f ru it   f ly   o p ti m iza ti o n   a lg o rit h m   (EF F )    a n d   sta t u s  o f   m a teria l  a lg o rit h m   (S M A )  to   so lv e   t h e   o p ti m a l  re a c ti v e   p o w e r   p ro b lem .   F ru it   f l y   o p ti m i z a ti o n   a lg o rit h m   is  b a se d   o n   th e   f o o d   f in d i n g   b e h a v io r  o f   th e   f ru it   f ly .   T h e re   a re   tw o   ste p s  i n   f o o d   f in d i n g   p r o c e d u re   o f   f ru it   f l y :  A t  f irst  it   s m e ll s  th e   f o o d   so u rc e   b y   m e a n s  o f  o sp h re sis  o rg a n   a n d   it   f li e s  in   th a t  d irec ti o n ;  a f terw a rd s,  w h e n   it   g e ts  c lo se r  to   th e   f o o d   sit e ,   th ro u g h   it s  se n siti v e   v isio n   it   w il l  f in d   th e   f o o d .   A t  th e   b e g in n in g   o f   th e   ru n   b y   d im in ish in g   t h e   i n e rti a   w e ig h t  f ro m   a   larg e   v a lu e   to   a   sm a ll   v a lu e ,   w il l  lea d   to   e n h a n c e   t h e   g lo b a l   se a rc h   c a p a b il it y   a n d   m o re   lo c a l  se a rc h   a b il it y   w il l  b e   in   p r o c e ss   th e   e n d   o f   th e   r u n   o f   th e   EF F   a lg o rit h m .   T h e n   S M A   is  p ro jec ted   to   so lv e   th e   p ro b lem .   T h re e   sta te  o f   m a t e rial  a re   so li d ,   li q u id ,   a n d   g a s.  F o r  ev o lu ti o n   p r o c e d u re   d irec ti o n   v e c to r  o p e ra to r  a ss ig n   a   d irec ti o n   to   e v e r y   m o lec u le  c o n se c u ti v e l y   to   g u id e   th e   p a rti c le  p ro g re ss io n .   C o ll isi o n   o p e ra to r   im it a tes   th e   c o ll isio n s  f a c to r  in   w h ich   m o lec u les   a re   i n tera c ti n g   to   e a c h   o th e r.     P r o p o se d   e n h a n c e d   E F F ,   S M A   h a s  b e e n   tes ted   i n   sta n d a rd   IE EE   3 0   b u s  tes t  s y ste m   a n d   sim u latio n   re su lt s  sh o w   th e   p ro jec ted   a lg o rit h m s  r e d u c e d   th e   re a l  p o w e r  lo ss   c o n si d e ra b ly .   K ey w o r d s :   Fru it  f l y   o p ti m izatio n     R ea cti v e  po w er     Statu s   o f   m ate r ial    T r an s m is s io n   lo s s       T h is i s  a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Kan a g asab ai  L e n i n ,    Dep ar t m en t o f   E lectr ical  an d   E lectr o n ics E n g i n ee r in g ,   P r asad   V.   P o tlu r i Sid d h ar th a  I n s ti tu te  o f   T ec h n o lo g y ,   Kan u r u ,   Vij a y a w ad a,   An d h r a  P r ad esh - 520007 ,   I n d ia.   E m ail:  g k len i n @ g m ai l.c o m       1.   I NT RO D UCT I O N     R ea cti v e  p o w er   p r o b lem   p la y s   an   i m p o r tan t  r o le  in   s ec u r e  an d   ec o n o m ic  o p er atio n s   o f   p o w er   s y s te m .   Nu m er o u s   t y p e s   o f   m et h o d s   [ 1 - 6 ]   h av e  b ee n   u tili ze d   to   s o lv e  th e  o p ti m al  r ea ct iv e  p o w er   p r o b le m .   Ho w e v er   m an y   s cien tific   d i f f icu ltie s   ar e  f o u n d   w h ile  s o lv i n g   p r o b lem   d u e  to   a n   a s s o r t m en t  o f   co n s tr ain t s .   E v o lu tio n ar y   tec h n iq u e s   [ 7 - 1 5 ]   ar e  ap p lied   t o   s o lv e  th e  r ea ctiv e  p o w er   p r o b le m .   T h is   p ap er   p r o p o s es   en h a n ce d   f r u it  f l y   o p ti m izat io n   alg o r it h m ,   s tat u s   o f   m ater ia l  a lg o r ith m   to   s o l v e  t h e  o p tim al  r ea cti v e  p o w er   p r o b lem .   Fru it  f l y   o p ti m izat i o n   alg o r ith m   i s   b ased   o n   th e  f o o d   f in d in g   b eh a v io r   o f   t h e  f r u it  f l y .   W h e n   co m p ar e  to   o th er   s p ec ies  f r u it  f l y   is   b etter   to   in   v is io n   an d   o s p h r esis .   I n   th e  p r o j ec te d   en h a n ce d   f r u it  f l y   o p tim izatio n   a lg o r it h m   ( E FF ) ,   lin ea r   g en er atio n   m ec h a n i s m   o f   ca n d id ate  s o l u tio n   is   in co r p o r ated   w it h   f r u it   f l y   al g o r ith m .   I n   o r d er   to   m ai n tai n   th e  b alan ce   b et w ee n   g lo b al  an d   lo ca l   s ea r ch   an   in er ti a  w eig h t  is   ap p lied     in   t h e  p r o ce d u r e.   Fo r   g lo b al  s ea r ch   lar g e   in er tia   w ei g h t  i s   u tili ze d   an d   s m all  i n er tia  w eig h t  ap p lied   f o r   lo ca l  s ea r ch .   A t  th e   b eg i n n in g   o f   t h e  r u n   b y   d i m in i s h in g   t h e  in er tia  w e ig h t  f r o m   a  lar g e   v al u e  to   a  s m a ll  v al u e,     w il l  lead   to   e n h a n ce   t h e  g lo b al  s ea r ch   ca p ab ilit y   a n d   m o r e   lo ca l  s ea r ch   ab il it y   w ill  b e  i n   p r o ce s s   t h e  e n d     o f   th e  r u n .   T h e n  s tat u s   o f   m a t er ial  alg o r ith m   ( SM A )   is   u tili ze d   to   s o lv e  th e  o p ti m al  r ea cti v e  p o w er   p r o b lem .   T h r ee   s tate  o f   m ater ial   ar e  s o lid ,   liq u id ,   an d   g as.  I n   g as  th er e  is   n o   p r ec is e   s h ap e,   b u t  f i t  i n to   t h e  e n tire   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   A p p l P o w er   E n g   I SS N:  2252 - 8792       S o lvin g   o p tima l rea ctive   p o w e r   p r o b lem  b y  en h a n ce d   fr u it fl y  o p timiz a tio n …  ( K a n a g a s a b a i Len in )   101   co n tain er   in   w h ich   it  is   r estri cted .   Dev elo p m e n t  is   test ed   b y   t h e  m o lecu le s   r ep r esen t  th e  u t m o s t  allo w ab le  d is p lace m e n t  ρ 1   a m o n g s t  t h e   p ar ticles.  I n ter m o lecu lar   f o r ce s   r estricte d   i n   liq u id   s ta te,   th a n   i n   g as  s tate.     T h er e  w ill  b e  s u f f icie n t  en er g y   f o r   th e  m o lecu le s   to   s h i f t  r ea s o n ab l y   to   ea ch   o th er   b u t  a  m o b ile  s tr u ct u r e  w il l   r eig n .   T h r o u g h o u t  th e  co n tai n er   th e  s h ap e  o f   t h e  liq u id   ca n   b e  ac ce s s ed .   Mo lecu le s   d en o te  a  p ar ticle  m o v e m e n t  ρ 2   w i th i n   t h e  liq u i d   s tate.   Mo lecu les  ar e  cr a m m ed   co llectiv el y   w it h   f o r ce s   a m o n g s t  th e  p ar ticle s   ar e  b ein g   to u g h   e n o u g h   ca n n o t  m o v e  lib er all y   o n l y   ca n   v i b r ate  in   th e  s o lid   s tate.   So lid   s tate  h as  a  s tead y ,   u n a m b i g u o u s   s h ap e  an d   p o s s ess es  s p ec i f ic  v o lu m e.   So lid s   ca n   o n l y   m o d if y   th e ir   s h ap e   b y   ap p l y i n g   f o r ce ,   an d   p ar ticles  ar e  ca p ab le  to   v i b r ate  tak in g   i n to   ac co u n t  o f   a  m i n i m u m   ρ 3   d is ta n ce .   C o ll is i o n   o p er ato r   im i tate s   th e  co lli s io n s   f ac to r   in   w h ich   m o lec u les   ar e  in ter ac tin g   to   ea ch   o th er .   I n   ar b itra r y   b e h av io u r   o f   m o lec u les ,   ca p r icio u s   p o s itio n s   ar e  f o r m e d   s u b s eq u e n t  to   a  p r o b ab ilis tic  co n d itio n   w h ich   co n s id er s   c ap r ici o u s   lo ca tio n s   w it h i n   a  r ea lis tic  ex p lo r atio n   s p ac e.   P r o p o s ed   en h an ce d   f r u it  f l y   o p ti m iza tio n   alg o r ith m   ( E F F),   s tatu s     o f   m ater ial  a lg o r it h m   ( SM A )   h as b ee n   test ed   i n   s ta n d ar d   I E E E   3 0   b u s   test   s y s te m   a n d   s i m u latio n   r e s u l ts   s h o w   th e  p r o j ec ted   alg o r ith m s   r ed u c ed   th e  r ea l p o w er   lo s s   co n s id e r ab ly .         2.   P RO B L E M   F O R M UL AT I O N    Ob j ec tiv e  o f   th e  p r o b lem   i s   to   r ed u ce   th e  tr u e  p o w er   lo s s :     F = P L = ∑   g k k ∈ Nbr ( V i 2 + V j 2 − 2 V i V j c os θ ij )   ( 1 )     Vo ltag e  d ev iatio n   g i v e n   as  f o llo w s :     F = P L + ω v × Vol ta ge   De via tion     ( 2 )     Vo ltag e  d ev iatio n   g i v e n   b y :       Vol ta ge   de via tion   = ∑ | V i − 1 | N p q i = 1     ( 3 )     C o n s tr ain t ( e q u ali t y ) :     P G = P D + P L     ( 4 )     Co n s tr ain t s   ( i n eq u a lit y ) :     P g s l ack m i n ≤ P g s l ac k ≤ P g s l ack m ax     ( 5 )     ≤ Q gi ≤ Q gi m ax   , i ∈ N g     ( 6 )     V i m i n ≤ V i ≤ V i m ax   , i ∈ N     ( 7 )     T i m i n ≤ T i ≤ T i m ax   , i ∈ N T     ( 8 )     Q c m i n ≤ Q c ≤ Q C m ax   , i ∈ N C     ( 9 )       3.   E NH ANC E D  F RUI T   F L Y  O P T I M I Z AT I O N  AL G O R I T H M   Fru it  f l y   o p ti m izatio n   al g o r ith m   is   b ased   o n   t h e  f o o d   f i n d in g   b eh a v io r   o f   t h e  f r u it   f l y .   W h e n   co m p ar e  to   o th er   s p ec ies  f r u it  f l y   i s   b etter   to   in   v is io n   an d   o s p h r esis   [ 1 6 ] .   T h er e   ar e   t w o   s tep s   in   f o o d   f in d in g   p r o ce d u r e  o f   f r u it  f l y :  at  f ir s t  it  s m ells   t h e  f o o d   s o u r ce   b y   m ea n s   o f   o s p h r esi s   o r g an   an d   it  f lies   in   t h at   d ir ec tio n ;  af ter w ar d s ,   w h e n   it   g ets  clo s er   to   th e  f o o d   s ite,   th r o u g h   it s   s en s iti v e  v i s io n   it  w il l  f i n d   th e  f o o d .   Mo d eled   alg o r ith m   o f   t h e  f r u it   f l y   o p ti m izatio n   h a s   b ee n   g i v en   b elo w :   a.   I n itializatio n   o f   p ar a m eter s   b.   C an d id ate  s o l u tio n s   ar e  en g e n d er ed   c.   L o ca tio n   o f   f r u it f l y   s w ar m   at  p r eli m in ar y   lev e l      _    =    (  )   ;  _    =     (  )     ( 1 0 )     d.   C o n f er   ca p r icio u s   d ir ec tio n   an d   d is tan ce   f o r   f i n d in g   t h e  f o o d   b y   a n   in d i v id u al  f r u it f l y     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
          I SS N :   2252 - 8792   I n t J   A p p l P o w er   E n g ,   Vo l.   9 ,   No .   2 ,  A u g u s t 2 0 2 0 :    1 0 0   –   1 0 6   102   = _    +    (  )   ;  = _    +    (  )     ( 1 1 )     e.   Fro m   th e  o r ig i n   co m p u te  t h e  d is tan ce   o f   f o o d   lo ca tio n           = √ 2 + 2     ( 1 2 )     f.   Valu e   o f   t h e  s m ell  co n ce n tr ati o n   j u d g m e n t is  f o u n d   b y ,     = 1      ( 1 3 )     = 1 √ ( _   +    (  ) ) 2 + ( _   +    (  )   ) 2     ( 1 4 )     g.   I n d iv id u a l f r u it f l y   s m e ll c o n c en tr atio n   i s   ca lcu la ted   b y ,       =    ( )     ( 1 5 )     h.   Am o n g   t h e  f r u it  f l y   s w ar m   d i s co v er   o u t th e  f r u it  f l y   w it h   m a x i m u m   s m el l c o n ce n tr atio n ,     [     ,     ] =  (  )     ( 1 6 )     i.   B y   u s i n g   v i s io n   to w ar d s   t h at  l o ca tio n   f r u i t f l y   s w ar m   f lies ,         =         ( 1 7 )     _  = (     )     ( 1 8 )     _  = (     )     ( 1 9 )     j.   R ep licate  t h e  i m p le m e n tatio n   o f   s te p s   b - i.  W h en   th e  s m ell  co n ce n tr atio n   is   n o t  s u p er io r   to     th e  p r ec ed in g   iter ati v e  s m el l  co n ce n tr atio n   an y   lo n g er   o r   w h e n   th e  i ter ativ e  n u m b er   r ea ch es     th e  m a x i m u m   n u m b er   o f   iter at io n s ,   th e  f lo w   w ill  s to p .   I n   th e  p r o j ec ted   en h an ce d   f r u it  f l y   o p ti m izatio n   al g o r ith m   ( E F F),   lin ea r   g en er atio n   m ec h a n i s m     o f   ca n d id ate  s o lu tio n   is   in co r p o r ated   w it h   f r u it  f l y   al g o r ith m .   I n   o r d er   to   m a in ta in   th e  b ala n ce   b et w ee n   g lo b al   an d   lo ca l sear ch   a n   i n er tia  w ei g h t   is   ap p lied   in   t h e  p r o ce d u r e.   Fo r   g lo b al  s ea r ch   lar g e  in er ti a  w ei g h t is  u ti lized   an d   s m all  i n er tia  w e ig h t  ap p lied   f o r   lo ca l   s ea r ch .   A t  th e  b eg in n i n g   o f   t h e  r u n   b y   d i m in is h i n g   th e  in er tia   w ei g h t  f r o m   a  lar g e  v al u e  to   a  s m al l  v al u e,   w il l  lead   to   en h an ce   t h e  g lo b al  s ea r ch   ca p ab ilit y   a n d   m o r e  lo ca l  s ea r ch   ab ilit y   w ill b e  in   p r o ce s s   th e  e n d   o f   th e  r u n .     a.   I n itializatio n   o f   p ar a m eter s   b.   C an d id ate  s o l u tio n s   ar e  en g e n d er ed   th r o u g h   li n ea r   g e n er atio n   m ec h a n is m   c.   L o ca tio n   o f   f r u it f l y   s w ar m   at  p r eli m in ar y   lev e l     _  ′ = ∗      ( 2 0 )     d.   C o n f er   ca p r icio u s   d ir ec tio n   an d   d is tan ce   f o r   f i n d in g   t h e  f o o d   b y   a n   in d i v id u al  f r u it f l y     ′ = _  ′ + ∗    ; = ∗     ( 2 1 )     e.   Valu e  o f   t h e  s m ell  co n ce n tr ati o n   j u d g m e n t is  f o u n d   b y     ′ = ′ = _  ′ + ∗       ( 2 2 )     k.   I n d iv id u a l f r u it f l y   s m e ll c o n c en tr atio n   i s   ca lcu la ted   b y ,       ′ =    ( ′ )   ( 2 3 )   l.   Am o n g   t h e  f r u it  f l y   s w ar m   d i s co v er   o u t th e  f r u it  f l y   w it h   m a x i m u m   s m el l c o n ce n tr atio n ,     [     ′ ,     ′ ] =  (  ′ )     ( 2 4 )     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   A p p l P o w er   E n g   I SS N:  2252 - 8792       S o lvin g   o p tima l rea ctive   p o w e r   p r o b lem  b y  en h a n ce d   fr u it fl y  o p timiz a tio n …  ( K a n a g a s a b a i Len in )   103     m.   Ma in tai n   t h e  m ax i m u m   co n ce n tr atio n   v al u e  an d   ′ co o r d in ate.   s u b s eq u en t l y ,   b y   u s in g   v is io n   th e  f r u it   f l y   s w ar m   f lie s   i n   th e  d ir ec tio n   o f   t h at  lo ca tio n :         ′ =     ′     ( 2 5 )     _  ′ = (     ) ′     ( 2 6 )     n.   R ep licate  t h e  i m p le m e n tatio n   o f   S tep s   b - i.  W h e n   t h e  s m el l  co n ce n tr atio n   i s   n o t  s u p er io r   to     th e  p r ec ed in g   iter ati v e  s m el l  co n ce n tr atio n   an y   lo n g er   o r   w h e n   th e  i ter ativ e  n u m b er   r ea ch es     th e  m a x i m u m   n u m b er   o f   iter at io n s ,   th e  f lo w   w ill  s to p .       4.   ST A T US O F   M AT E RIA L   A L G O R I T H M     C o n v en t io n all y ,   th r ee   s ta te  o f   m a ter ial  ar e  s o lid ,   liq u id ,   an d   g as.  I n   g as  th er e  is   n o   s p ec if ic  s h ap e,   b u t  f it  in to   th e  w h o le  co n tai n e r   in   w h ich   it  is   r estricte d .   P r o g r ess io n   is   test ed   b y   th e  m o le cu les  s y m b o lize  t h e   u t m o s t  allo w ab le  d is p lace m e n t  ρ 1   am o n g s t  th e  p ar ticles.  I n ter m o le c u lar   f o r ce s   ar e  ex tr a  r estricte d   in   liq u id   s tate,   th a n   i n   g as s tate.   T h er e  w il l b e  en o u g h   en er g y   f o r   th e  m o lecu le s   to   s h i f t c o m p ar ati v el y   to   ea ch   o t h er   b u t   a  m o b ile  s tr u ct u r e  w ill  p r ev a il.   T h r o u g h   t h e  co n tai n er   th e   s h ap e  o f   t h e  liq u id   ca n   b e  ac ce s s ed .   Mo l ec u le s   s y m b o lize  a  p ar ticle  m o v e m e n t  ρ 2   in s id e  t h e  liq u id   s tate.   Mo lecu les  ar e  cr a m m ed   co llectiv el y   w it h   f o r ce s   a m o n g s t  t h e  p ar ticles  ar e  b ein g   to u g h   en o u g h   ca n n o t  m o v e  lib er all y   o n l y   ca n   v ib r ate  in   th e  s o lid   s tate.   So lid   s tate  h a s   a  s tead y ,   u n a m b ig u o u s   s h ap e  an d   p o s s ess e s   s p ec i f i c  v o lu m e.   So lid s   ca n   o n l y   m o d if y   t h eir   s h ap e  b y   ap p ly i n g   f o r ce ,   an d   p ar ticles a r e  ca p ab le  to   v ib r ate  tak in g   i n t o   ac co u n t o f   a  m in i m u m   ρ 3   d is tan ce   [ 1 7 ] .     I n   th e  p r o p o s ed   m e th o d   s tat u s   o f   m ater ial  al g o r it h m   ( S M A ) ,   f o r   ev o lu t io n   p r o ce d u r e  d ir ec tio n   v ec to r   o p er ato r   ass ig n   a  d ir ec tio n   to   ev er y   m o lec u le  co n s ec u ti v el y   to   g u id e  th e  p ar ticle  p r o g r ess io n .   C o llis io n   o p er ato r   im itates  t h e  co llis io n s   f ac to r   in   w h ich   m o lec u les  ar e  in ter ac tin g   to   ea ch   o th er .   I n   ar b itra r y   b eh a v io u r   o f   m o lec u les,  ca p r icio u s   p o s itio n s   ar e  f o r m ed   s u b s eq u en t  to   a  p r o b ab ilis tic  co n d itio n   w h ich   co n s id er s   ca p r icio u s   lo ca tio n s   w it h i n   a  r ea lis tic  ex p lo r atio n   s p ac e.   P r im ar il y   w i th i n   t h e  r an g e  o f   [ - 1 ,   1 ] ,   all  th e  d ir ec tio n   v ec to r s   ( = { 1 , 2 , . . , } )   ar e  ar b itra r ily   ch o s en .   Mo lecu le s   ex p er ien ce   n u m er o u s   attr ac tio n   f o r ce s     an d   n e w - f an g led   d ir ec tio n   v ec to r   is   ca lcu lated   b y :     + 1 = ∙ ( 1 − ) ∙ 0 . 5 +     ( 2 7 )     = (  − ) / ‖  − ‖ ,     ( 2 8 )     Velo cit y   o f   ev er y   m o lecu le  i s   ca lcu lated   b y ,     = ∙     ( 2 9 )     I n itial  v elo cit y   m a g n i tu d e  co m p u ted   b y ,     = ∑ ( ℎ  ℎ −  ) = 1   ∙     ( 3 0 )       Ne w - f a n g led   lo ca tio n   f o r   ev er y   m o lec u le  is   m o d er n ized   b y ,     , + 1 = , + , ∙  ( 0 , 1 ) ∙ ∙ ( ℎ  ℎ −  )     ( 3 1 )     W h en   t w o   m o lec u le s   w h ic h   is   s h o r ter   th an   a  d eter m i n ed   p r o x i m it y   v al u e  th en   C o ll is io n s   w il l  o cc u r .   C o n s eq u en tl y ,   i f   ‖ − ‖ < ,   a   co llis io n   b et w ee n   m o lecu le s   i  an d   q  is   ass u m ed ;  o r   else,   th er e  w o n ’ t  b e  co llis io n ,   i n   v ie w   o f   ,   ∈ { 1 , . . , } ≠ .   W h en   c o llis io n   o cc u r s ,   ev er y   p ar ticle  d ir ec tio n   v ec to r   is   tailo r ed   b y   s w ap p in g   t h eir   p ar ticu lar   d ir ec tio n   v ec to r s   as  f o llo w s :     =      =     ( 3 2 )   C o llis io n   r ad iu s   co m p u ted   b y ,       = ∑ ( ℎ  ℎ −  ) = 1   ∙     ( 3 3 )   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
          I SS N :   2252 - 8792   I n t J   A p p l P o w er   E n g ,   Vo l.   9 ,   No .   2 ,  A u g u s t 2 0 2 0 :    1 0 0   –   1 0 6   104   W ith in   t h e  r an g e  [ 0 ,   1 ]   an   u n i f o r m   ar b itra r y   n u m b er   r m is   g e n er ated   an d   m o d elled   b y ,     , + 1 = {  +  ( 0 , 1 ) ∙ ( ℎ  ℎ −  )    ℎ        , + 1  ℎ        1 −   ( 3 4 )     Mo s t  ex ce llen t  f o u n d   in d iv i d u al  f r o m   th e  cu r r en t  k   p o p u latio n   Q b est, k   is   co m p ar e  to   th e  m o s t   ex ce lle n t  in d i v id u a l  Q b es t, k - 1   o f   th e  p r ev io u s   g en er atio n .   I f   Q b est, k   is   en h a n ce d   th a n   Q best, k - 1   b y   f it n es s   v a lu e,   th en   b est  Q  i s   m o d er n ized   w it h   Q b est, k ,   o r   else  Q b est  r e m ai n s   w it h o u t  an y   c h an g e.   C o n s eq u en tl y ,   Q b est  s to ck   u p   t h e   m o s t   e x c e l l e n t   i n d i v i d u a l   f o u n d   u p   t o   n o w .   M o d u s   o p e r a n d i   m a p   t h e   e x i s t i n g   p o p u l a t i o n   Q k  t o   t h e   n e w - f a n g l e d   p o p u latio n   Q k +1 .  Alg o r it h m   o b tain   th e  ex i s ti n g   p o p u latio n   Q k  an d   th e  co n f ig u r atio n   p ar a m eter s   , ,   an d   H,   y ield   th e  n e w - f a n g led   p o p u lati o n   Q k +1 .     C o m m o n   p r o ce d u r e:   Step   a:  B est ele m e n t o f   t h e  p o p u latio n    ∈ { }   h as b ee n   f o u n d   Step   b :  v initial ,   r  ar e  ca lcu lated     Step   c:  B y   m ea n s   o f   t h e  Dir ec t io n   v ec to r   o p er ato r   f in d   th e  n e w - f an g led   mo lec u le s   Step   d : B y   u tili zi n g   th e  C o llis i o n   o p er ato r   r eso lv e  th e  co llis i o n s   Step   e:  B y   u tili z in g   t h e  ar b itra r y   p o s itio n s   o p er ato r   f in d   th e  n e w - f a n g led   ar b itra r y   p o s itio n s   I n   th e  o p ti m izatio n   p r o ce d u r e,   5 0 %  o f   iter atio n s   f o r   th e  g a s   s tate  ( ex p lo r atio n ) ,   4 0 %  o f   iter atio n s     f o r   th e  liq u id   s tate  ( e x p lo r atio n - e x p lo itatio n )   an d   1 0 %  o f   iter atio n s   f o r   th e  s o lid   s tate  ( ex p lo itatio n ) .   A l g o r ith m   b e g i n s   b y   i n itia liz in g   a  s et  Q  o f   N Q  m o lec u le   ( = { 1 , 2 , . . , } )   ea ch   m o lecu le   p o s itio n   Q i  is     a n - d i m e n s io n al  v ec to r   co n t ain i n g   t h e  p ar a m eter   v alu es  to   b e  o p tim ized .   Valu es  ar e  ar b itra r ily     an d   u n v ar y i n g l y   d is p er s ed   b etw ee n   t h e  p r e - s p ec i f ied   lo w er   p r eli m in ar y   p ar a m eter   b o u n d    an d   th e  u p p er   in itial p ar a m e ter   b o u n d   ℎ  ℎ   as f o llo w s ,       , 0 =  +  ( 0 , 1 ) ∙ ( ℎ  ℎ −  )     ( 3 5 )       Gas stat u s     Step   a:  P ar am eter s   ∈   [ 0 . 8 0 ,   1 ] ,   = 0 . 8 0 ,   = 0 . 8 0 ,   an d   H =0 . 9 0   ar e  f ix ed     Step   b :  C o m m o n   p r o ce d u r e  w i ll b e  ap p lied     Step   c:   W h en   5 0 %  o f   th e  en ti r e  iter atio n   n u m b er   is   en d ed   ( 1 ≤ k ≤ 0 . 5 ≤   g en era tio n ) ,   af ter w ar d s   th e  p r o ce d u r e  co n tin u es to   t h e  liq u id   s ta te  p r o ce s s ; o r   else g o   b ac k   to   s tep   b .     L iq u id   s tatu s     Step   d :  P ar am eter s   ∈ [ 0 . 3 0 ,   0 . 6 0 ] ,   =0 . 4 0 ,   = 0 . 2 0 ,   an d   H =0 . 2 0   ar e  f ix ed     Step   e:  C o m m o n   p r o ce d u r e  w i ll b e  ap p lied   Step   f :  W h en   9 0 %  ( 5 0 %  f r o m   t h e  g as  s tate  a n d   4 0 %   f r o m   t h e  liq u id   s tate)   o f   th e   en ti r e  iter atio n   n u m b er   i s   co n clu d ed   ( 0 . 5   ∙ g en era tio n < k ≤ 0 . 9   ∙ g en era tio n ) ,   af ter w ar d s   t h e  p r o ce d u r e  co n tin u e  to   t h e  s o li d   s tate  p r o ce s s ;   if   n o t  g o   b ac k   to   s tep   e.     So lid   s tatu s     Step   g :  P ar a m eter s   ∈ [ 0 . 0 ,   0 . 1 ]   a n d   = 0 . 1 ,   =0 ,   an d   H =0   ar e  f ix ed     Step   h :  C o m m o n   p r o ce d u r e  w i ll b e  ap p lied     Step   i:  I f   th e  1 0 0 %  o f   th e  en tire   iter atio n   n u m b er   is   co n clu d ed   ( 0 . 9 ∙ g en < k ≤ g en ) ,   th en   th e  p r o ce d u r e  is   co m p leted ; i f   n o t g o   b ac k   to   s t ep   h .       5.   SI M UL AT I O N  R E S UL T S   P r o p o s ed   en h an ce d   f r u i t  f l y   o p ti m izatio n   alg o r ith m   ( E FF )   an d   s tatu s   o f   m a ter ial  alg o r it h m   ( SM A )   h as  b ee n   test ed   in   s tan d ar d   I E E E   3 0   B u s   s y s te m   [ 1 8 ] .   T a b le  1   s h o w s   t h e  co n s tr ai n ts   o f   co n tr o l  v ar iab les,  T ab le  2   s h o w s   t h e  li m it s   o f   r ea ctiv e  p o w er   g en er ato r s   a n d   co m p ar is o n   r esu lts   ar e  p r e s en ted   i n   T ab le  3 .     Fig u r e  1   g iv e s   t h e  c o m p ar i s o n   o f   r ea l p o w er   lo s s   a n d   Fi g u r e  2   g iv e s   t h e  r ed u c tio n   o f   r ea l p o w er   lo s s   ( %)  w i t h   r ef er en ce   to   b ase  ca s e  v al u e.         T ab le  1 .   C o n s tr ain t  v alu e s   o f   t h e  co n tr o l v ar iab les   S y st e m   t y p e   L i st   o f   v a r i a b l e s   M i n i m u m   v a l u e   (PU)   M a x i m u m   v a l u e   (PU)   I EEE  3 0   B u s   G e n e r a t o r   v o l t a g e   0 . 9 5   1 . 1   T r a n sf o r me r   t ap   0 . 9   1 . 1   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   A p p l P o w er   E n g   I SS N:  2252 - 8792       S o lvin g   o p tima l rea ctive   p o w e r   p r o b lem  b y  en h a n ce d   fr u it fl y  o p timiz a tio n …  ( K a n a g a s a b a i Len in )   105   V A R   s o u r c e   0   0 . 2 0   T ab le  2 .   C o n s tr ain s   v al u es o f   t h e  r ea ctiv e  p o w er   g en er ato r s   S y st e m   t y p e   L i st   o f   v a r i a b l e s   V a l u e   o f   Q  m i n i m u m   (PU)   V a l u e   o f   Q  m a x i m u m   (PU)   I EEE  3 0   B u s   1   0   10   2   - 40   50   5   - 40   40   8   - 10   40   11   - 6   24   13   - 6   24       T ab le  3 .   Sim u latio n   r esu lts   o f   I E E E - 3 0   s y s te m   L i st   o f   c o n t r o l   v a r i a b l e s   B a se   c a se   v a l u e   M P S O   [ 1 9 ]   PSO   [ 1 9 ]   EP   [ 1 9 ]   S A R G A   [ 1 9 ]   EFF   S M A   VG - 1   1 . 0 6 0   1 . 1 0 1   1 . 1 0 0   N R *   N R *   1 . 0 1 4   1 . 0 2 1   VG - 2   1 . 0 4 5   1 . 0 8 6   1 . 0 7 2   1 . 0 9 7   1 . 0 9 4   1 . 0 3 0   1 . 0 2 9   VG - 5   1 . 0 1 0   1 . 0 4 7   1 . 0 3 8   1 . 0 4 9   1 . 0 5 3   1 . 0 1 1   1 . 0 1 0   VG - 8   1 . 0 1 0   1 . 0 5 7   1 . 0 4 8   1 . 0 3 3   1 . 0 5 9   1 . 0 1 9   1 . 0 1 8   VG - 12   1 . 0 8 2   1 . 0 4 8   1 . 0 5 8   1 . 0 9 2   1 . 0 9 9   1 . 0 2 0   1 . 0 1 6   VG - 13   1 . 0 7 1   1 . 0 6 8   1 . 0 8 0   1 . 0 9 1   1 . 0 9 9   1 . 0 2 4   1 . 0 2 0   T a p - 1 1     0 . 9 7 8   0 . 9 8 3   0 . 9 8 7   1 . 0 1   0 . 9 9   0 . 9 4 2   0 . 9 3 7   T a p - 1 2     0 . 9 6 9   1 . 0 2 3   1 . 0 1 5   1 . 0 3   1 . 0 3   0 . 9 1 1   0 . 9 2 1   T a p - 1 5     0 . 9 3 2   1 . 0 2 0   1 . 0 2 0   1 . 0 7   0 . 9 8   0 . 9 0 9   0 . 9 1 4   T a p - 3 6     0 . 9 6 8   0 . 9 8 8   1 . 0 1 2   0 . 9 9   0 . 9 6   0 . 9 1 7   0 . 9 3 2   QC - 1 0     0 . 1 9   0 . 0 7 7   0 . 0 7 7   0 . 1 9   0 . 1 9   0 . 0 9 0   0 . 0 9 0   QC - 2 4     0 . 0 4 3   0 . 1 1 9   0 . 1 2 8   0 . 0 4   0 . 0 4   0 . 1 0 5   0 . 1 0 4   P G   ( M W )     3 0 0 . 9   2 9 9 . 5 4   2 9 9 . 5 4   N R *   N R *   2 9 8 . 3 7   2 9 8 . 4 1   Q G   ( M v a r )     1 3 3 . 9   1 3 0 . 8 3   1 3 0 . 9 4   N R *   N R *   1 3 0 . 1 8   1 3 0 . 2 6   R e d u c t i o n   i n   P L o ss (%)     0   8 . 4   7 . 4   6 . 6   8 . 3   1 8 . 2 3   2 0 . 3 8   T o t a l   P L o ss (M w )     1 7 . 5 5   1 6 . 0 7   1 6 . 2 5   1 6 . 3 8   1 6 . 0 9   1 4 . 3 4 9   1 3 . 9 7 2   N o t e :   N R * - N o t   r e p o r t e d           Fig u r e  1 .   C o m p ar is o n   o f   r ea l  p o w er   lo s s   Fig u r e  2 .   R ed u ctio n   o f   r ea l p o w er   lo s s   ( %)  w i th   r ef er en ce   to   b ase  ca s e  v al u e       6.   CO NCLU SI O N   P r o p o s ed   en h an ce d   f r u it  f l y   o p tim izatio n   alg o r it h m   ( E FF ) ,   s tatu s   o f   m ater ial  al g o r ith m   ( SM A)   s u cc e s s f u ll y   s o l v ed   th e  o p ti m al  r ea ctiv e  p o w er   p r o b lem .   I n   th e  p r o j ec ted   E n h an ce d   Fr u it  f l y   o p ti m iza tio n   alg o r ith m   ( E FF ) ,   lin ea r   g e n er atio n   m ec h an is m   o f   ca n d id ate   s o lu tio n   i s   in co r p o r ated   w i th   f r u it  f l y   a lg o r it h m .   T h en   s tatu s   o f   m ater ial  al g o r ith m   (S M A )   is   p r o j ec ted   t o   s o lv e  th e  p r o b lem   i n   w h ich   to   esta b lis h   t h e  ev o l u tio n   p r o ce d u r e  d ir ec tio n   v ec to r   o p er ato r   ass ig n s   a  d ir ec tio n   to   e v er y   m o lec u le  co n s ec u ti v el y   t o   g u id e  th e  p ar ticle  p r o g r ess io n .   P r o p o s ed   en h an ce d   f r u it  f l y   o p ti m izatio n   al g o r ith m   ( E FF ) ,   s tat u s   o f   m ater ial   alg o r ith m   ( SM A)   h as  b ee n   tes ted   in   s ta n d ar d   I E E E   3 0   b u s   test   s y s te m   an d   s i m u lat io n   r esu lts   s h o w   th e  p r o j ec te d   alg o r ith m s   r ed u ce d   th e  r ea l p o w er   lo s s   co n s id er ab l y .       RE F E R E NC E S     [1 ]   K.  Y.  L e e ,   " F u e l - c o st  m in i m is a ti o n   f o r  b o t h   re a l   a n d   re a c ti v e - p o w e r  d isp a tch e s,"   Pro c e e d in g s  Ge n e ra ti o n ,   T ra n sm issio n   a n d   Distrib u ti o n   C o n fer e n c e ,   v o l.   1 3 1 ,   n o .   3 ,   p p .   8 5 - 93,   1 9 8 4 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
          I SS N :   2252 - 8792   I n t J   A p p l P o w er   E n g ,   Vo l.   9 ,   No .   2 ,  A u g u s t 2 0 2 0 :    1 0 0   –   1 0 6   106   [2 ]   N.  I.   De e b ,   " A n   e ff icie n t  tec h n iq u e   f o r  re a c ti v e   p o w e r  d isp a tch   u sin g   a   re v is e d   li n e a r  p ro g ra m m in g   a p p ro a c h , "   El e c tric P o we r S y ste m R e se a rc h ,   v o l .   15 ,   n o .   2 ,   p p .   1 2 1 - 1 3 4 ,   1 9 8 8 .   [3 ]   M .   R.   Bjel o g rli c ,   M .   S .   Ca lo v ic   a n d   B.   S .   Ba b ic,   " A p p li c a ti o n   o f   Ne w to n ’s  o p ti m a l  p o w e r  f lo w   in   v o lt a g e /rea c ti v e   p o w e r  c o n tro l ,"   IEE E  T r a n s .   Po w e r S y ste m ,   v o l.   5 ,   n o .   4 ,   p p .   1 4 4 7 - 1 4 5 4 ,   1 9 9 0 .   [4 ]   S .   G ra n v il le,  " Op ti m a l  re a c ti v e   d isp a tch   th r o u g h   i n terio r   p o i n t  m e th o d s,"   IE EE   T ra n s a c ti o n s  o n   P o we r  S y ste m ,    v o l .   9 ,   n o .   1 ,   p p .   1 3 6 - 1 4 6 ,   1 9 9 4 .   [5 ]   N.  G ru d in i n ,   " Re a c ti v e   p o w e r  o p ti m iza ti o n   u si n g   su c c e ss iv e   q u a d ra ti c   p ro g ra m m in g   m e th o d , "   IE E E  T ra n sa c ti o n s   o n   P o we r S y ste m ,   v o l .   13 ,   n o .   4 ,   p p .   1 2 1 9 - 1 2 2 5 ,   1 9 9 8 .   [6 ]   W e i  Ya n ,   J.  Yu ,   D.  C.   Yu   a n d   K.   Bh a tt a ra i,   " A   n e w   o p ti m a l  re a c ti v e   p o w e r  f lo w   m o d e l  in   re c tan g u lar  f o r m   a n d   it s  s o l u t i o n   b y   p r e d i c t o r   c o r r e c t o r   p r i m a l   d u a l   i n t e r i o r   p o i n t   m e t h o d , "   I E E E   T r a n s .   P w r .   S y s t . ,   v o l .   21,   n o . 1 ,   p p .   6 1 - 67,   2006 .   [7 ]   A .   M u k h e rjee   a n d   V .   M u k h e rjee ,   " S o lu ti o n   o f   o p t im a l  re a c ti v e   p o we r  d isp a tch   b y   c h a o ti c   k ril l  h e rd   a lg o rit h m ,"   IET   Ge n e r.  T ra n sm .   Distri b . ,   v o l.   9 ,   n o .   1 5 ,   p p .   2 3 5 1 - 2 3 6 2 ,   2 0 1 5 .   [8 ]   Z.   Hu ,   X.   W a n g   a n d   G .   T a y lo r,   " S to c h a stic  o p ti m a l  re a c ti v e   p o w e r  d isp a tch :   F o rm u latio n   a n d   s o l u ti o n   m e th o d , "   In t.   J .   o f  E lec tr.  Po we r  &  En e rg y   S y st . ,   v o l.   3 2 ,   p p .   6 1 5 - 6 2 1 ,   2 0 1 0 .   [9 ]   M .   A .  P .   M o rg a n ,   N .   R .   H .   A b d u l lah ,   M o h d   H .   S u laim a n ,   M .   M u st a fa   a n d   R .   S a m a d ,   " M u lt i - o b jec ti v e   e v o lu ti o n a ry   p ro g ra m m in g   (M OEP )  u sin g   m u tatio n   b a se d   o n   a d a p ti v e   m u tatio n   o p e ra to r   ( A M O)  a p p li e d     f o r  o p ti m a l  re a c ti v e   p o we r  d is p a tch ,"   AR PN  J .   o f  E n g .   a n d   Ap p li e d   S c ien c e s ,  v o l .   1 1 ,   n o .   1 4 ,   p p .   8 8 8 4 - 8 8 8 8 ,   2 0 1 6 .   [1 0 ]   K.  P a n d iara jan   a n d   C.   K.  Ba b u la l,   " F u z z y   h a r m o n y   s e a rc h   a lg o rit h m   b a se d   o p ti m a l  p o w e r  f lo w   f o r  p o w e r  s y ste m   se c u rit y   e n h a n c e m e n t, "   In ter n a ti o n a l  J o u rn a l  El e c tric P o we r E n e rg y   S y st . ,   v o l.   7 8 ,   p p .   7 2 - 7 9 ,   2 0 1 6 .   [1 1 ]   M .   M o rg a n ,   N .   R .   H .   A b d u ll a h ,   M o h d   H .   S u laim a n ,   M .   M u sta f a   a n d   R .   S a m a d ,   " Be n c h m a r k   stu d ies   o n   o p ti m a l   re a c ti v e   p o we r  d is p a tch   (OR P D)   b a se d   m u lt i - o b jec ti v e   e v o lu ti o n a ry   p ro g ra m m in g   (M OEP )  u sin g   m u tatio n   b a se d   o n   a d a p ti v e   m u tatio n   a d a p te r  (A M O)  a n d   p o ly n o m ial  m u tatio n   o p e ra to r  ( P M O),"   J o u r n a l   o f   El e c trica l  S y ste ms ,  v o l.   1 2 ,   n o .   1 ,   p p .   1 2 1 - 1 3 2 ,   2 0 1 6 .   [1 2 ]   R .   Ng   S h in   M e i,   M o h d   He rw a n   S u laim a n   a n d   Z .   M u sta f f a ,   " A n t  li o n   o p ti m ize r  f o r  o p ti m a l  re a c ti v e   p o w e r  d isp a tc h   so lu ti o n ,"   J o u rn a l  o f  El e c trica l  S y ste ms ,  S p e c ia l  Iss u e   AM PE 2 0 1 5 " ,   p p .   6 8 - 7 4 ,   2 0 1 5 .   [1 3 ]   A .   G a g li a n o   a n d   F .   No c e ra ,   " A n a l y sis  o f   th e   p e r f o r m a n c e s  o f   e le c tri c   e n e rg y   sto ra g e   in   re sid e n ti a l  a p p li c a ti o n s, "   In ter n a t io n a l  J o u rn a l  o f  He a t   a n d   T e c h n o lo g y , v o l.   3 5 ,   sp e c ial  issu e   1 ,   p p .   S 4 1 - S 4 8 ,   2 0 1 7 .   [1 4 ]   M.  Ca ld e ra ,  P .   Un g a ro ,   G .   Ca m m a ra ta   a n d   G .   P u g li si ,   " S u rv e y - b a se d   a n a ly sis  o f   th e   e lec tri c a l  e n e rg y   d e m a n d   i n   Italian   h o u se h o ld s ,"   M a t h e ma ti c a l  M o d e ll i n g   o f  E n g in e e rin g   Pro b l e ms ,   v o l.   5 ,   n o .   3 ,   p p .   2 1 7 - 2 2 4 ,   2 0 1 8 .   [1 5 ]   E.   Ra sh e d i,   S .   Ne z a m a b a d i   a n d   S .   S a ry a z d i,   " G S A :  A   g ra v it a t io n a l   se a rc h   a lg o rit h m , "   In fo rm a ti o n   S c ien c e s ,    v o l.   1 7 9 ,   n o .   1 3 ,   p p .   2 2 3 2 - 2 2 4 8 ,   2 0 0 9 .   [1 6 ]   W - T.  P a n ,   " A   n e w   f r u i t   f l y   o p t i m i z a t i o n   a l g o r i t h m :   t a k i n g   t h e   f i n a n c i a l   d i s t r e s s   m o d e l   a s   a n   e x a m p l e , "   K n o w l e d g e - B a s e d   S y ste ms ,   v o l.   2 6 ,   n o .   2 ,   p p .   6 9 - 74,   2 0 1 2 .   [1 7 ]   Y.   Zh o u ,  Y.   Z h o u ,  Q.   L u o ,  S.   Qi a o   a n d   R.   W a n g ,   " A d v a n c e d   in tel li g e n t  c o m p u ti n g   th e o ries   a n d   a p p li c a ti o n s :  Drif t  o p e ra to r  f o r  sta tes   o f   m a tt e r  se a rc h   a lg o r it h m ,"   S p rin g e r,   2 0 1 5 .   [1 8 ]   IEE E,   " T h e   IEE E - tes t  sy ste m s,"   1 9 9 3 .   [ On li n e ]   A v a il a b le   at :  h tt p :/ / ww w . e e . w a sh in g to n . e d u /t rse a rc h /p stc a /.   [1 9 ]   A .   N.   Hu ss a in ,   A .   A .   Ab d u ll a h   a n d   O .   M .   Ne d a ,   " M o d if ied   p a rt icle   sw a r m   o p ti m iz a ti o n   f o r  s o lu t io n   o f   re a c ti v e   p o w e r   d i s p a t c h , "   R e s e a r c h   J o u r n a l   o f   A p p l i e d   S c i e n c e s ,   E n g i n e e r i n g   a n d   T e c h n o l o g y ,   v o l .   15 ,   n o .   8 ,   p p .   3 1 6 - 327,   2018.       B I O G RAP H Y  O F   AUTHO R       K a n a g a s a b a i   Le n in   h a s  r e c e iv e d   h is  B. E . ,   d e g re e ,   e lec tri c a l  a n d   e lec tro n ic s  e n g in e e rin g   f ro m   Un iv e rs it y   o f   M a d ra s,  M . E. ,   d e g re e   in   p o w e r  s y ste m   f ro m   A n n a m a lai  Un iv e rsit y   a n d   c o m p lete d   P h D  in   e lec tri c a l  e n g in e e rin g   fro m   J a w a h a rlal  Ne h ru   Tec h n o l o g ica l  Un iv e rsit y   H y d e ra b a d ,   In d ia.  He   p u b li sh e d   m o re   th a n   2 7 5   in tern a ti o n a l  jo u rn a l  re se a rc h   p a p e rs  a n d   p re se n tl y   w o rk in g   a s  P ro f e ss o r  in   P ra sa d   V .   P o tl u ri  S id d h a rth a   In st it u te  o f   T e c h n o lo g y ,   Ka n u ru ,   V i jay a w a d a ,   A n d h ra   P ra d e sh - 5 2 0 0 0 7 .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.