T E L KO M NIK A , V ol . 17 No. 5,  O c tob er   20 1 9,  p p. 2 53 5 ~ 2546   IS S N: 1 69 3 - 6 93 0 accr ed ited   F irst  Gr ad e b K em en r istekdikti,  Decr ee  No: 2 1/E/ K P T /20 18   DOI:   10.12928/TE LK OM N IK A .v 1 7 i 5 . 12539      25 35       Rec ei v ed   M arc 2 , 2 01 9 ; R ev i s ed   A pri l  1 2 , 2 01 9 ;  A c c e pte Ma y  9 ,  20 1 9   Stoch astic  fract al sear ch  base d  met ho d f or  eco no m ic  load   disp a tch       L y   Hu u  P h a m 1 , T h ang  T r u n g  Ng u ye n 2 , Lam  Du P h am* 3 Nam Ho ang  Ng u y en 4   1 ,2 Po w e r Sy s te m  Opt i m i z a t i o n   Res e a r c h  Grou p Fa c u l ty  o El e c tri c a l  a n d  El e c tro n i c s   En g i n e e ri n g ,   T o n  Du c  T h a n g  Un i v e rs i ty Ho  Ch i  M i n h  Ci ty Vi e t n a m   3 Fa c u l ty  o M e c h a n i c a l El e c tr i c a l E l e c tro n i c   a n d  A u to m o ti v e  En g i n e e ri n g   Ngu y e n  T a T h a n h  Un i v e r s i ty Ho  Chi  M i n h  Ci ty Vi e t n a m   4 M o d e l i n g  Ev o l u ti o n a ry  Al g o r i t h m s  S i m u l a t i o n   a n d  Ar ti fi c i a l   I n te l l i g e n c e Fa c u l ty  o El e c tri c a l  &  El e c tro n i c s   En g i n e e ri n g T o n  Du c  T h a n g   Uni v e rs i ty Ho  Ch i  M i n h  Ci ty Vi e tn a m   *C o rre s p o n d i n g  a u th o r,   e - m a i l p h a m h u u l y @td t u .e d u .v n 1 ,   n g u y e n tru n g th a n g @td tu .e d u .v n 2 ,   p d l a m @nt t. e d u .v n 3 ,   n g u y e n h o a n g n a m @td t u .e d u .v n 4       Ab strac t     Th i s   p a p e p re s e n t s   a   n a t u r e - i n s p i re d   m e ta - h e u ri s ti c c a l l e d   a   s to c h a s t i c   fra c ta l   s e a rc h   b a s e d   m e th o d   (SFS)  fo c o p i n g   wit h   c o m p l e x   e c o n o m i c   l o a d   d i s p a tc h   (EL D)  p r o b l e m Two   SF m e th o d s   a r e   i n tro d u c e d   i n   th e   p a p e b y   e m p l o y i n g   two   d i f fe re n ra n d o m   wal k   g e n e ra to rs   fo d i ff u s i o n   p ro c e s s   i n   whi c h   SFS  wit h   G a u s s i a n   ra n d o m   wal k   i s   c a l l e d   SFS - G a u s s   a n d   SFS  wit h   L e v y   Fl i g h ra n d o m   wal k   i s   c a l l e d   SFS - L e v y .   Th e   p e r fo rm a n c e   o t h e   two   a p p l i e d   m e th o d s   i s   i n v e s ti g a te d   c o m p a ri n g   r e s u l t s   o b ta i n e d   fro m   th re e   te s s y s te m T h e s e   s y s te m s   wit h   6 ,   1 0 a n d   2 0   u n i t s   wit h   d i ff e r e n o b j e c t i v e   fu n c ti o n   fo rm s   a n d   d i ff e r e n c o n s tra i n t s   a r e   i n s p e c te d .   Num e ri c a l   re s u l c o m p a r i s o n  c a n   c o n fi rm  t h a t   th e   a p p l i e d   a p p ro a c h   h a s   b e tt e s o l u ti o n   q u a l i ty   a n d   fa s t   c o n v e rg e n c e   ti m e   w h e n   c o m p a re d   w i th   s o m e   re c e n tl y   p u b l i s h e d   s ta n d a rd ,   m o d i fi e d a n d   h y b ri d   m e t h o d s Th i s   e l u c i d a te s   th a th e   two   SFS  m e th o d s   a re   v e ry   fa v o r a b l e   f o s o l v i n g     th e  EL D p r o b l e m .       Key w ords e c o n o m i c  l o a d   d i s p a tc h p o w e r l o s s ,  s t o c h a s t i c  f ra c ta l  s e a rc h v a l v e  p o i n t  e ff e c t       Copy righ ©  2 0 1 9   Uni v e rsi t a s  Ahm a D a hl a n.  All  rig ht s  r e s e rve d .       No men cla t u r e   m i , n i o i        f ue l  c os t c oe f f i c i en ts  of  th i th   u ni t   p i , q i         v a l v po i nt  ef f ec ts  c oe ff i c i en ts  of  th i th   u ni t     m il , n il ,  o il      f ue l  c os t c oe f f i c i en ts  f or f ue l  t y p l   of  th i th   u ni t   p il , q il          v a l v po i nt  ef f ec ts  c oe ff i c i en ts  f or f ue l  t y p l   of  th e   i th   un i t   C 00 ,C 0i ,C ij   c oe f f i c i en ts   of   tr an s m i s s i on   po wer   l os s   m atri x   P TTL       l os s es  of  th e  trans m i s s i on  l i ne   P i m a x              m ax i m u m  po w er ou tpu t  o f  th i th   un i t   P i mi n           m i ni m u m  po wer  ou t pu of  th i th   u ni t   P i M i mi n           m i ni m u m  po wer  ou t pu t f o r  f ue l   Mi   of  th i th   u ni t   P i       po wer  ou t pu of  th i th   u ni t   N         tot a l  n um be r  of  ge ne r at ors   P SL D       tot a l  s y s t em  l oa d em an d       1.  Int r o d u ctio n   E c on om i c   l o ad   di s p atc ( E LD)   prob l em   i s   be c om i ng   m ore  i m po r tan i po wer   s y s t em   op erat i o a nd   c o ntrol T he   prim ob j ec ti v of   th E LD  probl em   i s   to  m i ni m i z th tot a l   f ue l   c os b y   ec o no m i c al l y   d i s tr i b uti ng   po w er  of   ge ne r at i n un i ts   t el ec tr i c   l o ad I a dd i ti o n,  l oa d em an d,  al l   ph y s i c al   an op era ti o na l   c o ns tr ai nts   ar r eq u i r ed   to  b w i thi pre de ter m i ne bo un ds .     In  tr ad i ti on a l   E LD  prob l e m f ue l   c os f un c ti on   of   ge n erators   i s   c on s i de r e d   as   the   s i ng l qu ad r ati c   c os f un c ti o w i t l i ne ar  c o ns tr ai n [1] In  p r ac ti c al r e al i s ti c   E LD  pro bl em   m u s tak e   c o m pl ex   a nd   no n l i ne ar  c ha r ac teri s ti c   wi th   m an y   e qu al i t y   an d   i ne q ua l i t y   c on s tr ai nt s   i nt ac c ou nt  to  pro v i de  t he  c om pl ete ne s s  f or the  E LD  prob l em  f or mu l at i o n.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                            IS S N: 16 93 - 6 93 0   T E L KO M NIK A     V ol .   17 ,  No 5,  O c tob er 20 19 :   25 3 5 - 25 46   2536   T hu s f ue l   c os c ur v e   of   th erm al   un i ts   s ho u l d   be   pr es en t e as   no n - s m oo th  pres en te f or m pi ec e wi s f un c ti o n   when   the r m al   un i ts   are   s up pl i ed   b y   m ul ti - f ue l   s o u r c es   l i k c oa l ,   na tura l   ga s an oi l   [2] A l s o,  t ge m ore  prec i s c os m od el th v al v e - p o i nt  ef f ec ts   an   the   pro hi bi t ed   z o ne s   m us t   al s be   t ak en   c on s i de r ati on   [3 ,   4].   T he   c om pl ex i t y   of   the   pro bl em   dram ati c al l y   i nc r ea s es   on c bo th  m ul ti - f ue l   op t i o n   an v a l v e - po i nt  ef f ec ts   are  c on s i d ered  s i m ul tan eo us l y .   G en eral l y ,   the   E L pro bl em   on   l at e r   i s   m ore  an m ore  di f f i c ul w h en   tak i ng   m an y   po wer   s y s tem s   an ge ne r a tor  c on s tr ai nts   i nt o   ac c ou nt.   O v er  the   p as d ec ad es th ere  wer m an y   ap pl i ed   m eth od s   w i t t he   tas k   of   s ol v i n g   E L prob l em   s uc as   L a m bd Ite r ati on   m eth od   [5] ,   D y n am i c   P r og r am m i ng   ( DP )   [ 6],   G r a di en Me t ho d   [ 7],   La grang i an   Rel ax ati on   al g orit hm   [8] an Ho p f i el ne ura l   n et w ork   ba s ed   n um eric al   m eth od   ( HNNN M)  [ 9].     F or  the   c l as s i c al   m eth od s   ab o v e,  pa r am ete r s   of   the s al go r i t hm s   are  s urv e y e d   an s e l ec te d   af ter  m an y   tr i a l   r un   ti m es w h i c he l ps   to   f i nd   a   g l ob a l   s o l ut i on   i s h ort  t i m e.  Howev er,     the   proc es s   of   s ett i n pa r a m ete r s   ta k es   m uc ti m e.  A s   c o m pl ex   E LD  prob l em   ha s   no n - c o nv ex   f ea tures   an v ari ou s   no nl i ne ar  c on s tr a i nts th m en ti on ed   c l as s i c al   m eth od s   c a nn ot  af f ord  to  ha nd l an r es ul i l o w   c o nv erg en c e.   A   s er i es   of   no v el   m eth od o l o gi es   ha v be e bo r n   c al l ed   m eta - he uris ti c   m eth od   to  d ea l   wi th  the s di s ad v a nta g es   s uc as   G en et i c   al g orit hm   ( G A )   [10 ],  F i r ef l y   al go r i thm   [11 ],  P ar ti c l S w arm   O pti m i z ati on   ( P S O )   [12 ],  D i f f erenti al   E v o l ut i on   ( D E )   al g orit hm   [13 ],   A nti - pr ed at or y   pa r ti c l s w arm   op ti m i z ati o ( A P P S O )   [ 1 4],   B i o ge og r ap h y - B as ed   O pti m i z ati on   ( B B O )   [1 5],   an A nt  Li on   a l g orit hm   ( A LO )   [16 ].  B ec au s of   the i r   ou ts tan d i n c ha r ac teri s ti c s s uc m eta - he uris ti c   m eth od s   prov e t he i r   ef f i c i en c y   f or  s ol v i ng     the   af orem en ti on e di f f i c ul ti es Co ns eq ue nt l y m eta - he uris t i c   m eth od s   h a v b ee n   r ec ei v e m u c m ore  c urio s i t y   b y   r es ea r c he r s B es i d es a   l arge   nu m be r   of   s c i en ti s ts   i n   m an y   en gi n ee r i ng   f i el ds   ha v be en   c on s ta ntl y   s tr i v ed   a nd   s el ec ted   th s tr on po i nts   of   m eth od s   to  m od i f y /i m prov e   the m   i nto   t he   prom i s i ng   m eth od s   s uc as   Co l on i al   Com pe ti ti v e   Di f f erenti a l   E v ol uti on     ( CCDE)  [1 7],   E f f i c i en Re al - Co de G e ne t i c   al go r i th m   ( E RCG A )   [18 ] Im prov e Rea l - Cod ed   G en et i c   a l go r i thm   ( IRCG A )   [19 ] an d   M od i f i ed   Cuc k oo   S ea r c h   a l go r i thm   ( MCS A )   [2 0].   A s   k no w n,  ob t ai n ed  r es ul ts  of  t he  m eta - heu r i s t i c  f am i l y  ar e b et ter t ha n  th a t o f  th e  s ta nd ard m eth od s   al th ou g t he y   m a y   s ti l l   e x i s s om w e ak ne s s es Henc e,  i m prov i n m eta - he u r i s ti c   on es   i s     the   ex pe c tat i o of   r es ea r c h ers   w i t t he   go al   of   f i nd i ng   the   be s t   s ol u ti o qu a l i t y   i ex pl or i ng   an ex pl o i ti ng   s e arc h s pa c e e f f ec ti v el y   In  a dd i ti on ,   th c om bi na ti o b et w e en   t w o   or   m ore  m eth o ds   i s   a l s k no w n   as   un i qu e   wa y   to   c r ea te   po wer f ul   h y b r i a l g orit hm s   s uc as   G en et i c   A l go r i t hm   w i t an   an c o l o n y   ap pro ac ( G A A P I)   [21 ],  P a r ti c l S war m   O pti m i z ati on   b as ed   Di ffe r en ti a l   E v o l ut i on   ( P S O D E )   [22 ],   Di s tr i bu ted   S o bo l   P art i c l S w arm   O pti m i z at i on   an T ab S ea r c a l go r i thm   ( DS P S O - T S A )   [23 ] Di f f erenti al   E v o l ut i on - P ar ti c l e   S war m   O pti m i z at i on - Di f f erenti a l   E v ol uti on   ( DP D)   [ 24 ],  B i o ge og r ap h y - B as ed   O p ti m i z at i on an m od i f i ed   Di f f erenti al   E v ol uti on   ( aB B O m DE )   [25 ].    In  r ec en y e ars v ar i ou s   o pti m i z at i on   m eth od s   ha v e   be en   s uc c es s f ul l y   a pp l i e to  de a l   w i th     the   r ea l i s t i c   E LD  prob l em   i l arge - s c al po wer   s y s tem   i nc l ud i n Cr i s s c r os s   O pti m i z ati on     ( CS O )   [26 ],   Di m en s i on al   S t ee pe s De c l i ne   m eth od   ( DS D)   [2 7],   a Im prov ed   O r th og on al   Des i g n   P arti c l S w arm   O pti m i z a ti on   ( A IO D P S O )   al go r i t hm   [28 ],  Dou bl e   W ei gh ted   P arti c l e   S war m   O pti m i z ati on  ( D W P S O )  [2 9],  an d  Mo di f i e d Cro w   S e arc h a l go r i t hm  ( MCS A )  [3 0].     In  thi s   p ap er,  n atu r e - i ns p i r ed   S toc ha s t i c   F r ac tal   S ea r c ( S F S )   al g orit hm   i s   ap pl i ed   t de term i ne   th m i ni m u m   c o s of   the   E LD  prob l em S F S   w as   f i r s r ec om m en de b y   S a l i m i   [31 ]   an a pp l i e to  op ti m i z t went y - t hree  b en c hm ar k   f un c ti on s   wi th  q ui t go od   s o l ut i on   q ua l i t y   In  the   pa p er,  ou r   p urpos e   i s   to  i n v es ti ga te  the   ef f i c ac y   an r ob us t ne s s   of   the   S F S   m eth od   on   v ari ou s   s tan da r I E E E   s y s t em s   throug us i n t w di f f erent  r an d om   w al k   ge n erator s   f or  di ff us i on   proc es s F i r s tl y S F S   wi t G au s s i an   r a nd om   w a l k   i s   c al l ed   S F S - G au s s   an s ec o nd l y S F S   wi th   Le v y   F l i g ht  r an d om   w al k   i s   c al l e S F S - Le v y .   In  a dd i ti on th ac hi ev em en of   S F S   m eth od   ha s   al s o c om pe ted   ag a i ns t o the r  on es  a v a i l ab l e i n t h e l i ter a ture.        2.   P r o b lem  Fo r mu latio n   2.1.    F o r mu latio n   o t h S mo o t h  E L P r o b lem   T he   tr ad i t i o na l   f ue l   c os f u nc ti on   i s   of ten   r ep r es en t ed   as   a   s i n gl q ua dr ati c   po l y no m i al   f un c ti on  p ol y n om i al  f un c ti o n i n   ( 1 )     2 () i F P o P n P m i i i i i i = + +      ( 1)   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KO M NIK A     IS S N: 1 69 3 - 6 93 0       S toc ha s t i c  frac ta l  s ea r c h b as ed  m eth o d f or ec on o mi c   l oa d d i s pa tc h .. . (T ha n g Tr u ng  Ng uy en )   2537   t he   ( 1)   c an   i nd i c a te  tha t   t he   f ue l   c os f or  ea c h   M W i s   di f f erent  f or  d i f f erent  po w er   ou t pu t   of  the r m al   ge ne r ati ng   u ni t .   T hu s the   m aj or  target  of   the   E LD  pr ob l em   i s   to  r ed uc   the  t ota l  f ue l  c os of  al l   the r m al  ge ne r at i ng   un i ts  an d i c an  be   de s c r i be d a s  t he  f ol l o w i n g m od el :     1 () N i i M i n F F P i = =   ( 2)     2.2.   F o r mu latio n   o t h e Non - s mo o t h  E L D P r o b lem   2.2 .1 .   E L P r o b lem  Co n side r in g  V alv e - p o int   E f f ec t s   In  th prac t i c al   po wer   s y s t em the r m al   un i ts   of ten   us m an y   v al v f or  a dj us ti ng   the i r   po w er o utp ut.  T hi s  m a k es  th e f ue l  c os t f un c t i on   be c om e d i s c on ti n uo us  f orm  as  s h o w i ( 3 ).     ( ) 2 m i n ( P ) s i n pq F o P n P m P P i i i i i i i i i i = + + +        ( 3)     2.2. 2 E L D   P r o b lem Co n s i d er ing  M u lt i - f u el  O p t ion s   S i nc e   the   ge ne r at ors   are  s up pl i ed   b y   v ario us   f ue l   s ou r c es   s uc as   c oa l na tur al   g as ,     oi l  et c .,  th e t ota l  f ue l  c os t  f un c ti on  of  e ac un i t c an  b e r ep r es en t ed  b y  a  p i ec e wi s qu ad r ati c  c os t   f un c ti on  as  f ol l o w s :     2 m in m a x ,f or f ue l 1 , P , 1 1 1 1 2 m in m a x ,f or f ue l 2, 2 2 2 22 ( 2 m in m a x ,f or f ue l , ) i o P n P m P P i i i i i ii i o P n P m P P P i i i i i i ii i o P n P m M i P P P iM i iM i i iM i i ii iM i F P + + + + + + = K     ( 4)     2.2. 3 E L D   P r o b lem Co n s i d er ing  Bo t h  V alv e - p o int  E f f ec t and   M u lt iple Fu el  O p t ion s   T he   E LD  prob l em   w i l l   be   prac ti c al   an m ore  ac c urate  i f   bo th  v a l v e - po i nt  ef f ec ts   an m ul ti pl e f ue l  o pti on s  are c o ns i de r e d a s  t he   f ol l o wi ng   [2 2] .     2 m in m in m a x s in ( q ( ) ) , f o r f u e l 1 , P 1 1 1 1 1 11 2 m in m in m a x s in ( q ( ) ) , f o r f u e l 2, 2 2 2 2 2 2 2 2 ( 2 m in s in ( q ( ) ) , f o r f u e l , , ) i o P n P m p P P P P i i i i i i i i ii ii o P n P m p P P P P P i i i i i i i i i i i i i o P n P m p P P M i iM i iM i i iM i iM i iM i i i iM i F P + + + + + + + + + = K m in m a x P P P i i iM i    ( 5)     2.3.    Co n strai n s   2.3 .1 .   G ener atin g   C apacit y Limi t   A   r ea l   po wer   ou tpu of   un i t s   i s   ge ne r a ted   t ha m us be   l i ed   i t he   r an ge   of   th ei r   l o w er   an d t he i r  up pe r  l i m i t a s :     m i n m ax i i i P P P       ( 6)     2.3 .2 P o w er   Ba lanc e Con strai n t   T he   f or m ul of   the   ge n erator  p o w er  ba l an c e   c on s t r ai nt  wi t c on s i de r i ng   the   tot a l   tr an s m i s s i on  po w er  l os s es  are pres en ted   b y :     1 0 N i S L D T T L i P P P = =           ( 7)     where  P L   i s  c al c ul ate d b y  th e K r o n’ s   l os s  f or m ul a e x pre s s ed  as :     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                            IS S N: 16 93 - 6 93 0   T E L KO M NIK A     V ol .   17 ,  No 5,  O c tob er 20 19 :   25 3 5 - 25 46   2538   0 0 0 1 1 1 N N N i i j j i i i j i L P P C P C P B C = = = = + +      ( 8)     3.  S t o ch as t ic  F r ac t a l S ea r ch   T he   S F S   a l go r i thm   tha t   w a s   f or m ul ate b y   S al i m i   i n   2 01 4,   i s   v ar i an t   of   F r ac ta l   S ea r c h   b y   a dd i ng   t wo  up da t proc es s es S o,  th s tr uc ture  of   S F S   c om pris es   of   three  up da t ph as es   s uc as   di f f us i on   ph as e th f i r s up da te  ph as an th s ec on u pd a te  p ha s e.  A s   r es ul ts three  ne w   s ol uti on   g en era ti o ns   are  c r ea ted   b y   S F S   i ea c i terat i on In  S F S th t as k   o f   di ff us i on   ph as i s   to  f i nd   s o l ut i o ns   i s m al l   s ea r c s pa c whi l s the   t as k   of   tw up da te   ph as es   i s   t o   s ea r c s ol ut i o ns   i l arge  s ea r c s pa c e.  B as i c a l l y ,   S F S   ha s   a   po pu l at i on   c o r r es po nd i ng   to    the   n um be r   of   po i nts   wher ea c p oi nt  Y d   i s   r ep r es e nte as   an   o pti m al   s ol u ti o d   ( d= 1,   Np ) .     A th be gi n ni ng a l l   the   po i nts   are  r a nd om l y   c r ea te an t he i r   f i tn es s   f un c ti on   ar c al c ul ate to  f i nd   the   be s s o l ut i on   Y best  a m on al l   s ol ut i o ns   i th po pu l ati on T he n,  S F S   c on t i n ue s   to  pe r f or m   the   i terat i v s e arc proc es s   wi th   thre p ha s es   ab o v e.   T he   de t ai l   of   thr ee   p ha s i s     de s c r i be d  as  f ol l o w s :     3.1 . D if f u sion  P h a se   B as ed   o the   pre v i ou s   po i nts the   f i r s ne w   s ol ut i on s   are  produc e b y   us i ng   o ne   of   tw o   r an do m   wal k s   as   Le v y   f l i gh an d   G a us s i an .   In   th i s   ph as e,  ea c h   s ol uti on   ( po i nt)  Y d i f f us es   aroun i ts   po s i t i o i nt n um be r   of  ne w   d i f f us i on   s ol uti o ns   Y di   w h ere  di = 1, .. ,N df T he   di ff us i on   c an  be  m ath em ati c al l y  f orm ul at ed   as  f ol l o w s :       3.1 .1 Dif f u sion   P h as e   w it h   L ev y   F ligh t   T he   eq ua ti on   of   the   di f f us i on   ph as us i ng   Le v y   f l i g ht  r an d om   w a l k   i s     pe r f or m ed  i n   ( 9 ) :     L e v y L e v y d i d d Y Y Y  = +      ( 9)     where   α   >   0   i s   s c al e   f ac tor;  ε   i s   a   n orm al l y   di s tr i bu ted   r an d om   nu m be r s   r es tr i c ted   to   ( 0,1 ) ;     Y d   d en ot ed  t he   d th   s o l ut i on   i n t he  c urr en t p op u l at i o n a n   i s  de s c r i be d  b y  [2 0]:     ( ) ( ) ( ) x Le v y d d be st y Y v Y Y   =      ( 10 )     1/ x y r a n d v r a n d =                          ( 11 )     where  r a nd x   and  r a nd y   are t wo n orm al l y  d i s tr i bu ted  s t o c ha s ti c  v aria bl es     3.1 .2 Dif f u sion   P h as e   w it h   G aussia n   W a lk   T he  proc es s  of  c r ea ti ng  s o l uti o n f ol l o w i ng  G a us s i an  r a nd om  w a l k  i s  pe r f or m ed  b y :     12 ( 1 ) G a u d i d d d d Y b G W b G W = +         ( 12 )     where   b d   i s   bi na r y   n um be r   ( or  1)   d ep e nd e nt  on   c om pa r i s on   of   a   r an do m   nu m be r   r an d d   a nd   wal k  f ac tor  ( 0≤ w≤ 1 )   as  f ol l o w s :       1           0      d d if ra n d w b o the rwise =                          ( 13 )     an on ou of    1   and   2   i s  us e d t o c r ea t e s ol uti on s de s c r i be ( 1 4) :     ( ) 1 ( Y , ) d b e s t d b e s t d G W n o rm rn d Y Y  = +                          ( 14 )   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KO M NIK A     IS S N: 1 69 3 - 6 93 0       S toc ha s t i c  frac ta l  s ea r c h b as ed  m eth o d f or ec on o mi c   l oa d d i s pa tc h .. . (T ha n g Tr u ng  Ng uy en )   2539   ( ) 2 , d d d G W no rm rnd Y =                          ( 15 )     where    i s  un i f orm l y  d i s tr i b ut ed  r an do m  nu m be r s   i s  th e  s tan da r d  de v i at i on .     A the   e nd   of   c r ea t i ng   th ne s ol u ti o ns al l   ne s ol u ti on s   are   ap prai s e b y   c om pu ti ng   the   f i tn es s   f un c ti on   an t he th e v a l ua ti o be t ween   e ac o l s o l ut i o a nd   N df   n e s ol u ti o ns   at  ea c h p oi n t i s  d on e  i n o r de r   to  r eta i a b e tte r  s o l ut i on   wi th  th e b es t f i t ne s s , n am ed   Y d .     3.2.  T h e Fir st Up d ate P h a se   F i r s of   al l a l l   c urr en t   po i nts   ar as s i g ne d   to   v a l ue   of   prob ab i l i t y   Pa d wh i c i s   de term i ne d b y     d d p R a n k Pa N =      ( 16 )     a c c ordi ng   to  ( 1 6),  th po i nt   wi th   the   be s f i tn es s   ha s   th hi gh es prob ab i l i t y   an d   r a nk s   at  the   l as t   po s i t i on   oth erw i s s ta nd s   a the   f i r s po s i ti o n.  A f ter  r an k i ng   f or  al l   p oi n ts ea c po i nt  Y i group  i s   up da te b y   th c om pa r i s on   of   th proba bi l i t y   Pa d   a nd   r a nd om   nu m be r   α 1   ( 0< α 1 < 1).    If   Pa d   α 1 the   d th   po i nt  i s  u pd at ed   l i k e   ( 17 ) , o t he r w i s e  i t d oe s n t rem ai n c ha ng ed .     1 12 () d n e w d Y Y ra n d Y Y =                          ( 17 )     w he r 1 the   ne m od i f i ed   po s i ti o of   Y d Y 1   an Y 2   i s   s y m bo l i z e   r an d om l y   s el ec ted   po i nts   i the   gr ou p.   T hrough   t he   f i r s up d ate   ph as e,  i i s   e as i l y   s ee t ha al l   of   po i nts   wi t b ad   qu a l i t y   are  of ten   up d ate whi l th e   po i nts   w i th  be tte r   qu al i t y   ha v l o w   po s s i b i l i t y   t be   n e w l y   up d ate d.  A f ter  pe r f or m i ng   the   s ec on g en er ati on o nc ag ai n,  m ec ha ni s m   of   the   c o m pa r i s on   i s     re - pe r f or m ed   to  s e l ec t   the   be tte r   s ol uti on   be t wee o l d   s ol u ti o an d   n e w   s o l ut i o at  e ac po i nt,   na m ed   Y d .     3.3.  T h e S e con d  Up d ate  P h as e   S i m i l ar  to  th f i r s up da t s tag e,  th f i r s s tep   i th e   s ec on up d ate   s ta ge   i s   a l s to   de term i ne   r an k d   and  Pa d   f or  ea c s ol ut i on   d   an th e Pa d   i s   c om pa r ed   to  r an do m   nu m be r   wi th i n  0  an d 1  f or de term i ni ng   i f  th e  s ol uti on  i s   ne wl y   u pd at ed .  In  c as e t ha t  c o ns i d ered s o l ut i o d   i s  ac c ep te d t be   ne wl y   up da te d,  th ere are  t w o m od el s  to  be   us ed   as  f ol l o w s :     ( ) 23 '           0 . 5 n e w d d b e s t d Y Y Y Y i f r a n d =                         ( 18 )     ( ) 2 3 4 '             >   0 . 5 n e w d d d Y Y Y Y if r a n d = +          ( 19 )     where  r an do m   s el ec ted   po i nts   Y 3 Y a nd   the   be s po i n Y best   are  ob tai ne f r o m   the   f i r s ph as e;  ε’   i s  r an do m  nu m be r  i n t h e ra ng e (0, 1).       4.     Imp lement atio n   o f   S F S   f o r  S o lv ing   E L P r o b l em   4.1.     Co n strai n t   V iolat ion  H and ling  T ec h n iqu e   A  p un i s hm en t f un c ti on   tec h ni q ue   i s  em pl o y ed  i n  th E LD p r o bl em  to  de a l   wi th  c o ns tr ai nt  v i ol a ti o ns   b y   us i n t w v aria b l t y p es   s uc as   de pe nd en v ar i ab l a nd   c o ntrol   v ari ab l e.     F r o m   ( 7 ) P 1d   c orr es po n di n to   po wer   ou tp ut  of   the   1 st   un i of   the   d th   s ol u ti o i s   s el ec te t b de pe nd e nt  v aria bl e.  O the r   v ari ab l es   f r o m   P d2   to   P dN   a r c on tr ol   v ari ab l es   an i nc l ud ed   i ea c h   s ol ut i on   d .   T hu s the s e   c o ntrol   v aria bl es   are   s up p os ed   t b gi v e a nd   the t he   de p en d en t   v ari ab l ne e ds   to   be   d ete r m i ne d.  T he   v al u of   P 1d   ob tai n ed   ha s   no   as s uranc t ha s at i s f i es   i ts   l i m i po wer   as   ( 6 ) T he r ef o r e,  the   v i o l at i on   of   the   de p en de nt  v ari ab l m us be   p en a l i z ed   i f   on e   oc c urs  an d i s  c a l c ul ate d  b y     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                            IS S N: 16 93 - 6 93 0   T E L KO M NIK A     V ol .   17 ,  No 5,  O c tob er 20 19 :   25 3 5 - 25 46   2540   1 d 1 m a x 1 d 1 m a x 1 m i n 1 d 1 d 1 , m i n 1 m i n 1 d 1 m a x 0 d P P i f P P P U N P P i f P P i f P P P − =        ( 20 )     where  P UN d   i s  th e v i o l at i on  of  s ol uti on   d   T hu s i ord er  to  op t i m i z the   E LD  pr ob l em   r el at ed   to   th c os f un c ti o ( 1) - ( 5),   pu n i s hm en f un c ti on   P UN d   m us be   c on s i de r ed   i f i tne s s   f un c ti on   i the   c as e   of   oc c urr i ng   v i ol a ti o of   v a l u of   P 1d A c c ordi n gl y ,   the   f i tne s s   f u nc ti o i s   de term i ne as     the  f ol l o wi ng   ( 21 ) :     2 1 ( ) ( ) N d d i d i F F P K P U N = = +                          ( 21 )     w he r K   i s  f ac tor f or han dl i ng  c on s tr a i nt  v i ol ati on .     4.2.  T h e De t ail   o f  S F S ’s  P r o ce d u r e f   t h e E L D  P r o b le m   S tep   1:  S et  p aram ete r s   i nc l ud i ng   the   nu m be r   of   po pu l ati o N p t he   n um be r   of   di ffu s i on   po pu l at i o N df   an d  th e  m ax i m u m  nu m be r  of  i terat i on s   MI .   S tep   2:  In i ti al i z i ng   po pu l at i on   Y d   ( d = 1,    .. N p ) T he   m a x i m u m   an m i ni m u m   of  ea c po i nt  are   Y mi n =   [ P imi n ]   a nd   Y m a x =   [ P ima x ]   w h ere  i = 2,   …,   N .   T hu s e ac p oi nt  Y d   i s   r a nd om l y   i n i ti a l i z ed   b as ed   on  th e c on s tr a i nt:   Y mi n   ≤  Y d   ≤  Y m a x     S tep  3:  C al c u l at e f i tne s s  f un c ti on   F d   f ol l o w i ng   ( 21 )   an d  f i nd  th e b es po i nt  Y best   i g r ou p.   -   S et    = 1   S tep  4:   -   T he   di f f us i on  ph as i s  ex e c ute d b y   us i ng  ei the r   Le v y   F l i g ht  or G a us s i an   wal k .   -   Chec k  bo un ds  f or ne w  s o l uti o ns  an d c orr ec t th em  i f  v i ol at ed   -   Cal c ul ate  f i tne s s  f un c ti on .   -   Com pa r e o l d s o l ut i on  an d  ne w  s o l ut i on s   at  e ac h p oi n t to  k ee p t h e b es t o n e,  c al l e Y d   S tep  5:     -   T he  ne w  s ol uti on s  are  pro du c ed   b y   us i n g t h e f i r s t u pd ate  p ha s e.    -   Chec k  bo un ds  f or ne w  s o l uti o ns  an d c orr ec t th em  i f  v i ol at ed .   -   Cal c ul ate  f i tne s s  f un c ti on .   -   Com pa r e o l d s o l ut i on  an d  ne w  s o l ut i on s   at  e ac h p oi n t to  k ee p b ett er o ne , c a l l ed   Y d   -   S el ec t th e c urr en be s t s ol uti o n i n g r o up .   S tep  6:     -   T he  ne w  s ol uti on s  are  pro du c ed   b y   us i n g t h e s ec on up da te  p ha s e.    -   Chec k  bo un ds  f or ne w  s o l uti o ns  an d c orr ec t th em   i f  v i ol at ed .   -   Cal c ul ate  f i tne s s  f un c ti on .   -   Com pa r e o l d s o l ut i on  an d  ne w  s o l ut i on s   at  e ac h p oi n t to  k ee p b ett er o ne .   S tep  7:   S a v the   be s t p oi nt   Y best   f or th e c urr en i tera ti o n.   S tep  8:  C he c k  s top pi n g c on di t i on .     If    <   =  + 1   an d b ac k  to  s tep  4.  O t h erw i s e,  s to p t h e p r oc e du r e.         5.  Nu mb e r ica l Re sult s   In  thi s   s ec ti on we  pr es e nt  t w i s s ue s   as   f ol l o w s :   1)   A na l y s i s   of   the   ef f i c i en c y   of    the   S F S   m eth od   ba s ed   o th s i m ul at i on   r es ul ts   a pp l y i ng   Le v y   F l i g ht  or  G a us s   wal k   f or     the   d i f f us i on   ph as e ;   2)  C o m pa r i ng   r es ul ts   f r o m   three  v ari ou s   s tan d ard  IE E E   tes s y s t em s   w i th     un i ts 1 un i ts   a nd   20   u ni ts   to  e v a l ua t p erf or m an c of   S F S   m eth od s T hree  tes s y s t em s   are   s ol v ed   b y   r un n i n S F S   on   M atl ab   20 16   a nd   c om pu ter  w i th  2.4   G H z   proc es s or     an GB   of   RA M .     5.1.  A p p ling  L ev y Fligh t   o r  G auss ian Rand o m W a lk   f o r   t h e Diff u sion   P h as e   In  [3 1],   a uth or  de s c r i b ed   tha t he   di f f us i on   p ha s o f   S F S   c ou l us e   Le v y   F l i gh or  G au s s i an   r an do m   w al k Ho w e v er,  al l   ap pl i c at i on s   f or  s ol v i ng   b en c hm ar k   f un c ti on s G au s s i an   r an do m   w a l k   w as   o nl y   s el ec te d.  I ord er  to  f ul l y   i n v es ti ga t th c ha r ac ter i s ti c s   of   S F S ,     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KO M NIK A     IS S N: 1 69 3 - 6 93 0       S toc ha s t i c  frac ta l  s ea r c h b as ed  m eth o d f or ec on o mi c   l oa d d i s pa tc h .. . (T ha n g Tr u ng  Ng uy en )   2541   we  ex am i ne   i ts   c ha r ac t eris t i c s   v i ap p l y i n L ev y   F l i g ht   or  G au s s   w a l k   i the   di f f us i on   p ha s v i three  t es s y s tem s T he y   c o m pris of   6 - un i t es s y s tem   c on s i de r i ng   wi th  an w i t ho ut   l i ne   tr an s m i s s i on   l os s es 1 0 - un i tes s y s t em   w i t b oth   m ul ti   f ue l s   an d   v al v e   po i nt   ef f ec t,  an 2 un i tes s y s t em   w i th  tr an s m i s s i on   l os s es S uc i nv es ti g at i on   proc es s   of   us i ng   L ev y   F l i g ht  or  G au s s   wal k   ha s   v er y   i m po r tan r ol e   be c a us i h el ps   r es ea r c he r s   ea s i l y   to  k no w   t he   ef f ec ti v en es s   o S F S   to  ap p l i c at i o f or  di f f e r en s y s tem s T hi s   i nv es ti g ati o wi l l   b i m pl em en ted   ba s ed   on   t wo   c as es   i nc l u di ng   t he   i nf l ue nc of   wal k   f ac tor    on   th o bta i ne d   r es ul ts   of   S F S _G a us s   an i m pa c t   of   the   nu m be r   of   po pu l ati on   an th nu m be r   of   i terati o ns   on   th r es ul ts   of    S F S _G au s s  an d  S F S _L ev y     5.1 .1 S u r v e y  1:  t h Inf lue n ce   o f  t h W alk  F ac t o r   F or  the   f i r s c as e,  w a l k   f ac tor  of   S F S _G au s s   i s   s et  f r om   to  w i t s tep   of   0 .25   to   an a l y z e   i ts   i m pa c on   t he   t es ted   r es ul ts   f r om   c on v ex   or  n on -   c on v ex   tes s y s t em s .     If     i s   s e l ec to  0,   ( 15 )   i s   us ed   to   c r ea te   t he   ne s ol u ti o ns   i the   d i f f us i on   ph as e.  If   i s     s el ec t 1,   ( 14 )   i s   em pl o y e to   prod uc t he   ne s ol u ti on s O th er w i s e,   bo t h.  ( 14 - 15 )   are  uti l i z e f or  the   s o l ut i o c r ea t i n pro c es s T s ee   th c h an ge s   c l ea r l y ,   s om pa r am ete r s   l i k the   n u m be r   of   po pu l ati on s   an nu m be r   of   i terati on s   ne ed   to  be   es ta bl i s he s u i ta bl y   f or  di f f erent  tes s y s t em s P arti c ul arl y ,   the   n um be r   of   po pu l a ti o ns   an nu m be r   of   i terati on s   are   r e s pe c ti v el y   s et    to  an 30   f or  6 - un i s y s te m 10   an 50   f or  20 - un i s y s tem an d   20   an 50 f or  1 0 - un i s y s tem .     T he  ob tai ne d res ul ts  f r om  t he s e s y s tem s  are s um m ariz ed  i n  T ab l es  1,   2 a nd   3.    A s   s ho w i th es tab l es when   t he   v al ue   of     i s   v arie f r om   to  w i t th s tep     s i z e   of   0. 25 ,   th m i ni m u m   c os ts   of   v ari ou s   t hree   tes t   s y s t em s   de c r ea s ed   f r om   hi g v a l ue   to   l o w   v al ue S pe c i f i c a l l y f or   6 - un i s y s tem   w i t ho u tr an s m i s s i on   l os s es the   m i ni m u m   c os t s   are   r es pe c ti v el y   3 14 4 6.8 9 81   $/h 36 0 03 . 53 9 6   $/h   an 4 0 67 9. 04 6 6   $/h   f or  c as es   1.1 1.2 an 1 .3  c orr es po nd i ng   to   ω = 0.   T he s c o s ts   c ou l be   m i ni m i z ed   a nd   eq ua l   t 31 44 5. 62 3 $/h 36 00 3.1 27 8   $/ h,   an 40 6 7 5.9 8 24   $/h   as   s ett i ng   =1 S i m i l arl y ,   when   th v a l u of   i s   0,  c os ts   of  10 - un i s y s tem   an 2 0 - un i t   s y s t em   are  31 44 6 .89 81 $/ an d   62 46 0. 87   $/h r es p e c ti v e l y W he n   the   v al u of   i s   1,  tho s of   10 - un i an 20 - un i tes s y s tem s   are  33 14 4 5.6 2 33   $/ an 62 45 6.9 1   $/h r es p ec ti v e l y .   F r om   s uc an al y s i s i p oi n ts   ou t   tha t   ( 14 )   ha s   be tt er  pe r f orm an c tha ( 15 )   on   r es ul ob tai ne f r om   the   m eth o d.  F urtherm ore,  i f   on l y   ( 14 )   i s   ap p l i e d,  th ob t ai n ed   r es ul t s   are  the  m os t e ff ec ti v e.       T ab l e 1 .   T he   O bt ai ne Res ul ts   f r om  6 - Uni t S y s t em     w i th ou t T r an s m i s s i on  Lo s s es   w i th  Di f f erent  ω   ω   C a s e   1 . 1 :   P D =6 0 0 W   C a s e   1 . 2 :     P D =7 0 0 W   C a s e   1 . 3 :   P D =8 0 0 W   M in.   c o s t   ( $ / h )   0   3 1 4 4 6 . 8 9 8 1   3 6 0 0 3 . 5 3 9 6   4 0 6 7 9 . 0 4 6 6   0 . 2 5   3 1 4 4 5 . 6 4 5 5   3 6 0 0 3 . 2 9 8 4   4 0 6 7 6 . 0 3 5 1   0 . 5   3 1 4 4 5 . 6 4 0 4   3 6 0 0 3 . 2 0 4 3   4 0 6 7 6 . 0 0 8 0   0 . 7 5   3 1 4 4 5 . 6 2 7 0   3 6 0 0 3 . 2 0 1 6   4 0 6 7 5 . 9 8 6 1   1   3 1 4 4 5 . 6 2 3 3   3 6 0 0 3 . 1 2 7 8   4 0 6 7 5 . 9 8 2 4       T ab l e 2 . T he   O bt ai ne Res ul ts   f r om  10 - Uni t S y s tem     wi th  Mu l ti  F ue l s   an d   V al v P oi nt  E f f ec t   w i t Di f f erent  ω   ω   M in.   c o s t   ( $ / h )   A v e r .   c o s t   ( $ / h )   M a x .   c o s t   ( $ / h )   0   6 2 3 . 8 9 1 1   6 2 4 . 4 0 2 7   6 2 6 . 6 9 7 3   0 . 2 5   6 2 3 . 8 3 2 7   6 2 4 . 0 3 8 1   6 2 6 . 3 8 1   0 . 5   6 2 3 . 8 3 6 6   6 2 3 . 9 8 1   6 2 6 . 3 0 9 8   0 . 7 5   6 2 3 . 8 2 8 7   6 2 4 . 0 5 0 5   6 2 6 . 4 1 9 4   1   6 2 3 . 8 2 7 4   6 2 4 . 1 8 0 6   6 3 1 . 1 8 2 5       T ab l e 3 . T he   O bt ai ne Res ul ts   f r om  20 - Uni t S y s tem     w i th  T r an s m i s s i on  Lo s s es   w i th  Di f f erent  ω   ω   M in.   c o s t   ( $ / h )   A v e r .   c o s t   ( $ / h )   M a x .   c o s t   ( $ / h )   0   6 2 4 6 0 . 8 7   6 2 4 7 7 . 9 9 4 3   6 2 5 0 4 . 9 5 3 5   0 . 2 5   6 2 4 5 7 . 0 5   6 2 4 5 9 . 1 8 1 1   6 2 4 8 4 . 3 3 0 7   0 . 5   6 2 4 5 7 . 0 6   6 2 4 5 8 . 7 5 4 0   6 2 4 7 3 . 4 3 3 0   0 . 7 5   6 2 4 5 6 . 9 5   6 2 4 5 9 . 0 4 9 1   6 2 4 6 6 . 2 8 8 1   1   6 2 4 5 6 . 9 1   6 2 4 6 0 . 9 4 5 4   6 2 4 8 7 . 6 2 9 7   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                            IS S N: 16 93 - 6 93 0   T E L KO M NIK A     V ol .   17 ,  No 5,  O c tob er 20 19 :   25 3 5 - 25 46   2542   5.1 .2 S u r v e y   2:  t h Imp ac t   o f   t h Nu mb er   o f   P o p u latio n   and   Nu mb er   o f   It er atio n o n                 O b t ained Re sult s   F or  the   s ec on d   s urv e y ,   we  s c r uti n i z t he   i m pa c of   N p   an MI   o th r es ul ts   of   S F S _G au s s   a nd   S F S _L e v y   f or   1 0 - un i an d   2 0 - un i tes t   s y s tem N p   i s   f i x e a nd   c ho s en     to  be   20   f or  10 - u ni t   s y s tem   an 10   f or  20 - un i s y s t em   whi l MI   i s   a l tere f r om   10 to  5 50   f or  the   c o m er,  an f r om   50   to  25 0   f or  the   l att er.  M oreo v er,  ac c ordi ng   to   the   s urv e y   1,  S F S _G au s s   h ad   goo d   s ol u ti o ns   i f   on l y   ( 14 )   i s   us ed   f or  pro du c i ng   ne w   s o l ut i on s S o w on l y   us e   ( 14 )     c orr es po nd i ng   t ω = 1.  A nd   s tat i s ti c al   r es ul ts   f r om   10 - un i s y s tem   an 2 0 - u ni s y s t em   ar e     s ho w i n T ab l es  4  a nd  5 .     In  ac c orda nc wi th   T ab l es   a nd   5,  t he   m i ni m u m   c os of   S F S _G au s s   an S F S _L e v y   are  m ore  an m ore  c ha ng ef ul   when   MI   i s   c ha ng e d.  F or  the   c as w i t no n - s m oo th  o bj ec ti v f un c ti on ,   the   b es c os t   of   S F S - G au s s   a nd   S F S - F l e v y   are   6 23 . 82 5 $/h   an d   62 3.8 2 35   $/ h,  r es p ec ti v el y F or  the   c as wi th  s m oo th  ob j ec ti v f un c ti on t ho s of   S F S - G au s s   an S F S - F l e v y   are  62 4 56 .6 33 $/h   a nd   6 24 56 .63 38   ( $/h ) r es pe c t i v el y .   It  i s   c l ea r l y   r ec og ni z e tha th be s t   c os of   S F S - G au s s   i s   al wa y s   b ett er  th an   th at  of   S F S - F l ev y   at  t he   s am nu m b er  of   i terati o ns   f o r   20 - un i s y s t em In  c on tr as to  th c as e   ab ov e,  t he   be s t   c os of   S F S - F l e v y   o utp erf o r m s   tha th at  of  S F S - G au s s   w i t h t h e s am e m an ne r  f or 10 - un i t  s y s te m   T hi s   i m pl i es   th at  S F S _L e v y   i s   s ui t ab l f or  s o l v i n n o n - c on v ex   ec on om i c   l oa d   d i s pa tc h   probl em   w i th  m an y   l oc al   op ti m um   s ol uti on s   b ec au s i ts   s tr on c ha r ac teri s t i c   i s   to  s ea r c h   s ol ut i on s   i l ar ge   s pa c e,  whi l S F S _G a us s   i s   ap propr i ate   f or  di s e nta ng l i n c on v ex   on as   i i s   po w erf ul l y  c a p ab l e f or f i nd i ng  s ol uti on s  i n s m al l  s pa c e.         T ab l e 4 S ta ti s ti c a l   R es ul ts   of   S urv e y   2 f or 10 - Un i S y s t em   S FS _ Ga u s s   S FS _ L e v y     N p     MI   S FS _ Ga u s s   S FS _ L e v y     N p     MI   M in.   c o s t   ( $ / h )   Mi n .   c o s t   ( $ / h )   6 2 3 . 9 0 7 2   6 2 3 . 9 3 4 8   20   100   6 2 3 . 8 3 6 0   6 2 3 . 8 2 6 4   20   350   6 2 3 . 8 4 7 4   6 2 3 . 8 8 8 8   20   150   6 2 3 . 8 3 4 0   6 2 3 . 8 2 7 2   20   400   6 2 3 . 8 3 4 0   6 2 3 . 8 4 4 2   20   200   6 2 3 . 8 2 7 0   6 2 3 . 8 2 8 5   20   450   6 2 3 . 8 3 1 8   6 2 3 . 8 3 1 6   20   250   6 2 3 . 8 2 5 2   6 2 3 . 8 2 4 0   20   500   6 2 3 . 8 2 6 8   6 2 3 . 8 2 7 9   20   300   6 2 3 . 8 2 9 3   6 2 3 . 8 2 3 5   20   550       T ab l e 5 S ta ti s ti c a l   R es ul t s   of   S urv e y   2 f or  20 - Un i S y s t em   S FS _ Ga u s s   S FS _ L e v y   N p   MI   M in.   c o s t   ( $ / h )   6 2 4 5 6 . 7 7 1 7   6 2 4 5 8 . 3 0 3 8   10   50   6 2 4 5 6 . 6 3 4 3   6 2 4 5 6 . 6 8 4 1   10   100   6 2 4 5 6 . 6 3 3 1   6 2 4 5 6 . 6 3 3 8   10   150   6 2 4 5 6 . 6 3 3 1   6 2 4 5 6 . 6 3 3 1   10   200   6 2 4 5 6 . 6 3 3 1   6 2 4 5 6 . 6 3 3 1   10   250       5.2.  Co mp ar i son   a n d  Di sc u ss ion   In  s ec ti on ,   th S F S   m eth od   pe r f orm an c i s   e v al ua t ed   b y   c om pa r i ng   t he   m i ni m u m   c os ts   wi th   oth er  a v a i l ab l m eth o ds F or  f ai r   c om pa r i s on ,   s o m pa r a m ete r s   s uc as   N p   an d   MI   a l on wi th  the   nu m be r  of  f un c ti on  ev al u ati on s   F es   are  al s o repo r te d i t a bl es     5.2 .1 Ca se   S t u d y   1: 6 - Un i t  T es t  S ys t em   T hi s   s tud y   s ol v es   6 - ge n era ti ng   un i t ak i ng   w i t or  wi th ou l i n tr an s m i s s i on   l os s es   i nto   ac c ou nt.   L oa d   de m an l ev el   of   60 0,  70 0,  a nd   8 00   M V A   i t urn  f or  bo th  t es c i r c um s tan c es   are  s c r uti ni z ed P r ob l em   da ta   f or  v ario us   l oa d   d em an l e v el s   of   t he   f i r s t es s y s t em   c an   be   r ea c he i Mo us taf et  a l [11 ] In   s uc s tud y we  s et   N p   t 1 an MI   t 5 f or  tes ti ng   al l   the   c as es   wi th   or  w i t ho u tr a ns m i s s i on   l os s es T ab l es   6   an 7   r ep ort  the   nu m eric al   r e s ul ts   ac h i e v ed     b y  FF A  [1 1],  MF A  [ 11 ],  V S S F A  [ 11 ],  MFF A  [1 1 ], S F S _ G au s s  an S F S _L e v y   F r o m   T ab l 6,   i t   c an   be   s e en   t ha m i ni m u m   f ue l   an s tan da r d   c os v al ue s   att a i n ed   b y   S F S _G au s s   an d   S F S _L e v y   are  m uc l o w er  th an   tho s of   oth er  m eth od s In  ad di t i o n,  S F S _G au s s an S F S _L e v y   o nl y   us N p = 1 0,  MI = 50   an F e s = 1 50 0   w h i l ot he r   on es   ne e t em pl o y   N p = 5 MI = 1 50   an F e s = 37 5 0.  It   ea s i l y   c on f i r m s   tha S F S _G au s s   a nd   S F S _ Le v y   are   f as ter  tha th os of   v aria nts   of   F A E v e as   wi th  the   c as i nc l ud i ng   tr a ns m i s s i on   l os s es   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KO M NIK A     IS S N: 1 69 3 - 6 93 0       S toc ha s t i c  frac ta l  s ea r c h b as ed  m eth o d f or ec on o mi c   l oa d d i s pa tc h .. . (T ha n g Tr u ng  Ng uy en )   2543   ex hi b i te i T ab l 7,  S F S _ G au s s   an S F S _ Le v y   s ti l l   di s pl a y   i ts   s up r em ac y   a bo u the   b es c os t   wi th   th s ho r t es ex ec u ti o n   ti m e.  Cons eq u en t l y ,   i c a c l i nc tha t   S F S _G au s s   an d   S F S _L ev y   are the  be s t m eth od s  f or th es e c as es .         T ab l e 6 . N um eric al   A n al y s i s   f or the  6 - Uni t T es t S y s te m   w i tho u T r an s m i s s i on  Lo s s es   M e t h o d s     C a s e   1 . 1 P D =6 0 0 W   C a s e   1 . 2 P D   =7 0 0 W   C a s e   1 . 3 P D   =8 0 0 W   Np       MI       F e s       M in.   c o s t ( $ / h )   S t d .   c o s t ( $ / h )   M in.   c o s t ( $ / h )   S t d .   c o s t ( $ / h )   M in.   c o s t ( $ / h )   S t d .   c o s t ( $ / h )   FFA   [ 1 1 ]   31489   2 4 3 . 8 4 0 1   36075   2 4 3 . 8 4 0 1   40739   1 2 1 . 8 8 0 7   25   150   3750   M FA   [ 1 1 ]   31447   2 . 9 2 8 5 3 5   36006   2 . 9 2 8 5 3 5   40676   2 . 6 9 6 9 7 7   25   150   3750   V S S FA   [ 1 1 ]   31576   2 4 4 . 0 8 9 3   36036   2 4 4 . 0 8 9 3   40701   7 7 . 1 0 1 7 1   25   150   3750   M FFA   [ 1 1 ]   31481   9 5 . 8 4 8 7 8   36021   9 5 . 8 4 8 7 8   40740   1 1 0 . 8 5 6 1   25   150   3750   S FS - Ga u s s   3 1 4 4 5 . 6 2   0 . 0 0 5 5 2 4   3 6 0 0 3 . 1 2   0 . 0 0 5 5 2 4   4 0 6 7 5 . 9 7   0 . 0 5 7 1 8 1   10   50   1500   S FS - L e v y   3 1 4 4 5 . 6 2   0 . 1 4 6 1 4 9   3 6 0 0 3 . 1 2   0 . 1 4 6 1 4 9   4 0 6 7 5 . 9 7   0 . 0 2 4 7 8   10   50   1500       T ab l e 7 . N um eric al   A n al y s i s   f or the  6 - Uni t T es t S y s te m   w i th  T r an s m i s s i on  Lo s s e s   M e t h o d s       C a s e 1 . 4 P D =6 0 0 W   C a s e   1 . 5 P D   =7 0 0 W   C a s e   1 . 6 P D   =8 0 0 W   Np     MI     F e s     M in.   c o s t ( $ / h )   S t d .   c o s t ( $ / h )   M in.   c o s t ( $ / h )   S t d .   c o s t ( $ / h )   M in.   c o s t ( $ / h )   S t d .   c o s t ( $ / h )   FFA   [ 1 1 ]   32122   1 5 9 . 5 4 3 3   37004   1 8 6 . 8 8 8 1   41939   1 6 7 . 7 2 5 7   25   150   3750   M FA   [ 1 1 ]   32098   4 . 7 0 6 9 3 8   36914   3 . 3 2 2 9 6 6   41898   2 . 3 4 7 0 7 7   25   150   3750   V S S FA   [ 1 1 ]   32159   1 5 9 . 4 8 8 9   36960   9 6 . 7 7 6 1 9   41976   6 8 . 8 5 4 3 4   25   150   3750   M FFA   [ 1 1 ]   32109   1 0 3 . 4 4 5 1   36978   3 5 . 9 8 2 3 1   41930   3 3 . 5 3 6 2 7   25   150   3750   S FS - Ga u s s   3 2 0 9 4 . 6 8   0 . 0 0 0 0 5   3 6 9 1 2 . 1 4   0 . 0 0 0 1 3 8   4 1 8 9 6 . 6 3   0 . 0 0 0 5 6 3   10   50   1500   S FS - L e v y   3 2 0 9 4 . 6 8   0 . 0 1 3 8 2 8   3 6 9 1 2 . 1 4   0 . 0 5 7 9 3 7   4 1 8 9 6 . 6 3   0 . 0 2 0 9 5 8   10   50   1500       5.2 .2 Ca se   S t u d y  2:  10 - u n it  T es t  S ys t em   T hi s   po r ti on   ap p l i ed   1 0 - un i s y s t em   w i th  v a l v e - po i nt  l oa d i ng m ul ti pl f ue l   op ti o ns   an d   wi th ou tr a ns m i s s i on   to  s i z u th r ea l   pe r f orm an c of   the   S F S   on   no n - c o nv ex   pr ob l em .     T he   da ta  s uc as   up p er  an l o wer   po wer s   of   the   u ni ts   an f ue l   c os c oe f f i c i en ts   are  c om fr o m   the  pre v i ou s  s tu d y   as  i n [ 1 7 , 2 3].   In  s uc h s tu d y , th e l oa d o f  al l  th erm al  un i ts  i s   27 0 0 M W   T ab l d es c r i be   t he   c o m pa r i s on   of   r es ul ts   pe r f orm ed   b y   S F S   m eth od   an d   oth er  thi r te en   o ne s   i term s   o f   m i ni m um   c os t,  po pu l ati on t h m ax i m u m   i terati o ns an the   nu m be r   o f un c ti on   e v a l u ati on s A s   s e en   f r o m   the   tab l e,   the   be s t   f ue l   c os of   D W P S O   [29 i s   62 2. 74   $/h   an d   i s   be tt er  th an   tho s e   of   oth er  m eth od s A f ter  r ec he c k i ng   t hi s   v a l ue   b y   s u bs ti tu ti n g     the  o pti m um  di s pa tc h s ol ut i on s  of  D W P S O  i nto  f un c ti o n   ob j ec ti v e , th e e x ac t c os i s  62 4.2 3 $ / h.        T ab l e 8 . C om pa r i s on  of   Re s ul ts   i n   Cas S tu d y   2   M e t h o d s   M in.   c o s t   ( $ / h )   N p   MI   F e s   M e t h o d s   M in.   c o s t   ( $ / h )   N p   MI   F e s   A P P S O( 1 )   [ 1 4 ]   6 2 4 . 1 6   20   200   4 . 0 0 0   C S [ 2 6 ]   6 2 3 . 8 2   100   1000   1 0 0 . 0 0 0   A P P S O( 2 )   [ 1 4 ]   6 2 4 . 0 1   20   200   4 . 0 0 0   D S D   [ 2 7 ]   6 2 3 . 8 3   -   -   -   C C D E   [ 1 7 ]   6 2 3 . 8 3   35   200   7 . 0 0 0   A I OD P S O - Glo b a [ 2 8 ]   6 2 3 . 8 3   40   -   1 5 . 0 0 0   E R C GA  [ 1 8 ]   6 2 3 . 8 3   -   -   -   A I OD P S O - L o c a [ 2 8 ]   6 2 3 . 8 3   40   -   1 5 . 0 0 0   I R C GA  [ 1 9 ]   6 2 3 . 8 3   -   -   -   D W P S O   [ 2 9 ]   6 2 2 . 7 4   200   1000   2 0 0 . 0 0 0   P S OD E   [ 2 2 ]   6 2 3 . 8 3   50   500   2 5 . 0 0 0   M C S A     [ 3 0 ]   6 2 3 . 8 3   100   100   1 0 . 0 0 0   D S P S O - TS A [ 2 3 ]   6 2 3 . 8 4   30   100   3 . 0 0 0   S FS - Ga u s s   6 2 3 . 8 2 5 2   20   500   3 0 . 0 0 0   D P D   [ 2 4 ]   6 2 3 . 8 3   99   250   2 4 . 7 5 0   S FS - L e v y   6 2 3 . 8 2 4 0   20   500   3 0 . 0 0 0       It  i s   c l e arl y   s ee n   th at  s uc c os i s   hi gh er  t ha n   tha r ep orted  i S am i r   S a y ah   [29 ] F or  thi s   as pe c t 6 23 .8 25 2   $/ an 62 3. 82 4 $/ are  the   be s t   c os ts   of   S F S - G au s s   an d   S F S - L ev y   a nd   the s v a l ue s   are  a pp r ox i m ate   or   s m al l er  tha th os of   oth er   m eth od s If   c on s i de r i ng   th n um be r   of   f un c ti on   ev al ua t i on s we  s ee   tha the   F e s   v a l ue   of   al m os al l   m eth od s   i s   c om pl ete l y   d i f f erent.   T he   F e v al ue   of   S F S _G a us s   an d   S F S _ Le v y   i s   3 0.0 00   whi c h   i s   s m al l er  t ha n   th at  of   CS O   [26 ]   an d  D W P S O  [2 9]  a nd  hi gh er th an  th os e  of  r em ai n i ng   on es .   Mo r e ov er, t he  c on v er ge nc e  f ea tures   of   S F S _G au s s   a nd   S F S _ L ev y   i l l us tr ate i F i gu r e   r ev e al   t ha S F S - G a us s   c on v erges   t l oc al   op ti m al   s o l ut i on s   f as ter  t ha S F S - Le v y   f r om   the   1 st   i t erati o t t he   15 0 th   i t erat i o n,  a nd   t he n   i ts   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                            IS S N: 16 93 - 6 93 0   T E L KO M NIK A     V ol .   17 ,  No 5,  O c tob er 20 19 :   25 3 5 - 25 46   2544   f i tne s s   do es   n ot  c h an g m uc t t he   50 0 th   i t erati on .   O the r w i s e,   S F S - Le v y   c a de c r ea s es   f ue l   c os grad ua l l y   f r om   the   2 8 0 th   i terat i o t the   l as on e Cl ea r l y ,   S F S _ Le v y   i s   m ore  ef f ec ti v e   f or   no nc on v ex   ob j ec ti v e f un c t i on  pro b l em .             F i gu r 1.  T he  c on v erg en c c urv es  of  S F S _G au s s  an S F S _ Le v y   i n  c as e s tud y   2       5.2 .3 Ca se   S t u d y  3: 2 0 - U n it  T es t  S ys t em   In  the   s tud y t he   t w e nt y   ge ne r ati ng   un i ts   w i t tr an s m i s s i on   l i n l os s es   ha s   be en   de l i be r ate d   to   v al ue   t he   e ff ec ti v en es s   of   S F S _G au s s   an S F S _L ev y   f or  c l i nc hi n th E LD  probl em T he   i np u da t f or  the   c as i s   ac c es s i bl f r o m   [16 an th tot al   l oa de m an   i s  25 0 0 M W T he  r es ul t c o m pa r i s on  s u m m ar y  i s  pres en te d i n T ab l 9.       T ab l e 9 . C om pa r i s on  of   Re s ul ts   i n   Cas S tu d y   3   M e t h o d s   M in.   c o s t   ( $ / h )   N p   MI   F e s   B B O   [ 1 5 ]   6 2 4 5 6 . 7 9 3   50   400   20000   A L [ 1 6 ]   6 2 4 5 6 . 6 3 3   30   500   15000   M C S A   [ 2 0 ]   6 2 4 5 6 . 6 3 3   10   500   1 0 , 0 0 0   a B B O m D E   [ 2 5 ]   6 2 4 5 6 . 7 0 1   -   -   35000   S FS - Ga u s s   6 2 4 5 6 . 6 3 3   10   150   4500   S FS - L e v y   6 2 4 5 5 . 6 3 4   10   150   4500       T he  be s t f ue l  c os t  ac h i e v e d  b y   S F S - G a us s   i s  62 45 6. 63 $ /h,   w h i c i s   be tt er th an  t ha t  of   S F S - L ev y .   In   T ab l e   9,   i i s   al s o   s ee t ha t   S F S _G a us s   an d   S F S _ Le v y   c om pl ete l y   de v as t ate   oth er  o ne s   s uc as   B B O   [ 1 5]  an aB B O m DE   [25 bu s ha r the   s ta nd i ng   p os i t i on   wi th  A LO   [16 an MCS A   [ 20 ].  B es i de s ,   S F S - G a us s   an S F S - L e v y   on l y   us F e s = 45 00   an the   v al u i s   s m al l er  th an   t ha of   the   f ou r   m en ti on e m eth od s S o,  t hi s   u nd erli ne s   th at  S F S _G au s s   a nd   S F S _ Le v y   are  v er y   f av orab l t oo l   f or  thi s   c as e.   F i g ure  de l i ne a tes   th c on v erg en c f ea tures   of   S F S   al g orit hm s A s   pe r c ei v ed   i n   the   f i gu r e,  S F S - G a us s   c an   i m prov th f ue l   c os s i gn i f i c an t   f r o m  th e 1 15 th   i tera ti o n t o  th e l as on e   bu t  S F S _L ev y  j u s t reduc e g r a du a l l y       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.