I n te r n ati o n al   Jo u r n al   o El e c tr i c a l   an d   C o m p u te r   En gi n e e r i n g   (I JEC E )   V o l .   7 ,   N o .   1 F e b r ua r y   201 7 ,   pp .   10 0 ~ 1 06   IS S N :   2088 - 8708 D O I :   10. 1 1591 / i j e c e . v7 i 1 . pp100 - 10 6             100       Jou r n al   h o m e pa ge ht t p: / / i ae s j o ur nal . c om / on l i n e / i nde x . php/ IJ E C E   Im p r o v i n g   E f f i c i e n c y   o f   P o w e r   S y st e m s by   D e m a n d   S i d e   M a n a g e m e n t   M e t h o d       Ti b b i e   P o n   S ymo n   V.   A . 1 ,   I .   Ja c o b   R agl an d   2   1   N o o r ul   I s l a m   U n i v e r s i t y ,   T a m i l   N a du  6291 80 ,   I ndi a   2   V I T ,   V e l l o r e ,   T a m i l   N a d u,   I ndi a       A r ti c l e   I n fo     A B S TR A C T   Ar t i c l e   h i s t or y :   R e c e i v e d   O c t   22 ,   201 6   R e v i s e J a n   7 ,   201 7   A c c e pt e J a n   21 ,   201 7       I t he   s m a r t   g r i i nf r a s t r uc t u r e   ba s e d   po w e r   s y s t e m s ,   i t   i s   ne c e s s a r y   t c o ns i de r   t h e   de m a nd  s i de   m a na g e m e n t   t o   e nh a nc e   t he   e ne r gy   r e d uc t i o a nd   s y s t e m   c o nt r o l .   I m a n y   c o unt r i e s   t he   r e s o ur c e s   a r e   v e r y   l e s s   s o   t he   a v a i l a b l e   r e s o ur c e s   ha v e   t o   be   u s e i a e f f i c i e nt   m a nne r   w i t ho ut   a ny   l o s s .   T he   t o t a l   l o s s   c a nno t   be   a v o i de bu t   i t   c a be   r e d uc e d.   I t he   p r o po s e s y s t e m ,   t he   P a r t i c l e   S w a r m   O pt i m i z a t i o ( P S O )   t e c hn i que   i s   us e t o   di s t r i b ut e   t he   po w e r   i t he   s m a r t   g r i d .   H e r e ,   t he   g r i ds   a r e   a r r a ng e i s uc a   w a y   t ha t   t h e   l o s s e s   i i t   a r e   r e duc e d.   T he   l o a c o nne c t e t o   t h e   g r i i s   r e a r r a ng e a c c o r di ng   t o   t he i r   us e .   I t   us e s   a   n e w   a nd  s t o c ha s t i c   s c he du l i ng   t e c hn i qu e   t o   ha ndl e   t h e   unc e r t a i nt i e s   i t he   po w e r   s y s t e m .   S o l a r   a nd   w i n po w e r   a r e   t a ke i a c c o unt   f o r   t w e nt y   f o ur   ho ur s   a nd  t h e   v a l u e s   a r e   g i v e t o   t he   P S O   a l g o r i t hm .   T h e       e xpe r i m e nt   w a s   c o nduc t e by   M A T L A B   a nd  t he   r e s ul t s   s ho w   t ha t   t he   e f f i c i e nc y   l e v e l   of   w i nd  a nd  s o l a r   po w e r   s y s t e m s   w a s   i nc r e a s e by   a a ppr e c i a b l e   l e v e l .   T he   pr o po s e t e c hn i qu e   i s   c o m pa r e w i t t h e   no r m a l   s y s t e m   w i t ho ut   us i ng   D e m a nd   S i de   M a na g e m e n t   ( D S M )   a n i t   s ho w s   t h a t   t he   p r o po s e s y s t e m   g i v e s   b e t t e r   r e s ul t s   t h a n   t he   e x i s t i ng   s y s t e m s .   Ke y w or d:   D e m a n s i de   m a na ge m e n t   H o m e   a r e a   n e t w o r D e r e gul a t e p o w e r   s y s t e m   S m a r t   g ri d   P a rt i c l e   s w a r m   o pt i m i z a t i o n   C opy r i gh t   ©   201 7   I n s t i t ut e   o f   A dv anc e E ng i ne e r i ng   and   S c i e nc e   A l l   r i gh t s   r e s e r v e d .   Cor r e s pon di n g   Au t h or :   T i b b i e   P o n   S y m o n   V .   A .   D e pa rt e m e nt   o f   E l e c t r i c a l   a n d   E l e c t r o n i c s   E n gi n e e r i n g ,   N oo r ul   Is l a m   U n i v e r s i t y ,     T a m i l   N a du  - 62918 0,   I n d i a .   E m a i l :   t i b b i e s y m o n @ g m a i l . c o m       1.   I N TR O D U C TI O N   T h e   c o m pl e xi t y   of   t h e   e l e c t ri c a l   g r i d   a nd  e l e c t r i c   po w e r   s y s t e m   i n f r a s t ruc t u r e   i s   g r o w i n g   w i t h   t h e   i n c r e a s e   o f   l o a de m a n ds .   I m a n y   c o un t r i e s ,   t h e   ut i l i t y   gr i ds   a r e   s o ur c e   de f i n e c e n t r a l i z e po w e r   di s t r i b ut i o n   s y s t e m s   [1].   T h e   s m a rt   g r i i s   a   de v e l o pi n a r e a   a n l o t   o r e s e a r c h   a n e xpe ri m e nt s   c a n   b e   do n e   i n   t h e   pa pe r   de s i g n   a n d   a l s o   i n   t h e   l a b o r a t o r i e s .   [2] ,   [ 3] .     T h e   m a i n   p r o b l e m   f a c e by   t h e   pow e r   s y s t e m   i s   t ha t   t h e   l o s s   i n   t h e   di s t ri b ut i o s y s t e m ,   b e c a us e   t h e   l o a d   i s   no t   s a m e .   S o m e   o f   t h e   l o a d   m a y   be   i n duc t i v e ,   c a pa c i t i v e ,   pu r e l y   r e s i s t i v e   o r   t h e   c o m b i na t i o n   o t h e s e   l o a ds .   T h e   pow e r   c o n s um p t i o n   o f   l o a w i l l   di ff e r   b a s e o n   t h e   r e qui r e m e n t   o f   a n   a ppl i c a t i o n .   F a ul t s   i n   t h e   c o nn e c t e l o a c a n   a l s o   c a us e   l o s s   i n   t h e   po w e r   s y s t e m .   T h e   ge n e ra t i o n   a n d i s t ri b ut i o n   s y s t e m   i s   c h a l l e n ge d   due   t h e   dy n a m i c   i n c r e a s e   i n   t h e   e n e r gy   d e m a n a n t h e   s po n t a n e o us   r i s e   i n   t h e   gl o b a l   e m i s s i o n   o f   gr e e h o m e   ga s e s .   T h e   g r i i s   a   c o m pl e o pe r a t o r   c o n s i s t i n g   o f   di ff e r e n t   i n p ut   l o a ds   l i ke   s o l a r,   t h e r m a l ,   w i n d   e t c . ,   c o nn e c t e t o ge t h e r.   T h e   l o s s e s   i n   t h e   g ri o c c ur   due   t o   i n   m a i n l y   due   t o   t h e   i m p r o pe r   a rra n ge m e n t   o f   t h e   i n f r a s t r uc t u r e   i n   t h e   di s t ri b ut i o n   s i de .   T h e   m a i n   r e a s o n   o f   l o s s e s   i n   t h e   po w e r   g r i i s   due   t o   di f fe r e n t   c o n s u m e r s .   T h e   po w e r   t a ke n   by   t h e   c o n s u m e i s   u s u a l l y   m o r e   i t h e   pe a k   t i m e   a nd   s o m e   of   t h e   g r i ds   m a y   t a ke   m o r e   t ha n   t h e   ra t e v a l ue .   O n e   o f   t h e   r e a s o n s   f o r   t h e   po w e r   l o s s   i s   due   t o   t h e   c o n s um e r s   w h o   a r e   n o t   ha v i ng  w e l l   a w a r e n e s s   a b o ut   t h e   i m po rt a n c e   o f   e n e r gy .   T h e   c o n s um e r   ha b i t s   c a n   b e   c h a n ge by   a w a r e n e s s - r a i s i n p r o g ra m s   w hi c a r e   o f t e n   c o n duc t e by   gove rn m e n t   o r   a c t i v i s t   g r o ups .   S i m pl e   t hi n gs   t o   b e   d o n e   a r e   t u rni n o f f   l i gh t s   i n   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
IJ E CE     IS S N :   2088 - 8708       Im pr ov i ng   E f f i c i e n c y   o f   P ow e r   Sy s t e m s   by   D e m and  Si d e   Ma nage m e nt   Me t hod   ( T i bbi e   P on   Sy m o V .   A . )   101   di s us e r o o m s   o r   s w i t c h i n o ff  t h e   t e l e v i s i o n   a t   ni g ht   a n t a s s e t t i n gs   s uc h   a s   l a u n d r y   fo r   n o n - pe a h o ur s .   N e w   t e c hn o l o gi e s   w i l l   be   a dde i n   t h e   pow e r   gri f o r   m e e t i n t h e   de m a nds   i n   f ut ur e .   I n   t h e   po w e r   s t a t i o n s   t h e   l a t e s t   a nd  m o r e   f l e xi b l e   gr i m a na ge m e n t   m e t h o ds   w i l l   m e e t   t h e   i n c r e a s i ng  p r o po r t i o n   o f   t h e   r e n e w a b l e   e n e r gy   s o ur c e s       w i t c o n v e n t i o na l   i n f r a s t r uc t u r e s   a s s o c i a t e d.   R e duc i n t h e   r e s o ur c e   c o n s um pt i o n   i s   o n e   o f   t h e   i m po r t a nt   pa ra m e t e r s .     D a y   by   da y ,   t h e   na t u r a l   r e s o ur c e s   a r e       r e duc i n g   b ut   t h e   r e n e w a b l e       e n e r gy   i s   s t i l l   a v a i l a b l e   a n t h a t   s h o ul b e   us e i n   a n   e f f i c i e n t   m a nn e r.   M a n y   c o un t ri e s   a r e   n o w   us i n t h e   r e n e w a b l e   e n e r gy   r e s o ur c e s   l i ke   w i n a nd  s o l a r   e n e r gy   m o r e   e ff i c i e n t l y .   T h e   m a j o r   di s a dv a nt a ge   o f   t hi s   r e n e w a b l e   e n e r g y   i s   t h a t   t h e   w i n w i l l   n o t   b e   t h e r e   f o r   l o ng  t i m e   a n t h e   s u n   w i l l   n o t   s hi n e   f o r   t h e   w h o l e   da y .   M o s t   of   t h e   de ve l o p e c o un t ri e s   us e   t h e s e   n o i s e   a n po l l u t i o n   f r e e   r e n e w a b l e   e n e r gy   r e s o ur c e s .   T h e   hi g h   de m a n du ri n pe a t i m e   i s   m a n a ge by   t h e   D S M   by   a c t i v a t i n t h e   s upp l e m e nt a r y   pow e r   ge n e ra t i o n   s o ur c e   [4] ,   [ 5] .   T h e   r e l i a b i l i t y   of   t h e   g r i i s   i n c r e a s e by   s e t t i ng  a   t hr e s h o l v a l ue   fo r   e a c c o n s um e r   u nde r   a   g ri d.   If   t h e   r e l i a b i l i t y   of   t h e   g r i i s   i n c r e a s e t h e n   t h e   r e l i a b i l i t y   of   t h e   w h o l e   pow e r   s y s t e m   w i l l   a l s o   be   i n c r e a s e d.   W h e n   t h e   s upp l e m e nt a r y   pow e r   i s   gi v e n   f o r   t h e   h i g h   po w e r   c o n s um e r s   i t   w i l l   n o t   a f fe c t   t h e   l o w   pow e r   c o n s um e r s .   B ut ,   i t   l e a ds   a ddi t i o na l   m a i nt e na n c e   a n c a r e   f o r   t h e   n e w l y   a dde d   s uppl e m e n t a r y   pow e r   s uppl y .   It   a l s o   l e a ds   t o   t h e   po w e r   l o s s   a n m o n e y   l o s s   [6].   T h e   s upp l e m e n t a r y   pow e r   s uppl y   n e e ds   t h e   a ddi t i o na l   po w e r   s uppl i e r s   o r   ge n e r a t i n pl a nt s   t h a t   a r e   i n f r e que nt l y   t urn e o n .   W h e n   t h e   pow e r   i s   ge n e ra t e f r o m   m i c r o   t ur b i n e s   o r   ga s e s   o r   t o   b e   i m po r t e f r o m   o t h e r   c o un t ri e s   t h e n   t h e   c o s t   w i l l   be   i n c r e a s e d.     T h e   s m a rt   g ri a l l o w s   t h e   c o n s um e r s   t o   e l e ga n t l y   c o n s um e   e l e c t r i c i t y   bo t h   by   s e l e c t i n g   t h e   p r e f e rr e s uppl i e r s   a nd  s c h e du l i n g   t h e   o pe ra t i o n s   o f   e a c h   a pp l i a n c e   a c c o r di n g   t o   t h e   v a r i o us   c o n di t i o n s .   N o w   D S M   i s   o n e   of   t h e   i m po r t a nt   c o n c e rn s   t o   m e e t   t h e   c o n s um e r   r e qu i r e m e nt s   a s   w e l l   a s   t o   a c h i e v e   t h e   s y s t e m   go a l s   s uc h   a s   pe a l o a r e duc t i o n,   po w e r   s a v i n g,   e n e r gy   e f f i c i e n c y ,   t i m e   s a v i n g ,   l o w   c o s t   e t c .   [7],   [8] .   N o w   a   da y   t h e   l o a i n c r e a s i ng  i s   i n   a   s po n t a n e o us   m a nn e r.   E v e n   t h e   a ut o   m o t i v e   v e h i c l e s   a n t r a i n s   a r e   a l s o   be   c h a n ge a s   e l e c t r i c a l l y   o pe r a t e d.   T h e   po w e r   de m a nd  i s   i n c r e a s e due   t o   t h e   P l ug  i n   h y b r i e l e c t ri c   v e h i c l e s   (P H E V t h a t   a r e   i nt r o duc i ng  i n   t h e   m a rke t .                   In   s o m e   c a s e s ,   t h e   e ff i c i e n t   de l i v e r y   w i l l   n o t   b e   po s s i b l e   due   t o   t h e   c o m pl e n e t w o r k.   B ut   t hi s   c a n   b e   a c hi e v e by   us i n m o r e   a dv a n c e de v i c e s   a n t e c hn o l o gi e s .     A n o t h e r   w a y   i s   by   s c h e dul i ng  t h e   po w e r   a m o n g   t h e   g r i ds   a s   w e l l   a s   t h e   di s t ri b ut i o n   s y s t e m .   B ut ,   t h i s   t y pe   of  s c h e dul i ng  w i l l   m a ke   m uc h   d i s t u r b a n c e   f o r   t h e   c o n s um e r s .   T o   a v o i t h e s e   pr o b l e m s ,   a   P a rt i c l e   S w a m   O pt i m i z a t i o (P S O )   t e c hn i q ue   i s   us e i n s t e a d   o pow e r   s c h e dul i ng.   P S O   i s   a pp l i e i w i de l y   i n   t h e   a r e a   f o r   p r o b l e m   s o l v i n g.   T h i s   P S O   a l go ri t hm   i s   b a s e o n   t h e   a c t i v i t i e s   of   a   gr o up  o f   a ni m a l s   w hi c do e s   n o t   h a v e   a n y   o r ga n i z e r   i n   t h e i r   g r o up.     H e r e ,   t h e   g r o up  o a n i m a l s   w i l l   n o t   ha v e   a n y   l e a de r   a n t h e y   w i l l   ra n do m l y   f i n o ut   t h e i r   f o o by   fo l l ow i n a   m e m b e r   o f   t h e i gr o up  w i t h   t h e   n e a r b y   l oc a t i o n   f r o m   t h e   f o o d.   T hi s   i s   a   t y pe   of   po t e n t i a l   s o l ut i o f o r   t h e   p r o b l e m .   T h e   m e m b e r s   o f   t h e   gr o up  a t t a i t h e   b e s t   c o n di t i o c o n c urr e nt l y   by   m a ki ng  t h e   c o m m u ni c a t i o n   b e t w e e n   t h e   gr o up  m e m b e r s   w h o   a l r e a dy   h a v e   a   b e t t e r   c o n di t i o n.   T h e s e   m e m b e r s   w i l l   i nt i m a t e   i t   t o   t h e   gr o up  t h e n   t h e y   w i l l   a l s o   go  t t ha t   pl a c e .   T h i s   p r o c e s s   w i l l   b e   r e pe a t e unt i l   t h e   b e s t   s o l ut i o n   o r   a   f oo s o ur c e   i s   fo un   o ut   [9],   [ 10 ].       2.   P R O P O S ED   TEC H N I Q U E     In   t h e   pr o po s e P S O   s y s t e m ,   t h e   s o l a r   po w e r   a n t h e   w i n pow e r   a r e   c o n s i de r e d.     T h e s e   v a l ue s   a r e   t a ke n   by   a s s um i n t h a t   t h e   c o n s um e r s   c o n s um e   t h e i r   m a x i m u m   c o n n e c t e c a pa c i t y .   F ur t h e r m o r e ,   i n   t h i s   pr o po s e P S O   b a s e s y s t e m ,   t h e   a ut o m a t i c   s c h e dul i ng  s o l ut i o n   r e s ul t   w i t h i n   t e n   s e c o n ds   w h i c h   i s   f a s t   e n o ugh   fo r   t h e   s m a rt   g r i t o   s c h e dul e   t h e   po w e r   [11] .   T h e   a r c h i t e c t ur e   o f   t h e   pr o po s e P S O   t e c hn i q ue   i s   de pi c t e i F i gu r e   1.   It   us e s   m i c r o   ge n e r a t i o n   m o de l   w h i c h   c o n s i s t s   of   va r i o us   s o ur c e s   l i ke   w i n t u r b i n e s ,   s o l a r   c e l l s   a n d   b a t t e ri e s   [12 - 15] .   T hi s   c o m b i n a t i o n   o f   t h e   d i f fe r e nt   s o urc e s   t o ge t h e r   l e a ds   t o   a   n e w   de s i gn   o f   H y b r i R e n e w a b l e   E n e r gy   S y s t e m   (H R E S [16].   T h e   P S O   i s   c o n n e c t e w i t h   t h e   po w e r   g r i a n t h e   c o n s u m e r s .   H e r e ,   P S O   i s   t a ke n   a s   a   c o n t r o l   s y s t e m   t oo l   t o pt i m i z e   t h e   pow e r   s c h e dul i n i n   t h e   s m a r t   g ri d.   T h e   ge n e ra t e pow e r   fo r   e a c h   h o u r   i n   a   da y   i s   c a l c ul a t e a n gi v e n   a s   i n p ut   t o   t h e   P S O .   T h e   e xc e s s   pow e r   i s   us e t c h a r ge   t h e   b a t t e r y .   If   t h e   c o n s um e r s   n e e m o r e   po w e r   a t   pe a k   t i m e   t h e   b a t t e r y   w i l l   a c t   a s   t h e   s uppl e m e n t a r y   s o ur c e .   In  t hi s   H R E S   a   b a t t e r y   i s   us e t o   m e e t   e i t h e t h e   hi g h   po w e r   de m a n d   o r   w h e n   t h e   r e n e w a b l e   e n e r gy   s o ur c e s   a r e   n o t   a v a i l a b l e   [17].   T h e   pe r i o di c   na t u r e   o f   r e ne w a b l e   e n e r gy   m a ke s   t h e   f l uc t ua t i o n s   t ha t   a r e   unp r e di c t a b l e   a n a ppe a r s   i t h e   po w e r   o ut put   [1 8].   S o m e   o f   t h e   s t o r a ge   t e c hni que s   l i ke   b a t t e r i e s ,   c o m pr e s s e a i r ,   f l y   w h e e l s   a n c a p a c i t o r s   a r e   us e t o   s o l v e   t h e s e   p r o b l e m s   [19].   T h e   b a t t e r y   c a b e   r e c ha r ge by   t a ki n t h e   e n e r gy   f r o m   di ff e r e n t   po w e r   ge n e ra t i o n s   a n r e n e w a b l e   s o ur c e s .   T h e r e f o r e   a   b a l a n c e o pt i m i z a t i o n   t e c hn i q ue   i s   n e e de t m e e t   t h e   s t a b i l i t y   of   t h e   ut i l i z a t i o n   o f   e n e r gy   f r o m   r e n e w a b l e   e n e r g y   s o ur c e s   a n d   r e c ha r g i n g   t h e   b a t t e r y   s o ur c e .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2088 - 8708   IJ E CE     V o l .   7 ,   N o .   1 F e b r ua r y   2017   :     10 0     1 06   102   T h e   f l ow c h a r t   o f   t h e   pr o po s e w o r i s   gi v e n   i n   F i gu r e   2 .   O n c e   a l l   t h e   r e qui r e p a r a m e t e r s   l i ke   c o s t   ra t e   a n ge n e r a t e po w e r   f r o m   t h e   s o l a a nd  w i n f o r   e a c h   ho ur s   i a   da y   a r e   c o l l e c t e d,   t h e y   w i l l   b e   gi v e n   a s   t h e   i nput   t o   t h e   P S O   a l go r i t hm .   T h e n   t h e   c o s t   a n po w e r   c o n s um pt i o n   by   t h e   c o n s um e r s   f o r   24  h o ur s   a r e   c a l c ul a t e d   a n d   di s p l a y e d.   T h e   i t e ra t i o n s   a r e   r e pe a t e a n t he   b e s t   v a l ue   w i l l   b e   s e l e c t e a s   t h e   t hr e s h o l by   t h e   a l go r i t hm   f o r   e a c h o ur.   If   t h e   t hr e s h o l v a l ue   i s   o b t a i n e du ri n e a rl y   s t a ge s   o f   i t e r a t i o n s   t h e n   t h e   i t e ra t i o w i l l   b e   s t o ppe i t ha t   h o u r .                               F i gu r e   1 .   A r c h i t e c t ur e   o f   H R E S                                                                 F i gu r e   2 F l o w c h a r t   o f   t h e   P r o po s e W o r k       3.   R ES EA R C H   M ET H O D   T h e   p r o po s e t e c h ni que   i s   de s i g n e o t h e   b a s i s   o f   t h e   de m a n d   s i de   m a na ge m e n t   (D S M ).   It   w i l l   e i t h e r   s h i f t   r e qu i r e m e nt   f r o m   pe a t i m e   t o   off    pe a t i m e   o r   s hr i nk  t h e   e l e c t r i c i t y   p e a de m a n [20].   T h e   us e t o o l   c a a l s o   m o ni t o a l l   t h e   c o n s um e r s   a s   w e l l   a s   a pp l i a n c e s   c o n n e c t e i t h e   h o us e s .     S t a rt   F i n d   o u t   Co s t / P o w e c o n s u m p t i o n   D i s p l a y   R e s u l t s   S e l e c t   a l l   Re q u i r e d   P a ra m e t e r s   A p p l y   P S O   T e c h n i q u e     Is   t h r e s h o l d     S t o p   No   Y e s   S o l a r   P a n e l   W i n d   E n e r g y   Ba tte r y   P o w e r   G r i d   C o n s u m e r s     P S O   R e n e w a b l e   E n e r g y   S o u r c e s   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
IJ E CE     IS S N :   2088 - 8708       Im pr ov i ng   E f f i c i e n c y   o f   P ow e r   Sy s t e m s   by   D e m and  Si d e   Ma nage m e nt   Me t hod   ( T i bbi e   P on   Sy m o V .   A . )   103   T h e   p r o b l e m   s o l v i n i t h e   P S O   a l go r i t hm   a r e   do n e   a s   f o l l o w s :   Co n s i de r   a   f u n c t i o F (x) ,   w h e r e       F (x)  =   ( E     ((   1     i *   (P V + W E )))* CR           (1)     H e r e ,   i   r e p r e s e nt s   t h e   o pt i m i z a t i o pa ra m e t e   E =   t o t a l   po w e r   c o n s um e b y   t h e   a ppl i a n c e s   CR =   c o s t   ra t e   P V = s o l a e n e r gy   W E =   w i n d   e n e r gy   T h e   a m o unt   o f   e n e r gy   t o   c h a r ge   t h e   b a t t e r y   a t   a n y   i n s t a nt     i s   gi v e n   i t h e   f o l l ow i n e qu a i o n       i (P V + W E )       (2)     T h e   di f f e r e n c e   b e t w e e n   m a xi m um   c a pa c i t y   of   t h e   b a t t e r y   a n t h e   a m o un t   a v a i l a b l e   f o r   t h e   gi v e i n s t a nt   du r i ng  t h e   r e c ha r ge                   G (x)  =   E b     (E b   +   i   *   (P V + W E ))     (3)     E b   =   t h e   m a xi m um   b a t t e r y   c a pa c i t y   E ba   =   t h e   m a xi m um   e n e r gy   du r i n g   t h e   c a l c ul a t i o n   A t   a n y   i n s t a n c e ,   t h e   v a l ue   o f     „  i     i s   a   pe r c e n t a ge   v a l ue   a n d   i t   l i e s   b e t w e e n   t h e   l i m i t s     i       D uri n g   t h e   r e c h a r g i n g         G ( x )   ≥  0       i . e           E b     (E b   +   i   *   (P V + W E ))    0     (4)       4.   R ES U LTS   A N D   D I S C U S S I O N   T h e   v a l ue s   of   e n e r gy   pr o duc e d   i n   e a c h   h o ur   o f   a   da y   fo r   w i n a s   w e l l   a s   i n   s o l a r   pl a nt   a r e   gi v e n   i T a b l e   a n T a b l e   M A T L A B   i s   us e f o r   t h e   s i m u l a t i o n .   T a b l e   gi v e s   t h e   v a l ue s   fo r   w i n e n e r gy   a n d     T a b l e   2   i s   f o r   s o l a e n e r gy .       T a b l e   1 .     W i n d   E n e r gy   f r o m   W i n d   F a rm   H o u o D u t y   i n   a   d a y   G e n e ra t e d   p o w e (W / m 2 )   1   4 5 . 1   2   1 6 . 7   3   5 . 7   4   3 4 . 6   5   2 0 . 8   6   2 7 . 2   7   3 6 . 8   8   1 2 . 2   9   6 . 5   10   3 7 . 6   11   3 . 0 0   12   3 1 . 6   13   1 9 . 7   14   4 4 . 2   15   1 1 . 3   16   1 1 . 4   17   1 3 . 7   18   2 7 . 6   19   3 4 . 9   20   2 0 . 9   21   3 1 . 1   22   3 . 2 4   23   3 5 . 1   24   2     T a b l e   2 .     S o l a r   E n e r gy   f r o m   S o l a P l a n t   H o u o D u t y   i n   a   d a y   G e n e ra t e d   p o w e (W / m 2 )   1   0   2   0   3   0   4   0   5   0   6   0   7   57   8   215   9   346   10   703   11   956   12   1045   13   988   14   948   15   898   16   788   17   580   18   351   19   76   20   0   21   0   22   0   23   0   24   0         T h e   P S O   a l go r i t hm   w i l l   go   f o r   a   n u m b e r   o f   i t e r a t i o n s   a n d   i t   w i l l   gi v e   o ut   t h e   b e s t   r e s ul t .   T h e   v a l ue s   t a ke n   f r o m   t h e   w i n a nd  t h e   s o l a r   p l a nt s   a r e   e n t e r e i nt o   t he   P S O   a l go r i t h m   a n i t   w i l l   c a l c ul a t e   t h e   b e t t e Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2088 - 8708   IJ E CE     V o l .   7 ,   N o .   1 F e b r ua r y   2017   :     10 0     1 06   104   o n e   f r o m   t h e   f un c t i o n   E qu a t i o n   1 ,   w h e r e   „i ‟  i s   t h e   o pt i m i z a t i o n   p a r a m e t e r.   A f t e r   t h e   i t e ra t i o n s   a r e   o ve r   t h e   e ff i c i e n c y   of   s m a rt   g r i a nd  t h e   c o n n e c t e l o a i s   c a l c ul a t e d .   T h e   i n p ut   w h i c h   i s   gi v e n   t o   t h e   P S O   i s   gi ve n   i n   F i gu r e   3   a n d   t h e   e ff i c i e n c y   o ut put   ge n e ra t e d   f r o m   t h e   P S O   i s   gi v e i F i gu r e   4.             F i gu r e   3 .     I n pu t   t o   t h e   P S O       F i gu r e   4 .   E f f i c i e n c y   o ut put   b y   P S O       T h e   o ve r a l l   pe r f o r m a n c e   o ut put   f r o m   t h e   P S O   i s   gi v e n   i F i gur e   5 .   T h e   p r o po s e w o r w i t h   D S M   i s   c o m pa r e w i t h   t h e   e xi s t i n o n e   w i t h o ut   D S M   a nd  t h e   v a l ue s   a r e   gi v e n   i n   T a b l e   3.   It   g i v e s   t h e   pe r f o r m a n c e   o ut put   f o r   t h e   24  h o u r s   f o r   w i n a n s o l a r   w i t h   D S M   a nd  w i t h o ut   D S M .   T h e   P S O   o ut put   f o r   t h e   T a b l e   i s   gi v e n   i F i gu r e   6 .           F i gu r e   5 .   O v e r a l l   P e r f o r m a n c e   O ut pu t   f r o m   P S O           F i gu r e   6 .   Co m p a r i s o o f   pr o po s e a nd  n o r m a l   s y s t e m   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
IJ E CE     IS S N :   2088 - 8708       Im pr ov i ng   E f f i c i e n c y   o f   P ow e r   Sy s t e m s   by   D e m and  Si d e   Ma nage m e nt   Me t hod   ( T i bbi e   P on   Sy m o V .   A . )   105   T a b l e   3 .   V a l ue s   w i t D S M   a nd  w i t h o ut   D S M   H o u rs   i n   a   d a y   W i n d   w i t h o u t   D S M   (K W )   W i n d   w i t h   D S M ( K W )   S o l a r   w i t h o u t   D S M   (K W )   S o l a r   w i t h   D S M ( K W )   1   2 1   . 5 7 0 5   1 9 . 9 5 7 1   0   0   2   1 . 1 0 7 6   0 . 8 7 0 3   0   0   3   0 . 0 4 8 0   0 . 0 4 3 4   0   0   4   9 . 5 0 8 7   8 . 6 4 0 7   0   0   5   2 . 0 7 1 8   1 . 8 6 7 0   0   0   6   4 . 7 0 0 6   1 . 3 4 2 6   0   0   7   1 1 . 6 4 0 9   1 0 . 8 9 6 1   0 . 0 5 6   0 . 0 5 2 4   8   0 . 4 2 4 2   0 . 3 9 2 9   0 . 2 1 4   0 . 1 9 8 2   9   0 . 0 6 0 4   0 . 0 5 3 4   0 . 3 5 6   0 . 2 8 8 1   10   1 2 . 4 1 6 8   1 1 . 4 5 5 2   0 . 7 0 3   0 . 0 8 2 4   11   0 . 0 0 6 3   0 . 0 0 5 2   0 . 9 5 5   0 . 8 6 0 1   12   7 . 3 7 0 7   6 . 6 9 7 1   1 . 0 4 4   0 . 9 4 8 6   13   1 . 7 8 5 5   1 . 7 0 5 6   0 . 9 8 9   0 . 9 4 4 5   14   2 0 . 1 7 0 3   1 3 . 2 3 3 0   0 . 9 4 9   0 . 6 2 2 6   15   0 . 3 3 7 0   0 . 1 5 9 5   0 . 8 9 9   0 . 4 2 5 5   16   0 . 3 4 6 1   0 . 2 9 5 0   0 . 7 8 9   0 . 6 7 2 6   17   0 . 6 0 0 6   0 . 5 5 2 0   0 . 5 8   0 . 0 5 3 4 0   18   4 . 9 1 1 0   4 . 5 1 3 4   0 . 3 5 2   0 . 3 2 3 5   18   9 . 9 2 9 4   1 . 0 1 5   0 . 0 7 3   0 . 0 0 7 5   20   2 . 1 3 2 5   1 . 9 2 0 8   0   0   21   7 . 0 2 6 2   6 . 5 0 4 7   0   0   22   0 . 0 0 7 9   0 . 0 0 7 4   0   0   23   1 0 . 1 0 1 0   8 . 4 1 9 0   0   0   24   0 . 0 0 1 9   0 . 0 0 1 7   0   0       5.   C O N C LU S I O N     In   t h e   p r o po s e w o r k,   P S O   t e c hni que   i s   us e f o r   t h e   de v e l o p m e nt   a nd  t e s t i ng  o f   t h e   c o n s um e r   b a s e D S M .   T h e   s m a rt   g r i d   c a b e   o pe r a t e i m o r e   e f f i c i e n t   a n d   re l i a b l e   w a y   a n d   t h e   po w e r   l o s s e s   c a b e   r e duc e d.   It   gi v e s   a n   e xc e l l e nt   pe r f o r m a n c e   i n   t h e   s y s t e m   a s   w e l l   a s   po s s i b l e   b e n e f i t s   f o r   D S M .   It   a l s o   a l l o w s   t h e   c o n s um e r   t o   s e l e c t   t h e   a pp l i a n c e s   a nd  m a na ge   t h e   r e s o ur c e s   i n   a n   o pt i m i z e m a nn e r.   T h e   r e s ul t s   f r o m   t h e   P S O   s i m ul a t i o n   a c h i e v e   a n   a v e r a ge   o f   28%  of   c o s t   s a v i n f or   t h e   e n d - us e r .   T h e s e   r e s ul t s   l e a t o   c o n s i de ra b l e   a nn u a l   s a v i n gs   f o r   t h e   c o n s u m e r s .   T hi s   P S O   t o t a l l y   r e s h uf f l e   t h e   g ri s y s t e m   by   c h oo s i n t h e   m o s t   e ff i c i e n t   w a y   a n gi v e s   a c c ur a t e   r e s ul t .   It   i s   us e t o   e xt e n a n i m p rov e   t h e   r e s e a r c h   i n   t h e   po w e r   s y s t e m   a s   w e l l   a s   t h e   gri ds .   T hi s   w o r c a n   b e   m o di f i e i n   t h e   f ut ur e   by   c o m pa ri n t h e   r e s ul t s   w i t h   t h e   c uc k o s e a r c h   a l go ri t hm   o r   o t h e a l go ri t hm s   l i ke   f i r e   f l y ,   b a t ,   o r   a n t   c o l o n y .       R EF ER EN C ES   [ 1]   N .   G udi ,   e t   al . ,   A   D e m a nd  S i d e   M a na g e m e n t   B a s e S i m ul a t i o P l a t f o r m   I nc o r po r a t i ng   H e ur i s t i c   O pt i m i z a t i o f o r   M a n a g e m e nt   o f   H o us e ho l A ppl i a nc e s , ”  E l e c t r i c al   P ow e r   and  E ne r gy   Sy s t e m ,   Sc i e nc e   D i r e c t ,   v o l .   43 .   pp .   1 85 - 193,   2 012 .   [ 2]   T he   S m a r t   G r i d:   A I nt r o duc t i o n ,   2008 .   ht t p: / / w w w . o e . e n e r g y . g ov / S m a r t G r i I nt r o duc t i o n. ht m .   [ 3]   D .   Z a ng ,   e t   a l . ,   E f f i c i e n t   E n e r g y   C o ns um pt i o a nd   O pe r a t i o M a na g e m e nt   i n   a   S m a r t   B u i l di ng   w i t M i c r o g r i d ,   E ne r gy   C ons e r v at i on   an M a nage m e nt ,   v o l .   7 4,   pp .   209 - 22 2,   20 13 .   [ 4]   C l a s t r e s ,   S m a r t   G r i ds :   A n o t he r   S t e t o w a r ds   C o m pe t i t i o n,   E ne r gy   S e c ur i t y   a nd  C l i m a t e   C h a ng e   O b j e c t i v e s ,   E ne r gy   P ol i c y ,   v o l .   5 ,   pp .   399 - 408 ,   201 1 .   [ 5]   N .   G ud i   a nd   L .   W a ng ,   A   de m a nd  s i d e   m a n a g e m e nt   ba s e s i m u l a t i o pl a t f o r m   i nc o r po r a t i ng   he ur i s t i c   o pt i m i z a t i o n       f o r   m a na g e m e nt   o f   ho us e ho l d   a p pl i a nc e s ,   E l e c t r i a l   pow e r   e ne r gy   s y s t e m s v o l .   43 ,   pp .   1 85 - 193 2012 .     [ 6]   P .   B unno o n,   F a u l t   D e t e c t i o A ppr o a c he s   t o   P o w e r   S y s t e m :   S t a t e - of - t he - A r t A r t i c l e   R e v i e w s   f o r   S e a r c hi ng   a   N e w       A ppr o a c i t he   F ut ur e , ”  I n t e r nat i o nal   J our nal   o f   E l e c t r i c a l   and  C om put e r   E ng i ne e r i ng ,   v ol / i s s ue :   3 ( 4 ) ,   pp .   553 - 560 2 013 .   [ 7]   J.   M .   A r m a s   a nd  S .   S u r y a na r a y a na n,   A   H e ur i s t i c   T e c hni q ue   f o r   S c he dul i ng   a   C us t o m e r   D r i v e R e s i de n t i a l   D i s t r i bu t e     E ne r gy   R e s o ur c e   I ns t a l l a t i o n , ”  P r o c .   15 th   I n t e r nat i o nal   C on f e r e nc e   on  I n t e l l i ge nt   Sy s t e m s   A ppl i c a t i ons   t o   P ow e r   Sy s t e m s ,   pp .   1 - 7,   20 09 .   [ 8]   R a nd  D .   a nd   D e l l   R . ,   E n e r g y   S t o r a g e :   A   K e y   T e c hno l ogy   f o r   G l o ba l   E ne r gy   S us t a i n a b i l i t y ,   J our nal   o f   P ow e r   Sour c e v ol / i s s u e :   100 ( 1 ) ,   pp.   2 - 17 200 1 .   [ 9]   D .   P a l up i r i ni ,   e t   al . ,   P a r t i c l e   S w a m   O pt i m i z a t i o n:   T e c hni que ,   S y s t e m   a nd  C ha l l e ng e s , ”  I nt e r na t i ona l   J o ur n al   o f   C om put e r   A pp l i c a t i o n v o l .   4,   20 11.   [ 10]   V a l l e   Y D . e t   al . ,   P a r t i c l e   s w a r m   o pt i m i z a t i o n:   ba s i c   c o nc e pt s ,   v a r i a nt s   a nd   a pp l i c a t i o ns   i po w e r   s y s t e m s , ”  I E E E   T r ans ac t i ons   on   E v ol .   C om pu t i ng v ol / i s s u e :   12 ( 2 ) ,   p p.   17 1 19 5 20 08 .      [ 11]   M .   K ha na ba di ,   e t   a l . ,   O pt i m a l   T r a n s m i s s i o S w i t c hi ng   C o ns i de r i ng   V o l t a g e   S e c ur i t y   a nd  N - C o nt i g e nc y   A na l y s i s ,   I E E E   T r ans ac t i o ns   on   P ow e r   Sy s t e m s v ol / i s s u e :   28 ( 1 ) ,   2013 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2088 - 8708   IJ E CE     V o l .   7 ,   N o .   1 F e b r ua r y   2017   :     10 0     1 06   106   [ 12]   W a t s o J . ,   C o - pr o v i s i o i S us t a i na b l e   E n e r g y   S y s t e m s :   T he   c a s e   of   M i c r o g e ne r a t i o n , ”  E ne r g y   P ol i c y v ol / i s s u e :   32 ( 17 ) ,   pp.   1 981 - 90 2004 .   [ 13]   H .   S ha hi nz a d e h e t   al . ,   A ppl i c a t i o ns   o f   P a r t i c l e   S w a r m   O pt i m i z a t i o A l go r i t hm   t o S o l v i ng   t he   E c o no m i c   L o a d   D i s p a t c o f   U ni t s   i P o w e r   S y s t e m s   w i t V a l v e - P o i nt   E f f e c t s , ”  I n t e r nat i o nal   J ou r na l   of   E l e c t r i c a l   and  C om pu t e r   E ngi ne e r i n g ,   v ol / i s s u e :   4 ( 6 ) ,   pp .   858 - 867 201 4 .   [ 14]   J.   J .   J a m i a n ,   e t   a l . ,   I m pl i m e nt a t i o o f   E vo l ut i o na r y   P a r t i c l e   S w a r m   O pt i m i z a t i o n   i D i s t r i bu t e G e ne r a t i o n   S i z i ng , ”  I nt e r na t i ona l   J ou r na l   of   E l e c t r i c al   an C om put e r   E ng i ne e r i ng v ol / i s s ue :   2 ( 1 ) ,   p p.   13 7 - 146 2 012 .   [ 15]   F .   Y us i v a r ,   e t   al . ,   S i ng l e   P ha s e   P V   G r i d - C o nne c t e i S m a r t   H o us e ho l E ne r g y   S y s t e m   w i t A nt i c i p a t i o o F a ul t   C o ndi t i o ns ,   I nt e r n at i on al   J our n al   o f   P ow e r   E l e c t r on i c s   and  D r i v e   Sy s t e m   ( I J P E D S) ,   v ol / i s s u e :   4 ( 1 ) ,   pp .   100 ~ 1 11 2 014 .   [ 16]   D e s hm uk M .   K .   a n d   D e s hm u kh  S .   S . ,   M o de l i ng   of   H y br i R e ne w a b l e   E n e r g y   S y s t e m s , ”  R e ne w abl e   Sus t a i n   E ne r gy v ol / i s s u e :   12 ( 1 ) ,   pp .   235 - 49 200 8 .   [ 17]   H a j i z a d e A .   a nd   G o l k a r   M .   A . I nt e l l i g e nt   P o w e r   M a na g e m e nt   S t r a t e g y   o f   H y br i D i s t r i b ut e G e n e r a t i o S y s t e m , ”  E l e c t r i c al   P ow e r   E ne r gy   S y s t e m v o l .   29 ,   pp.   7 83 - 95 2 00 7 .   [ 18]   A nde r s o D .   a n d   L e a c M . ,   H a r v e s t i ng   a nd  r e d i s t r i bu t i ng   r e n e w a bl e   e n e r g y :   O t he   r o l e   o f   g a s   a nd  e l e c t r i c i t y   g r i ds   t o   o v e r c om e   i nt e r m i t t e nc y   t hr o ug t he   g e ne r a t i o a nd  s t o r a g e   o f   h y dr og e n , ”  E ne r g y   P ol i c y v ol / i s s u e :   32 ( 17 ) pp.   16 03   13 .   [ 19]   D e l l   R .   a nd   R a nd  D . ,   E n e r g y   s t o r a g e :   A   ke y   t e c hno l ogy   f o r   g l o ba l   e ne r g y   s us t a i n a b i l i t y , ”  J our nal   o f   P ow e r   Sour c e v ol / i s s u e :   100 ( 1 ) ,   pp.   2 17 2001 .   [ 20]   N a t i o na l   s o l a r   r a d i a t i o n   da t a   ba s e ,   2010 .   h t t p: / / r r e dc . n r e l . g o v / s o l a r / o l d_da t a /   n s r db/ .       B I O G R A P H I ES   O F   A U T H O R S         T i b b i e   P o n   S y m o n . V . A   r e c e i v e a   B a c he l o r   o f   T e c hno l ogy   i E l e c t r i a l   a n E l e c t r o ni c s   E ng i ne e r i ng   f r o m   K a nnur   U ni v e r s i t y ,   K e r a l a ,   I ndi a   i 2 001 ,   a   M a s t e r   o f   E ng i ne e r i ng   i n   P o w e r   E l e c t r o n i c s   f r o m   K a r un y a   U ni v e r s i t y ,   I ndi a .   N o w   he   i s   w o r ki ng   a s   a A s s i s t a nt   p r o f e s s o r   i t he   de pa r t m e nt   o f   E l e c t r i c a l   a nd  E l e c t r o ni c s   E ng i n e e r i ng   a t   N o o r ul   I s a l m   U ni v e r s i t y   a nd  do i ng   P hD   i N o o r ul   I s l a m   U ni v e r s i t y ,   I ndi a ,   T a m i l   N a d u,   I ndi a .   H i s   a r e a   o f   i nt e r e s t   i s   P o w e r   S y s t e m   a n d   P o w e r   E l e c t r o ni c s .       D r .   I .   Jac o b   R ag l e n d   r e c e i v e h i s   B a c he l o r s   d e g r e e   i n   E l e c t r i c a l   E ng i ne e r i ng   f r o m   T he   I ndi a n   E ng i ne e r i ng   C o l l e g e   a nd  t h e   M a s t e r s   de g r e e   i P o w e r   S y s t e m s   E ng i ne e r i ng   f r o m   A nna m a l a i   U ni v e r s i t y   w i t f i r s t   c l a s s   i 20 00  a n 200 r e s p e c t i v e l y .   H e   ha s   do ne   hi s   P h. D .   d e g r e e   i t he   D e pa r t m e n t   o f   E l e c t r i c a l   a n E l e c t r o ni c s   E ng i ne e r i ng ,   I ndi a I ns t i t ut e   o f   T e c hno l o gy ,   R o o r ke e ,   I ndi a   i t h e   y e a r   2007.   P r e s e n t l y   he   i s   w o r ki ng   a s   a   P r o f e s s o r   i t h e   S c ho o l   o f   E l e c t r i c a l   E ng i ne e r i ng ,   V e l l o r e   I ns t i t u t e   o f   T e c hno l ogy   ( V I T )   I ndi a .   H e   t a u g ht   c o ur s e   i B a s i c   E l e c t r i c a l   E ng i ne e r i ng ,   P o w e r   S y s t e m s ,   A r t i f i c i a l   I nt e l l i g e nc e   a nd  S o f t   C om put i ng   T e c hni que s .   H i s   f i e l o f   i nt e r e s t   i s   U n i t   C o m m i t m e nt ,   E c o no m i c   D i s pa t c h ,   S m a r t   G r i d,   P o w e r   S y s t e m   R e s t r uc t u r i ng   a nd   D e r e g ul a t i o n,   A r t i f i c i a l   I nt e l l i g e nc e   A ppl i c a t i o ns   t o   P o w e r   S y s t e m   a nd  F A C T S .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.