I nte rna t io na l J o urna l o f   E lect rica l a nd   Co m p ute r  E ng in ee ring   ( I J E CE )   Vo l.   10 ,   No .   5 ,  Octo b er   2 0 2 0 ,   p p .   5 0 4 8 ~ 5 0 5 7   I SS N:  2 0 8 8 - 8708 ,  DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 / i j ec e . v 1 0 i 5 . pp 5 0 4 8 - 5 0 5 7          5048       J o ur na l ho m ep a g e :  h ttp : //ij ec e. ia esco r e. co m/in d ex . p h p /I JE C E   Mo dified  s ub - g ra dient  b a sed   c o m b ined  o bjec tive  t ec hnique a nd   e v o lutiona ry   p ro g ra m m ing   a ppro a ch f o r  e co no m ic   d ispa tch  i nv o lv ing   v a lv e - p o int  l o a ding ,  e nha nced  p ro hibi ted   z o nes    a nd  r a m p   r a te   c o nstra int s       Su s a nta   K u m a r  G a ch ha y a t 1 ,   Sa ro j   K u m a r  Da s h 2   1 De p a rtme n t  o f   El e c tri c a l  En g in e e rin g ,   Ko n a rk   In sti tu te  o f   S c ien c e   a n d   T e c h n o l o g y   ( KIST ) ,   BP U T ,   In d ia   2 De p a rtme n t  o f   El e c tri c a l  En g in e e rin g ,   G a n d h i  In sti tu te  o f   T e c h n o lo g ica l  A d v a n c e m e n t  ( G I TA ) ,   BP U T ,   In d ia       Art icle  I nfo     AB ST RAC T     A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   No v   1 5 ,   2 0 1 9   R ev i s ed   Ma r   31 ,   2 0 2 0   A cc ep ted   A p r   11 ,   2 0 2 0       A  se c u rit y   c o n stra in e d   n o n - c o n v e x   p o we r   d isp a tch   p ro b lem   w it h   p ro h i b it e d   o p e ra ti o n   z o n e s  a n d   ra m p   ra tes   is  f o r m u late d   a n d   so lv e d   u sin g   a n   it e ra ti v e   so lu ti o n   m e th o d   b a se d   o n   t h e   f e a sib le  m o d if ied   su b - g ra d ien t   a lg o rit h m   (F M S G ).   S in c e   th e   c o st  f u n c ti o n ,   a ll   e q u a li ty   a n d   in e q u a li ty   c o n stra in ts  in     th e   n o n li n e a r  o p ti m iza ti o n   m o d e l  a re   w rit ten   in   term s   o f   th e   b u s  v o lt a g e   m a g n it u d e s,  p h a se   a n g les ,   o f f - n o m in a l  tap   se tt in g s,  a n d   t h e   S u sc e p tan c e   v a lu e s  o f   sta ti c   V A R  (S V A R)  sy ste m s,  th e y   c a n   b e   tak e n   a s  in d e p e n d e n t  v a riab les .   T h e   a c tu a l  p o w e r   s y st e m   lo ss   is  in c lu d e d   in   th e   c u rre n t  a p p ro a c h   a n d   th e   l o a d   f lo w   e q u a ti o n s  a re   in se rted   in to   t h e   m o d e l  a s  th e   e q u a li ty   c o n stra in ts.  T h e   p ro p o se d   m o d if ied   su b   g ra d ien t  b a se d   c o m b in e d   o b jec ti v e   tec h n iq u e   a n d   e v o l u ti o n a ry   p ro g ra m m in g   a p p ro a c h   ( M S G BCA EP )  w it h     a s  d e c isio n   v a riab le  a n d   c o st  f u n c ti o n   a s  f it n e ss   f u n c ti o n   is  tes ted   o n     th e   IEE E   30 - b u s  6   g e n e ra to r  tes t  c a se   s y ste m .   T h e   a b se n c e   o f  c ro ss o v e r   o p e ra ti o n   a n d   a d o p ti o n   o f   f a st  ju d ici o u s  m o d if ica ti o n s  i n   in it ializa ti o n   o f   p a re n t  p o p u lati o n ,   o f f sp rin g   g e n e ra ti o n   a n d   n o rm a l  d istri b u t io n   c u rv e   se lec ti o n   in   E P   e n a b les   th e   p ro p o se d   M S G BC A EP   a p p r o a c h   t o   a sc e rtain   g lo b a l  o p ti m a l  so lu ti o n   f o r  c o st   o f   g e n e ra ti o n   a n d   e m issio n   lev e l.   K ey w o r d s :   C C P P   C C P SO   C T P SO   FMSG   MSGB C A E P   SV A R   Co p y rig h t  ©   2 0 2 0   In stit u te o f  A d v a n c e d   E n g i n e e rin g   a n d   S c ien c e .    Al l  rig h ts re se rv e d .   C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Su s a n ta  K u m ar   Gac h h a y at ,     Dep ar t m en t o f   E lectr ical  E n g i n ee r in g ,     Ko n ar k   I n s tit u te  o f   Scie n ce   a n d   T ec h n o lo g y   ( KI ST ) , B P U T ,     B h u b an e s w ar ,   7 5 2 0 5 0 ,  I n d ia .   E m ail:  g ac h h a y ats u s a n ta k u m a r @ y a h o o . co . in       1.   I NT RO D UCT I O N     T h e  b asic  th e m e  o f   ec o n o m ic  d is p atch   is   to   d eter m i n e  th e  o p ti m al  co m b i n atio n   o f   p o w er   o u tp u ts   o f   th e  g en er ati n g   u n it s   i n   elec tr i c  p o w er   s y s te m   s o   a s   to   o p tim ize  t h e  to tal  f u el   co s t  f o r   a  ce r tain   lo ad   d e m a n d   s atis f y in g   o p er atio n al  co n s tr ain ts .   T h e  ec o n o m ic  lo ad   d is p atch   ( E L D)   [ 1 ]   p r o b lem   i s   an al y ze d   b asicall y   th r o u g h   t h e  in p u t  o u tp u t  ch a r ac ter i s tic  o r   th r o u g h   t h e  h ea t  r ate  in p u t  o u tp u t   ch ar ac ter i s tic  b y   tak i n g   r ea l   p o w er   o u tp u t  o f   i t h   g e n er atin g   u n it  ( P G  i )   i n   t h e  X   ax is   a n d   f u e l   in p u t  i n   r u p ee s   p er   h o u r   in   th e   Y  a x i s .     I n p u t - o u tp u t  c h ar ac ter is tic   is   ap p r o x im a ted   as  a   s i n g le  q u a d r atic  v ar iatio n   cu r v e  w h ic h   g iv e s   s u b - o p ti m al   s o lu tio n s .   Us u all y   th e  n at u r e  o f   I n p u t - o u tp u t  ch ar ac ter is tics   o f   m o d er n   g e n er atin g   u n it s   is   n o n - lin ea r   b ec a u s e   o f   m u lti - f u el  e f f ec t s   ( MFE )   u s i n g   co m b in ed   c y cle  p o w er   p lan ts   ( C C P P )   [ 2 ]   an d   v alv e  lo ad in g   ef f ec ts ,     w h ic h   m a y   lead   to   m u l tip le  l o ca l  m in i m u m   p o i n ts   o f   co s t  f u n ctio n s .   He n ce   it  is   m o r e  r ea lis tic  to   r ep r esen t    th e  in p u t - o u tp u t  ch ar ac ter is tic   as  a  p iece   w is e  q u ad r atic  co s t  f u n ctio n   to   av o id   h u g e  r ev e n u e  lo s s   o v er   ti m e   p r o b lem s .   I n   th i s   p ap er   a  s u b - g r ad ie n t  b ased   m o d i f ied   d is p atch   ap p r o ac h   [ 3 ]   co m b in ed   w it h   E P   tech n iq u e   ( MSGB C A E P )   h as  b ee n   a tte m p ted   f o r   s o l v in g   ec o n o m ic  d is p atch   p r o b le m   i n v o l v i n g   co s t  o b j e ctiv e  f u n ctio n   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       Mo d ified   s u b - g r a d ien t   b a s ed   c o mb in ed   o b jective   tech n iq u e  a n d   ev o lu tio n a r y  . ..  ( S u s a n ta   K u ma r   Ga ch h a y a t)   5049   an d   e m is s io n   o b j ec tiv e  f u n ct io n   as  w ell.   Usi n g   s u b   g r ad ie n t  b ased   FMSG  tech n iq u e  i n eq u alit y   co n s tr ain t s   ar e   tr an s f o r m ed   to   s in g le  eq u a lit y   co n s tr ain t d escr ib ed   in   ( 1 8 ) .   E co n o m ic  lo ad   d is p atch   p r o b le m   u s i n g   F MSG  T ec h n iq u e .  T h e  F - MSG  is   a  d ete r m i n is t ic  s o lu tio n   m et h o d .   I t  c an   s o lv e  s ec u r it y   co n s tr ain ed   n o n - co n v ex   p o wer   d is p atch   p r o b lem s   w i th   p r o h ib ited   o p er atio n   zo n es  an d   r a m p   r ates  [ 4 ,   5 ] .   I t  is   esp ec iall y   s u itab le  to   s o lv e  n o n - co n v e x   [ 6 - 1 0 ]   d is p atch   p r o b lem s   w h er e   ex ac t  m o d el  o f   t h e  test   ca s e   s y s te m   ( o p ti m al  p o w er   f lo w   p r o b lem )   [ 1 1 ]   is   u s ed .   Sin ce   p o w er   f lo w   ca lc u latio n   is   n o t u s ed   in   th e   co m p u tatio n   p r o ce s s   ( ex ce p t i n itial   s tep ) ,   t h e  s o l u tio n   ti m e  b ec o m e s   lo wer   th an   t h at  o f   o th er   alg o r ith m s   m e n tio n ed   in   r ec e n t  liter at u r e.   Deta iled   ex p la n atio n   ab o u t  t h e  F - MSG  m et h o d   ca n   b e  f o u n d   i n   r ef er en ce   [ 1 2 ] .   I n   th is   p ap er ,   ap p licatio n   o f   th e  FMS G  m et h o d   is   ex ten d ed   to   n o n - co n v e x   [ 1 3 ,  1 4 ]   d is p atch   p r o b lem s   w it h   p r o h ib ited   o p e r atio n   zo n es  an d   r a m p   r ates.  Ou t  p er f o r m a n ce   o f   th e  FMS G  alg o r ith m   w it h   r esp ec t  to   s o m e  o th er   ec o n o m ic  d is p atch   alg o r ith m s   b ased   o n   h e u r is tic  an d   d eter m i n is tic  m et h o d s   m en tio n ed   in   r ec en t  liter at u r e  is   d e m o n s tr ated   o n   s o m e  w ell - k n o w n   test   s y s te m s .   I n   t h o s e  test   s y s te m s ,   p r o h ib ited   o p er atio n   zo n es  [ 1 5 ]   an d   r am p   r ates  o f   th e  g e n er ato r   ar e   co n s id er ed   an d   ex ac t   o r   ap p r o x i m ate  m o d el  o f   p o w er   s y s te m s   [ 1 6 ]   ar e  u s ed .       2.   P RO B L E M   F O R M UL AT I O N   A   n o n li n ea r   o p ti m izatio n   m o d el  f o r   an   ec o n o m ic  p o w e r   d i s p atch   p r o b lem   ca n   b e  d escr ib ed   as f o llo w s :       , , m i n 1 1 2 m a x () 0 0 , 1 , 2 , ... , { ( ) ( ) ... . ( ) } , ( 1 ) (2 ) ( 3 ) G G G pz i T i i iN i l oa d i i j jN i l oa d i i j jN i i i i i i i i n i i G M i n F F P subj e c t t o p p p Q Q q i N p P p pz pz p pz pz p P i N   ( 1 )     Su b j ec t to     , , m i n 1 1 2 m a x () 0 0 , 1 , 2 , ... , { ( ) ( ) ... . ( ) } , ( 1 ) (2 ) ( 3 ) G G G pz i T i i iN i l oa d i i j jN i l oa d i i j jN i i i i i i i i n i i G M i n F F P subj e c t t o p p p Q Q q i N p P p pz pz p pz pz p P i N     ( 2 )   , , m i n 1 1 2 m a x () 0 0 , 1 , 2 , ... , { ( ) ( ) ... . ( ) } , ( 1 ) (2 ) ( 3 ) G G G pz i T i i iN i l oa d i i j jN i l oa d i i j jN i i i i i i i i n i i G M i n F F P subj e c t t o p p p Q Q q i N p P p pz pz p pz pz p P i N     ( 3 )   m in m in 0 m a x m a x 0 m in m a x m a x m a x( , ) m in( , ) , , (4 ) ( 5 ) ( 6 ) ii ii ii ii i i i Q ll P P p D R P P p U R Q Q Q i N p p l L      ( 4 )     m in m in 0 m a x m a x 0 m in m a x m a x m a x( , ) m in( , ) , , (4 ) ( 5 ) ( 6 ) ii ii ii ii i i i Q ll P P p D R P P p U R Q Q Q i N p p l L      ( 5 )     m in m in 0 m a x m a x 0 m in m a x m a x m a x( , ) m in( , ) , , (4 ) ( 5 ) ( 6 ) ii ii ii ii i i i Q ll P P p D R P P p U R Q Q Q i N p p l L      ( 6 )     m in m a x , ( 7 ) 1 , 2 ,.... , , , m in m a x , ( 8 ) 1 1 1 m in m a x , ( 9 ) 2 2 2 v a r U U U i i i i N i re f v c m m m i N tap m m m i N s     ( 7 )     m in m a x , ( 7 ) 1 , 2 ,.... , , , m in m a x , ( 8 ) 1 1 1 m in m a x , ( 9 ) 2 2 2 v a r U U U i i i i N i re f v c m m m i N tap m m m i N s     ( 8 )       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  10 ,   No .   5 ,  Octo b e r   2 0 2 0  :    5 0 4 8   -   5057   5050   m in m a x , ( 7 ) 1 , 2 ,.... , , , m in m a x , ( 8 ) 1 1 1 m in m a x , ( 9 ) 2 2 2 v a r U U U i i i i N i re f v c m m m i N tap m m m i N s     ( 9 )     No te  th at   t h e  ac ti v e   p o w er   g en er atio n   o f   t h e   i th  u n it   p i   s h o u ld   s atis f y   o n e  o f   t h e  i n eq u alit ie s     s h o w n   in   ( 3 ) .   I n   o th er   w o r d s ,   p i  s h o u ld   n o t  b e  co n tai n ed   b y   a n y   o f   th e  clo s ed   p r o h ib ited   zo n e  s ets . [ , ] , 1 , 2 , . . . . . i im im p z i p p z p z m n       2 . 1 .     Det er m i na t io n o f   lin e  f lo w s   a nd   po w e r  g ener a t i o n   T o   ex p r ess   th e  to tal  co s t  r ate  f u n ctio n   in   ter m s   o f   i n d ep en d en t  v ar iab le s   o f   t h e   p r o p o s ed   o p tim izatio n   m o d el,   t h e  lin e   f l o w s   n ee d   to   b e  w r itte n   i n   ter m s   o f   th e   b u s   v o ltag e,   th e   o f f - n o m in al   tap   s etti n g s   an d   t h e  S u s ce p ta n ce   v al u es   o f   SV A R   s y s te m s   ( s ee   ( 1 )   an d   ( 2 ) ) .   T h e  n ec e s s ar y   eq u atio n s ,   g i v i n g   t h e  ac t iv e   an d   r ea ctiv e  p o w er   f lo w s   ( p   i  j ,   Q  i  j )   o v er   th e  lin e  th at  is   co n n ec ted   b et w ee n   b u s e s   i   an d   j  in   ter m s   o f     th e  in d ep en d e n t  v ar iab le s ,   ca n   b e  f o u n d   in   r ef er e n ce .   Usi n g   th o s e  eq u atio n s   an d   ( 2 ) ,   th e  ac tiv e  an d   r ea ctiv e   p o w er   g en er atio n s   o f   o th er   i  t  h   u n it c o n n ec ted   to   b u s   i c a n   b e  ca lcu lated   as u n d er :     ( 10 ) ( 11 ) p p p ij i loadi jN G Q Q q ij i loadi jN G     ( 1 0 )     ( 10 ) ( 11 ) p p p ij i loadi jN G Q Q q ij i loadi jN G     ( 1 1 )     A l s o   th e  to tal  lo s s   o f   th e  n et wo r k   ca n   b e  ca lcu lated   as:     (1 2 ) P P P lo s s ij ij ji    ( 1 2 )     ( 1 3 ) , A n d P P ij lo s s j N j i iN    ( 1 3 )     T h e  n o n - co n v ex   co s t  r ate   f u n ctio n   an d   th e   e m is s io n   lev el   f u n c tio n   f o r   t h e  i th   g en er ati n g   u n it  ar e   t ak en   a s :     2 () 1 2 3 m in ( sin( ( ) ) ) , 4 ( ) [ ( ) 6 7 m a x 2 ( ) ] 7 m a x ( 14 ) F P m m p m p i i i i e m p p i N i i i G E P m m p p i i i i i m p p i i i    ( 1 4 )     W h er e,   m 1 ,   m 2 ,   m 3 ,   m 4 ,   m 5 ,   m 6   an d   m 7   ar e  co n s ta n t  co ef f icie n ts   f o r   co s t  an d   e m is s io n   o b j ec tiv e   f u n ctio n s .   T h e  s i n e  ter m   i n   ( 1 4 )   is   ad d ed   to   th e  co s t  r ate   cu r v e   to   r e f lect  t h e   v al v e  p o in t  lo ad in g   a f f ec t.     T h e  n o n - co n v e x   to tal  co s t r ate   is   th e n   d eter m i n ed   as:      ( ) ( / ) ( 15 ) F F p in R s h ii T iN G   ( 1 5 )     2 . 2 .    Co nv er t ing   inequ a lity   co ns t ra ints into   equa lity   co ns t ra ints   Sin ce   th e  FMSG   alg o r it h m   r e q u ir es  t h at  all   co n s tr ain t s   s h o u ld   b e  ex p r es s ed   in   eq u alit y   co n s tr ain ts   f o r m ,   t h e  in eq u alit y   co n s tr ai n ts   i n   t h e  o p ti m izat io n   m o d el  s h o u ld   b e  co n v er ted   i n to   co r r esp o n d in g   eq u al it y   co n s tr ain ts .   T h e  m et h o d   d escr ib ed   b elo w   is   u s ed   f o r   th i s   p u r p o s e  s in ce   it  d o es  n o t  ad d   an y   e x tr a  i n d ep en d en t   v ar iab le  ( lik e  o n e  in   t h e  s lack   v ar iab le  ap p r o ac h )   in to   th e  o p ti m izat io n   m o d el.   T h er ef o r e,   t h e  s o lu t io n   ti m e  o f   th e  co n s id er ed   d is p atch   p r o b le m   is   r ed u ce d   f u r t h er .   A   d o u b le  s id ed   in eq u alit y x x x i i i     [ 1 7 ]   ca n   b e   w r itte n   i n   f o r m   o f   th e  f o llo w i n g   t w o   in eq u alitie s :   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       Mo d ified   s u b - g r a d ien t   b a s ed   c o mb in ed   o b jective   tech n iq u e  a n d   ev o lu tio n a r y  . ..  ( S u s a n ta   K u ma r   Ga ch h a y a t)   5051   ( ) ( ) 0 ( 16 ) ( ) ( ) 0 i i i i i i i i h x x x For h x x x     ( 1 6 )     T h en   w e  ca n   r e w r i te  th e  ab o v e  in eq u alit ies i n   a  s i n g le  eq u al it y   co n s tr ain t  f o r m   a s   u n d er :     ( ) m a x{ 0 , [ [ m a x 0 , ( ) m a x 0 , ( ) ] ] } 0 , ( ) 0 , ( 17 ) ( ) 0 m a x{ 0 , ( ) } 0 , m a x{ 0 , ( ) } 0. eq ii i i i i i i i ii ii ii ii hx x x x x i f x x x i t i s obv i ous t hat xx x x and xx xx           ( 1 7 )     So ,   th e  i n eq u a lit y   co n s tr ain t s   i n   ( 1 6 )   ca n   b e  r ep r esen te d   b y   th e   co r r esp o n d in g   s i n g le  eq u alit y   co n s tr ain t  i n   ( 1 7 ) .   I n   th is   p a p er ,   th e  d o u b le  s id ed   [ 1 7 - 2 0 ]   in eq u a lit y   co n s tr ain t s   g i v en   in   ( 5 )   u n til   ( 9 )   ar e   co n v er ted   in to   th e  co r r esp o n d i n g   s i n g le  eq u alit y   co n s tr ain ts   i n   t h is   m a n n er .   Fo r   t h e  s a m e  r e aso n ,   th e  u n io n   o f   t w o   s id ed   in eq u alitie s   s h o wn   in   ( 3 )   ca n   b e  co n v er ted   in to   th e  co r r esp o n d in g   s in g le   eq u alit y   co n s tr ain t   d escr ib ed   b y   ( 1 8 ) .       m in 1 1 2 m a x ( ) m in{ [ m a x 0 , ( ) m a x 0 , ( ) ] [ m a x 0 , ( ) m a x 0 , ( ) ] [ m a x 0 , ( ) m a x 0 , ( ) ] } 0 ( 18 ) eq i i i i i ik l ik u i i ik l ik nu i i i i N G h p p p pp pp pp pp pp   ( 1 8 )     I t  s h o u ld   b e  n o ted   th a t  w h e n   i p   tak es  a n   in - f ea s ib le  v a lu e,   all  q u an tit ies  i n s id e  th e  s q u ar e  b r ac k ets   in   ( 1 8 )   b ec o m e  p o s itiv e  a n d   th er ef o r e,   th e  eq u alit y   co n s tr ain t  is   n o t  s at is f ied .   I n   th e  o p p o s ite  ca s e,   o n ce     i p   tak es  a  f ea s ib le   v al u e,   o n e   o f   th e  q u an titi e s   co n tai n ed   b y   th e  s q u ar e  b r ac k et s   b ec o m e s   ze r o ,   s o     th e  eq u alit y   co n s tr ai n t  is   s ati s f ied   i n   th i s   ca s e.   C o n s id er in g   th e  n o n - co n v e x   n at u r e  o f   co s t   p r o b lem ,   w e  f o r m   th e  d u al  p r o b le m   u s in g   t h e  f o l lo w i n g   s h ar p   au g m e n ted   L a  G r an g e  f u n ctio n :     22 12 1 2 2 1 1 2 2 ( , , ) ( ) [ ( ) ] , ( ) ( ) ( [ ( ) ] [ ( ) ] ( 19 ) ... . [ ( ) ] ) ( ( ) ( ) ... ( ) ) T T n eq nn e q e q L x u c F x c h x u h x F x c h x h x h x u h x u h x hx  U   ( 1 9 )     ( , ) ( , , ) (20 ) ( , ) (21 ) ( , ) H u c M i n L x u c xK T he n t he dual probl e m i s gi v e n by M ax H u c N EQ u c R R    ( 2 0 )     T h en   th e  d u al  p r o b le m   is   g i v e n   b y     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  10 ,   No .   5 ,  Octo b e r   2 0 2 0  :    5 0 4 8   -   5057   5052   ( , ) ( , , ) (20 ) ( , ) (21 ) ( , ) H u c M i n L x u c xK T he n t he dual probl e m i s gi v e n by M ax H u c N EQ u c R R    ( 2 1 )     Fo r   th e  g i v en   d u al  p r o b le m ,   th e  co n d itio n s   o f   g u ar an tee in g   z er o   d u alit y   g ap s   ar e  p r o v en .   T h e  FM S G   alg o r ith m   w h ic h   w a s   r ec en tl y   d ev elo p ed   b y   Ka s i m b e y li   is   u s ed   to   s o lv e   th e   d u al  p r o b le m   g iv e n   in   th i s   p ap er .   I t is a  g en er alize d   v er s io n   o f   m o d i f ied   s u b - g r ad ien t a l g o r ith m .       3.   T H E   M SG B CAEP   A L G O R I T H M   T h e   in d e p e n d en t   ( d e c is i o n )   v a r i a b l e s   o f   th e  m e th o d   a r e   m a d e   u p   o f   v o l t ag e   m ag n itu d e s   a n d   p h ase  a n g l es   o f   th e  b u s es   ( ex c e p t   r e f e r en c e  b u s ) ,   th e  t a p   s e t tin g   o f   th e  o f f   n o m in al   t a p   r a t i o   t r a n s f o r m e r s   an d   t h e   Su s c e p t an ce   v a lu es   o f   th e  S VA R   s y s tem s   in   t h e   n e t w o r k .   T h e   m e th o d   u s es   a n   au g m en t e d   L a   G r an g e  f u n c t i o n   th at   is   c a ll e d   s h a r p   L aG r a n g e   f u n c ti o n .   T h e   F MS G   A lg o r i th m   p r o p o s e d   t o   s o lv e   th e   d is p a t ch   p r o b l e m   i s   d e s c r i b e d   in   S e ct i o n   2   i n v o lv in g   th e   m o d if i e d   s u b   g r a d i en t  m e th o d   b a s e d   o n   f e as i b l e   v a lu es   g i v e n   i n   [ 3 ,   1 2 ] .   T h e   f itn e s s   f u n c ti o n   o b ta in e d   f r o m   m o d if i e d   s u b   g r a d i en t   m e t h o d  is   u s e d   t o   c r ea t e   p o p u l at i o n   f o r   E P  m et h o d   w h ic h   f in a lly   u n d e r g o   m u t a tio n   u s in g   G au s s i an   d is t r i b u ti o n   f u n c ti o n   an d   s e l e ct i o n   p r o c e s s   t o   o b ta in   b es t   f e as i b l e   o p tim a l   s o lu t i o n .   Us in g   f in a l   v al u e   o f   s e l ec t e d   c o s t   f u n c t i o n   r e al   p o w e r   g e n e r a t i o n   f o r   v a r i o u s   u n i ts   a r e  f o u n d   o u t .   M S G B C A E P  p r o c es s   i s   r e p e at e d   t il l   c o s t   f u n c t i o n   i s   o b t a in e d   w i th in   d es i r e d   a c cu r a cy .     3 . 1 .     Nu m er ic  e x a m ple   I n   th is   s ec t io n   th e  p r o p o s ed   te ch n iq u e  is   g o i n g   to   b e  test ed   o n   a  n o n - co n v e x   d is p atch   p r o b le m   w it h   r a m p   r ate  a n d   p r o h ib ited   zo n e   co n s tr ai n ts   w h ich   w er e  s o lv ed   b y   h e u r is tic   m eth o d   ea r li er .   T h e  test   s y s te m   in cl u d es  I E E E   3 0   B u s   6   g en er ato r s   s y s te m   s h o w n   i n   Fi g u r e  1 .   T h e  s i m u latio n   p r o g r a m   i s   co d ed   in   MA T L A B   2 0 1 0 .   A   P C   w it h   I n tel  co r e  to   d u o ,   2 . 2 0   GHZ   C P U  an d   4   G B   R AM   is   u s ed   f o r   th e  p r o p o s ed   m eth o d .   T h e  co s t  cu r v e  co e f f icien t s   a n d   th e   e m is s io n   cu r v e  co ef f icie n t s   co r r esp o n d in g   to   I E E E   3 0   b u s   tes t  ca s e  s y s te m   w er e   tab u lated   in   T ab le  1   f o r   a   6   g en er ato r   s y s te m .   T h e  d etailed   in f o r m atio n   o n   b u s   d ata  an d   li n e  d ata  o f   I E E E   3 0   b u s   test   ca s e  s y s te m   s h o w n   i n   Fig u r e   1   h as b ee n   ill u s tr ated   in   T ab le s   2   an d   3   r esp ec tiv el y .             Fig u r e   1 .   I E E E   3 0   b u s   test   ca s e  s y s te m       T ab le   1 .   C o s t a n d   e m is s io n   c u r v e  co ef f icien ts   w it h   m in i m u m ,   m a x i m u m   l i m its     an d   p r o h ib ited   o p er atin g   z o n es   G EN ER A T O R     N U M B E R   m1   m2   m3   m4   m5   P   M a x   P   M i n   P r o h i b i t e d   z o n e s   G1   0 . 0 0 3 69   1 . 9 0   0   17   0 . 0 3 1 0   3 0 0   10   3 6 3   G2   0 . 0 1 6 9   1 . 6 9   0   15   0 . 0 3 2   96   4   1 1 6 . 1 6   G5   0 . 0 6 1 9   0 . 9 0   0   13   0 . 0 3   60   3   7 2 . 6   G8   0 . 0 0 7 7   3 . 1 9   0   11   0 . 0 3 9   42   2   5 0 . 8 2   G 1 1   0 . 0 1 9   2   0   12   0 . 0 3 6   36   2   4 3 . 5 6   G 1 3   0 . 0 1 9   2   0   1 2 . 5   0 . 0 3 7   48   2 . 4   5 8 . 0 8     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       Mo d ified   s u b - g r a d ien t   b a s ed   c o mb in ed   o b jective   tech n iq u e  a n d   ev o lu tio n a r y  . ..  ( S u s a n ta   K u ma r   Ga ch h a y a t)   5053   T ab le   2 .   L o ad   f lo w   d ata  f o r   th e  p r o p o s ed   m et h o d   Bu s   No.   Bu s   Co d e   V o l t ag e   Mag n i t u d e   A n g l e   i n   0   L o ad   MW   L o ad   MV A R   G e n er at i o n   MW   G e n er at i o n   MV A R   Q   Mi n   Q   Ma x   1   0   1 . 0 6   0   1 . 3 8   0 . 0 2   0 . 0   0 . 0   0 . 0   0 . 0   2   2   1 . 0 4 5   0   0 . 5   0 . 2 1 7   0 . 1 2 7   - 0 . 2   0 . 6   0 . 0   3   0   1 . 0   0   0 . 0   0 . 0 2   0 . 0 1   0 . 0   0 . 0   0 . 0   4   0   1 . 0 5   0   0 . 0   0 . 0 7   0 . 0 1   0 . 0   0 . 0   0 . 0   5   2   1 . 0 1   0   0 . 3 7   0 . 9 4   0 . 1 9   - 0 . 1 5   0 . 6 2 5   0 . 0   6   0   1 . 0   0   0 . 0   0 . 0   0 . 0   0 . 0   0 . 0   0 . 0   7   0   1 . 0   0   0 . 0   0 . 2 2   0 . 1 0   0 . 0   0 . 0   0 . 0   9   0   1 . 0   0   0 . 0   0 . 0   0 . 0   0 . 0   0 . 0   0 . 0   10   0   1 . 0   0   0 . 0   0 . 0 5   0 . 0 2   0 . 0   0 . 0   0 . 0   11   2   1. 08   0   0 . 1 6   0 . 0   0 . 0   - 0 . 1 0   0 . 4 0   0 . 0   12   0   1 . 0   0   0 . 0   0 . 1 1   0 . 0 7   0 . 0   0 . 0   0 . 0   13   2   1 . 0 7   0   0 . 1 0 6   0 . 0   0 . 0   - 0 . 1 5   0 . 4 5   0 . 0   14   0   1 . 0   0   0 . 0   0 . 0 6   0 . 0 1   0 . 0   0 . 0   0 . 0   15   0   1 . 0   0   0 . 0   0 . 0 8   0 . 0 2   0 . 0   0 . 0   0 . 0   16   0   1 . 0   0   0 . 0   0 . 0 3   0 . 0 1   0 . 0   0 . 0   0 . 0   17   0   1 . 0   0   0 . 0   0 . 0 5   0 . 0 5   0 . 0   0 . 0   0 . 0   18   0   1 . 0   0   0 . 0   0 . 0 3   0 . 0 0 5   0 . 0   0 . 0   0 . 0   19   0   1 . 0   0   0 . 0   0 . 0 9   0 . 0 3   0 . 0   0 . 0   0 . 0   20   0   1 . 0   0   0 . 0   0 . 0 2   0 . 0 0 5   0 . 0   0 . 0   0 . 0   21   0   1 . 0   0   0 . 0   0 . 1 7   0 . 1 1 0   0 . 0   0 . 0   0 . 0   22   0   1 . 0   0   0 . 0   0 . 0   0 . 0   0 . 0   0 . 0   0 . 0   23   0   1 . 0   0   0 . 0   0 . 0 3   0 . 0 1   0 . 0   0 . 0   0 . 0   24   0   1 . 0   0   0 . 0   0. 08   0 . 0 6   0 . 0   0 . 0   0 . 0   25   0   1 . 0   0   0 . 0   0 . 0   0 . 0   0 . 0   0 . 0   0 . 0   26   0   1 . 0   0   0 . 0   0 . 0 3   0 . 0 2   0 . 0   0 . 0   0 . 0   27   0   1 . 0   0   0 . 0   0 . 0   0 . 0   0 . 0   0 . 0   0 . 0   28   0   1 . 0   0   0 . 0   0 . 0   0 . 0   0 . 0   0 . 0   0 . 0   29   0   1 . 0   0   0 . 0   0 . 0 2   0 . 0 0 5   0 . 0   0 . 0   0 . 0   30   0   1 . 0   0   0 . 0   0 . 1   0 . 0 1 5   0 . 0   0 . 0   0 . 0       T ab le   3 .   L in e  ch ar g in g   i m p ed an ce ,   ad m itta n ce   an d   tap   s etti n g   v al u es  f o r   th e  p r o p o s ed   test   ca s e  s y s te m   Bu s   n   l   Bu s   n r   R  i n   PU   X   i n   PU   ½  B  i n   PU   T ap   s e t t i n g   v al u e   1   2   0 . 0 1 8   0 . 0 5 6   0 . 0 2 5   0   1   3   0 . 0 4 3   0 . 1 6 4   0 . 0 2   0   2   4   0 . 0 5 6   0 . 1 7 2   0 . 0 1 7   0   3   4   0 . 0 1 2   0 . 0 3 6   0 . 0 0 3   0   2   5   0 . 0 4 6   0 . 1 9 7   0 . 0 1 9   0   2   6   0 . 0 5 7   0 . 1 7 5   0 . 0 1 8   0   4   6   0 . 0 1 1   0 . 0 4 0   0 . 0 0 3   0   5   7   0 . 0 4 5   0 . 1 1 5   0 . 0 1 0 0   0   6   7   0 . 0 2 5   0 . 0 8 1   0 . 0 0 8   0   6   8   0 . 0 1 1   0 . 0 4 1   0 . 0 0 3   0   6   9   0 . 0   0 . 2 0 7   0   0   6   10   0 . 0   0 . 5 5 5   0   0   9   11   0 . 0   0 . 2 0 7   0   0   9   10   0 . 0   0 . 1 0 9   0   0   4   12   0 . 0   0 . 2 5 5   0   0   12   13   0 . 0   0 . 1 3 9   0   0   12   14   0 . 1 2 2   0 . 2 5 5   0   0   12   15   0 . 0 6 6   0 . 1 2 9   0   0   12   16   0 . 0 9 3   0 . 1 9 8   0   0   14   15   0 . 2 2 0   0 . 1 9 9   0   0   16   17   0 . 0 5 1   0 . 1 9 1   0   0   15   18   0 . 1 0 0   0 . 2 1 7   0   0   18   19   0 . 0 6 3   0 . 1 29   0   0   19   20   0 . 0 3 3   0 . 0 6 7   0   0   10   20   0 . 0 9 3   0 . 2 0 8   0   0   10   17   0 . 0 3 1   0 . 0 8 3   0   0   10   21   0 . 0 3 4   0 . 7 4 0   0   0   10   22   0 . 0 7 2   0 . 1 4 9   0   0   21   22   0 . 0 1 1   0 . 0 2 3   0   0   15   23   0 . 1 0 0   0 . 2 0 1   0   0   22   24   0 . 1 1 4   0 . 1 7 8   0   0   23   24   0 . 1 3 1   0 . 2 7 0   0   0   24   25   0 . 1 8 8   0 . 3 2 8   0   0   25   26   0 . 2 5 4   0 . 3 7 9   0   0   25   27   0 . 1 0 8   0 . 2 0 8   0   0   28   27   0 . 0   0 . 3 9 5   0   0   27   29   0 . 2 1 9   0 . 4 1 4   0   0   27   30   0 . 3 1 9   0 . 6 0 2   0   0   29   30   0 . 2 3 9   0 . 4 5 2   0   0   8   28   0 . 0 6 3   0 . 1 9 9   0   0   6   28   0 . 0 1 6   0 . 0 5 9   0   0   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  10 ,   No .   5 ,  Octo b e r   2 0 2 0  :    5 0 4 8   -   5057   5054   T h e  b u s   Nu m b er   1   w as  co n s i d er ed   as  s lack   b u s   w it h   a  v o ltag e  o f   1 . 0 6 <0   p   u .   T h e  lo w er   an d   u p p er   li m it s   o f   v o lta g e  m a g n it u d es  w er e  ch o s e n   in   b et w ee n   1 . 0   p   u   an d   1 . 0 8 2   p   u   r esp ec tiv el y .   T h e  p ar am eter s   f o r   th e  FMSG  al g o r ith m   ar e  ch o s en   as    =   1,     =  0 . 0 0 1 ,   u   =  [ 1 . 0 ,   1 . 1 ,   1 . 2 ,   1 . 3 ,   1 . 4 ,   1 . 5 ]   an d   c   =  0 . 5 .     T h e  ca l cu lated   in i tial  to tal  c o s t  r ate   v al u es  f o r   th e  g i v e n   d ata  ar e  s h o w n   i n   T ab le  4 .   T h e  n o n - co n v e x   g en er atio n   d is p atc h   p r o b le m   f o r   I E E E - 3 0   b u s   tes t  ca s e   s y s te m   i n v o l v i n g   r a m p   r ate   co n s tr ai n ts   a n d   v al v e   p o in t  lo ad in g   i s   s o l v ed   in v o lv in g   e v o lu t io n ar y   p r o g r a m m i n g   tec h n iq u e   w h er e  in   t h e  d e cisi o n   v ar iab le   is     th at  is   i n cr e m e n tal  f u el  co s t  i n s tead   o f   r ea l  p o w er   g en er ati o n .   T h is   E P  tech n iq u e  [ 9 ]   in v o lv in g     as  d ec is io n   v ar iab le  an d   F  ( )   as  f itn e s s   f u n ct io n   y ield s   b etter   o p tim a l  h eu r i s tic  r es u lts   o v er   t h e  tr ad itio n al    iter atio n   m et h o d   an d   p ar ticle  s w a r m   o p ti m izat io n   m eth o d .         T ab le   4 .   Re al  p o w er   an d   co s t  o f   g e n er ati o n   f o r   th e  p r o p o s ed   m eth o d   S l .   N o .     M ( W )   ( )   ( R   s.   /   h r . )   1   0 . 0 8   0   2   0 . 2 8 9   1 0 5 0   3   0 . 3 9 2   1 1 0 0   4   0 . 4 8 2   1 1 9 0   5   0 . 7 6 7   1 3 1 0   6   0 . 9 2   1 5 3 0       T h e  o p tim al  to tal  co s t  r ate  a n d   s o lu tio n   ti m e  v al u es  p r o d u ce d   b y   FM SG  an d   o th er   h eu r i s t ic  m et h o d s   lik e  co m b i n ed   c y c le  p ar ticle  s w ar m   o p ti m iza tio n   ( C C P SO) ,   Gr o u p   s ea r ch   o p ti m izer   ( GS O)   [ 1 3 ] ,   C o n s tr ain t  tr ea t m e n t  s tr ateg y   p ar ticle  s w ar m   o p ti m izer   ( C T P SO) ,   ch ao tic  s eq u e n ce s   [ 2 1 ,   2 2 ]   an d   cr o s s   o v er   o p er atio n   alg o r ith m   b a s ed   p ar ticle  s w ar m   o p ti m izatio n   ( C C P SO) ,   C o n ti n u o u s   q u ic k   g r o u p   s ea r ch   o p ti m izer   ( C QGSO )   an d   ev o l u tio n ar y   p r o g r a m m i n g   ( E P )   tech n iq u es   w er e  co m p ar ed   an d   tab u lated   in   T ab l e   5.   I t  is   f o u n d   th a t   FMSG  y ield s   b etter   o p ti m al   s o lu tio n   f o r   p r o h ib ited   o p er atin g   zo n e   ac co m p an ied   b y   r a m p   r ate  an d   v alv e   p o in t   co n s tr ain ts   f o r   a  m u lti  o b j ec tiv e  g e n er atio n   d is p atch   p r o b lem .   I t  is   s ee n   th r o u g h   Fi g u r e  2   th at  F MSG  y ield s   a  to tal  co s t  r ate  o f   1 6 5 7 R s /h r .   Ov er   a  s o lu tio n   ti m e  o f   2 8 . 0 6   s ec o n d s   w h ile  o th er   h e u r is tic  m et h o d s   lik e   co m b i n ed   c y cle  p ar ticle  s w ar m   o p ti m izat io n   ( C C P SO) ,   Gr o u p   s ea r ch   o p ti m izer   ( GSO) ,   C o n s tr ain t  tr ea t m e n t   s tr ateg y   p ar ticle  s w ar m   o p ti m izer   ( C T P SO) ,   ch ao tic  s eq u e n ce s   a n d   cr o s s   o v er   o p er atio n   al g o r ith m   p ar ticl e   s w ar m   o p ti m izatio n   ( C C P SO) ,   co n tin u o u s   q u ic k   g r o u p   s ea r ch   o p ti m izer   ( C QGS O)   [ 2 3 ,   2 4 ]   an d   ev o lu t io n ar y   p r o g r am m i n g   ( E P )   m et h o d   etc.   y ield   1 6 5 8   R s .   / h r ,   1 7 2 8 R s . /h r ,   1 6 3 9 R s . /h r , 1 6 5 8   R s .   /h   r   a n d   1 6 6 7   R s .   /h   r   f o r   s o lu tio n   ti m e s   o f   1 5 0   s ec o n d s ,   5 3 . 8 0   s ec o n d s ,   1 0 0   s ec o n d s ,   1 5 0   s ec o n d s   a n d   3 1 . 6 7   s ec o n d s   r esp ec ti v el y .   T h er ef o r e,   it  is   q u ite  co n s p icu o u s   t h at  MSGB C A E P   m e th o d   o u tp er f o r m s   th e  o th er   h eu r i s tic  m et h o d s   in v o l v i n g   n o n   s m o o th   co s t   f u n ctio n s ,   m u lt i - o b j ec tiv es  a n d   v alv e   p o in t  lo ad in g   [ 2 5 - 2 7 ]   in   ter m s   o f   to tal  co s t   r ate  an d   s o lu tio n   t i m e  a s   w ell.       T ab le   5 .   R ea l p o w er   an d   e m is s io n   le v el  f o r   th e   p r o p o s ed   m e th o d   S l .   N o .     ( M W )   ( )   ( M T /   h r . )   1   0 . 0 8   1 5 . 3 3   2   0 . 2 8 9   1 2 . 5   3   0 . 3 9 2   11   4   0 . 4 82   9   5   0 . 7 6 7   5   6   0 . 9 2   2       4.   RE SU L T   ANAL YSI S   R es u lts   f o r   Gen er atio n   C o s t  r ate  v s .   ac tiv e  p o w er   g e n er ati o n   an d   e m is s io n   lev e l  v s .   ac t iv e  p o w er   g en er atio n   f o r   6   g e n er ato r   I E E E   3 0   b u s   te s t  ca s e  s y s te m   t h r o u g h   MSGB C A E P   ap p r o ac h   w er e  tab u lated   i n   T ab le   5 .   T h e   p er f o r m an ce   o f   MSGB C A E P   m eth o d   f o r   co s t  r ate  an d   em is s io n   lev e l  r ate  w a s   co m p ar ed   w ith   o th er   h e u r is tic   m eth o d s   a n d   t h e  r es u lt s   w er e  tab u lated   i n   T ab le  6 . C lass ical   m e th o d s   lik e  la m b d a  iter atio n   m et h o d   an d   o th er   h e u r is tic  m et h o d s   co u ld   n o t  m ee t  o u t   m u ltip le   co n s tr ain ts   to   n ea r   g lo b al  s o   p r o p o s ed   ap p r o ac h   b ec au s e  o f   f ast  j u d icio u s   m o d if ica tio n   o f   in iti aliza tio n   o f   p ar en t  p o p u latio n   in d ep en d en t  o f   cr o s s o v er   m ec h an i s m ,   r esu l te d   g lo b al  o p tim al  s o lu tio n   w it h   les s   co m p u tat io n al  ti m e  f o r   co s t  an d   e m is s io n   o b j ec tiv e   f u n c tio n s .   T h e  p r o p o s ed   m eth o d   ca n   b e  ap p lied   in to   th e  ar ea s   s u b j ec ted   to   m u l ti  v al v e,   m u lti  f u el,   p r o h ib ited   zo n es p r esen t i n   i n t er co n n ec ted   h y b r id   p o w er   s y s t e m s   s u b j ec ted   to   m u lti ca p ac it y   an d   m u lti f ac eted   g en er ati n g   u n it s   h a v i n g   m u lti  co n s tr ain ts   f o r   o b tain in g   g lo b a l o p tim a l so lu tio n .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       Mo d ified   s u b - g r a d ien t   b a s ed   c o mb in ed   o b jective   tech n iq u e  a n d   ev o lu tio n a r y  . ..  ( S u s a n ta   K u ma r   Ga ch h a y a t)   5055   T ab le   6 .   C o m p ar is o n   o f   p r o p o s ed   MSGB C A E P   m et h o d   w it h   o th er   h eu r i s tic  m eth o d s   M e t h o d   M S G B C A EP   C C P S O   C T P S O   G S O   C Q G S O   EP   O p t i mal   t o t a l   c o st   r a t e   ( R / h )   1 5 5 7 9 6 1 . 3 4 5   1 5 5 8 8 6 8 . 7 3 0   1 5 5 9 9 6 2 . 7 3 0   1 6 2 8 1 5 1 . 1 6 8   1 5 6 7 9 6 2 . 7 2 7   1 5 5 8 9 6 2 . 7 1 7   Emi ssi o n   l e v e l   i n   M T   /   h r .   1 . 3 3   1 . 4 5   1 . 5 1   1 . 5 8   1 . 6 2   1 . 3 5   S i mu l a t i o n   T i me   ( se c )   2 8 . 0 6   1 5 0   1 0 0   5 3 . 8 0   3 1 . 6 7   3 0 . 0 5       5.   P E RF O RM ANCE CH ARA CT E RIS T I CS   Fig u r e   2   an d   Fig u r e  3   s h o w   t h e  s i m u latio n   r es u lt  f o r   g e n er atio n   co s t  an d   e m is s io n   le v el  v er s u s   r ea l   p o w er   f o r   th e   p r o p o s ed   MSGB C A E P   m o d el  w h er ein   f o r   in cr ea s ed   r ea l  p o w er   g en e r atio n ,   th e  co s t  o f   g en er atio n   a n d   e m is s io n   lev e l  ar e  f o u n d   less   w h ile  co m p a r ed   w it h   t h e   r esu lts   o b tai n ed   b y   o t h er   h e u r is tic   m et h o d s   s u c h   as  C C P SO,  C T P SO,  GSO,   C QGSO  a n d   E P   etc.   an d   ar e  tab u late d   in   T ab le   6 .           R ea l  p o w er   P   ( i)   in   MW           R ea l  p o w er   P ( i)   in   MW     Fig u r e  2 .   C o s t o f   g e n er atio n   v er s u s   r ea l p o w er         Fig u r e  3 .   E m is s io n   v er s u s   r ea l   p o w er       6.   CO NCLU SI O N   T h e  o p tim al  f u el  co s t s   o f   all  t h e  th r ee   m et h o d s   ar e  clo s er   to   ea ch   o th er   w it h   in s ig n i f ica n t  d if f er e n ce .   T h e  o p tim al  g e n er atio n   s c h e d u les  o f   t h e  p r o p o s ed   MSGB C A E P   m e th o d   an d   t h at  o f     iter atio n   m e th o d   ex ac tl y   m atc h   w h ile  t h e  s c h ed u le  o b tain ed   w ith   t h e  o th er   m e th o d   s i g n if ica n tl y   d i f f e r s .   T h e  n u m b er   o f   iter atio n s   o f   t h e  p r o p o s ed   alg o r ith m   is   r ed u ce d   g r ea tl y   co m p ar ed   to   th e  o th er   m eth o d s .   A  co m p ar ativ e  s t u d y   o f   th e  co m p u ta tio n   ti m e  is   g iv e n   i n   th e  last   r o w   o f   T ab le  6 .   I t  m a y   b e  o b s er v ed   th at  o n   an   av er a g e   co m p u tatio n   ti m e  i s   r ed u ce d   b y   9 0 %  w h ich   s h o w s   t h e  co m p u tatio n al  e f f o r t  o f   t h e  p r o p o s ed   m eth o d .     T h e  ab o v e  f ac ts   v al id ate  th e  s t ate m e n t th a t th e  p r o p o s ed   m e t h o d   is   m o r e  ef f icie n t a n d   f as t c o n v er g in g   as  w el l.   T h e  MSGB C A E P   ap p r o ac h   d ev elo p ed   in   th e  p r ese n t  s tu d y   ca n   b e  u til ized   to   s o lv e  a  s in g le  o b j ec tiv e  as  w ell   as  co n f lict i n g   m u lti - o b j ec tiv e   p o w er   d i s p atch   p r o b le m s .   T h e  h ill   cli m b in g   alg o r it h m   a n d   iter ativ e   g r ad ie n t  m et h o d s   g e t  tr ap p ed   in   lo ca l   m i n i m a  b u t   h a v e  f a s ter   co n v e r g en ce .   M SGB C A E P   ap p r o ac h   h as  g lo b al  s ea r ch   ch ar ac ter is tic s   a n d   r o b u s t n es s   th at   p r ev e n t  t h e m   f r o m   g e tti n g   tr ap p ed   in   lo ca l  o p ti m a   u n li k e  h ill   cli m b in g   alg o r ith m .   Hen ce   e v o lu tio n ar y   a lg o r it h m s   ca n   b e  ap p lied   in   th e  in it ial  s ta g es  o f   t h e  s o l u ti o n   f o r   g lo b al  s ea r ch   an d   th e   h ill  cli m b i n g   al g o r ith m s   ca n   b e  ap p lied   in   t h e  la te r   s tag e s   f o r   f i n e  lo ca l  s ea r ch .   T h is   M SGB C A E P   ap p r o ac h   m a y   b e  ab le  to   co m b in e  th e  ad v an ta g e s   o f   b o t h   FM SG  a n d   E P   ap p r o ac h es  an d   f i n d   o p ti m a l   s o lu tio n s   m o r e  r ap id l y   co m p a r ed   to   u s in g   a  s i n g le  s ea r c h   t ec h n iq u e  t h r o u g h o u t.  T h e  p r o p o s ed   w o r k   ca n   b e   ex ten d ed   to   s o lv e  d if f er en t  k i n d s   o f   ec o n o m ic  d is p atc h   p r o b le m s .   T h e  MSGB C A E P   ap p r o ac h   d ev elo p ed   in   th is   w o r k   w il l  b e  ex tr e m el y   u s e f u l  f o r   elec tr ic  p o w er   u tili ties   w it h   v a lv e  p o in t  lo ad in g ,   i n   e n h a n ci n g     th e  ec o n o m y   an d   s ec u r it y   o f   o p er atio n   in   th eir   s y s te m s .   T h e  co m p ar is o n   o f   th e  r es u l ts   o b tain ed   u s i n g     th e  p r o p o s ed   m et h o d   w i th   th o s e  o f   o u t lin ed   h e u r is tic   m et h o d s   i n   T ab le  6   s h o w s   th at   ev o l u tio n ar y   p r o g r am m i n g   ap p r o ac h   al w a y s   lead s   to   g lo b al  o r   n ea r   g lo b al  o p tim u m   s o l u tio n s .       RE F E R E NC E S     [1 ]   Y .   M a ,   e t  a l . ,   “ Dy n a m ic  Eco n o m ic  Disp a tch   a n d   C o n t ro l   o f   a   sta n d - al o n e   M icr o   g rid   in   Do n g A o   Isla n d ,”   In ter n a t io n a l   J o u rn a l  o f  E lec trica l  En g in e e rin g   T e c h n o l o g y ,   v o l.   1 0 ,   n o .   4 ,   p p .   1 4 3 2 - 1 4 4 0 ,   2 0 1 5 .     [2 ]   T.   Nik n a m ,   e t  a l. ,   “ A   n e w   h y b rid   a lg o rit h m   f o r  o p ti m a l  p o w e r   f lo w   c o n sid e rin g   p r o h i b it e d   z o n e s  a n d   v a lv e   p o in t   e ffe c t, ”  En e r g y   Co n v e rs io n   a n d   M a n a g e me n t ,  v o l.   5 8 ,   p p .   1 9 7 - 2 0 6 ,   2 0 1 2 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  10 ,   No .   5 ,  Octo b e r   2 0 2 0  :    5 0 4 8   -   5057   5056   [3 ]   S.   F a d il ,   e t  a l . ,   “ A   se c u rit y - c o n stra in e d   e c o n o m ic  d isp a tch   tec h n iq u e   u si n g   m o d if ied   su b   g ra d ien t   a lg o rit h m   b a se d   o n   f e a sib le v a u e s a n d   p se u d o   sc a li n g   f a c to r  f o r  a   p o w e r   s y ste m   a re a   i n c lu d i n g   li m it e d   e n e rg y   su p p ly   th e rm a l  u n it s, ”   E lec tric p o we r c o mp o n e n t   sy ste m ,   v o l.   3 9 ,   n o .   16 ,   p p .   1 7 4 8 - 1 7 6 8 ,   2 0 1 1 .   [4 ]   S.  P ra b a k a ra n ,   e t  a l. ,   “ Eco n o m ic   Disp a tch   Us in g   H y b rid   P a rti c le  S w a r m   Op ti m iza ti o n   w it h   P ro h ib it e d   Op e ra ti n g   Zo n e s  a n d   Ra m p   Ra te  L i m it   Co n stra in ts , ”   J o u r n a l  o f  El e c trica l  En g in e e rin g   T e c h n o lo g y ,   v o l.   10 ,   n o .   4,     pp.   1 4 4 1 - 1 4 5 2 ,   2 0 1 5 .   [5 ]   P.   K.  Ho ta   a n d   N.  C.   S a h u ,  “ No n - Co n v e x   Eco n o m ic  Disp a t c h   w it h   P ro h ib it e d   Op e ra ti n g   Zo n e s  th r o u g h   G ra v it a ti o n a l  S e a rc h   A l g o rit h m , ”   In ter n a ti o n a l  J o u r n a l  o f  El e c tri c a l  a n d   Co mp u t e r  En g in e e rin g   ( IJ ECE ) ,   v o l.   5 ,   n o .   6 ,   p p .   1 2 3 4 - 1 2 4 4 ,   2 0 1 5 .   [6 ]   Z.   L .   G a in g ,   “ P a rti c le  S wa r m   Op ti m iz a ti o n   f o r  s o lv in g   th e   e c o n o m ic  d isp a tch   c o n sid e rin g   th e   g e n e ra to r  c o n stra in ts , ”   IE EE   T a n s a c ti o n   o n   Po we r S y st e ms ,   v o l.   1 8 ,   n o .   3 ,   p p .   1 1 8 7 - 1 1 9 5 ,   2 0 0 3 .   [7 ]   V.   K.   Ja d o u n ,   e t  a l. ,   “ Dy n a m ica ll y   c o n tro ll e d   p a rti c le  sw a r m   o p ti m iza ti o n   f o r  larg e - s c a le  n o n c o n v e x   e c o n o m i c   d isp a tch   p ro b lem s , ”   In ter n a ti o n a l   T ra n s a c ti o n s o n   El e c trica l  En e rg y   S y ste ms ,  v o l.   2 5 ,   n o .   1 1 ,   p p .   3 0 6 0 - 3 0 7 4 ,   2 0 1 4 .   [8 ]   N.  G h o rb a n i,   e t  a l. ,   “ P a rti c le  sw a r m   o p ti m iza ti o n   w it h   sm a rt  in e rti a   f a c to r  f o r  so lv in g   n o n - c o n v e x   e c o n o m ic  lo a d   d isp a tch   p ro b lem s , ”   In ter n a ti o n a l   T ra n s a c ti o n s o n   El e c trica l  En e rg y   S y ste ms ,   v o l.   2 4 ,   n o .   8 ,   p p .   1 1 2 0 - 1 1 3 3 ,   2 0 1 4 .   [9 ]   T .   Nik n a m ,   e t  a l. ,   “ A   n e w   p a rti c l e   sw a r m   o p ti m iza ti o n   f o r  n o n - c o n v e x   e c o n o m ic  d isp a tch , ”   Eu r o p e a n   T ra n s a c ti o n s   o n   E lec trica l  Po we r ,   v o l.   2 1 ,   n o .   1 ,   p p .   6 5 6 - 6 7 9 ,   2 0 1 1 .   [1 0 ]   B .   M a ll ik a rju n a ,  e t  a l. ,   “ Eco n o m ic   L o a d   Disp a tch   Do w n sid e   with   V a lv e - P o i n t  Re su lt   Em p lo y in g   a   Bin a r y   Ba t   F o rm u la , ”   In ter n a ti o n a l  J o u rn a l   o f  El e c trica l  a n d   Co m p u ter   E n g in e e rin g   ( IJ ECE ) ,   v o l .  4,   n o .   1,   p p .   1 0 1 - 1 0 7 ,     F e b .   2 0 1 4 .   [1 1 ]   B .   A ll a o u a   a n d   A .   L a o f i ,   “ Op ti m a l  P o w e r  F lo w   S o lu t io n   Us in g   A n t  M a n n e rs  f o r  El e c tri c a l  Ne tw o rk , ”   Ad v a n c e s  in   El e c trica l  a n d   C o mp u ter   En g in e e rin g ,   v o l.   0 9 ,   n o .   1,   pp.   34 - 4 0 ,   2 0 0 9 .   [1 2 ]   S.  F a d il ,   e t  a l. ,   “ A   S o lu ti o n   to   se c u rit y   c o n stra in e d   n o n - c o n v e x   e c o n o m ic  d isp a tch   p ro b lem   b y   m o d if ied   su b   g ra d ien t  a lg o rit h m   b a se d   o n   f e a sib le  v a lu e s , ”  In t e rn a t io n a l   J o u rn a l   o f   El e c trica l   Po we r  a n d   En e rg y   S y ste m ,     v o l.   43 ,  n o .   1 ,   p p .   8 4 9 - 8 5 8 ,   2 0 1 2 .   [1 3 ]   S.   F a d i l  a n d   B.   U ra z e l,   “ S o lu ti o n   to   se c u rit y   c o n stra in e d   n o n   c o n v e x   p u m p e d – sto ra g e   h y d ra u li c   u n it   sc h e d u li n g   p ro b lem   b y   m o d if ied   su b - g ra d ie n t  a lg o rit h m   b a se d   o n   f e a sib le  v a lu e s  a n d   p se u d o   w a ter  p rice , ”  El e c tric  Po we r  C o mp o n e n ts   a n d   S y ste ms ,   v o l.   41,   n o .   2,   p p .   1 1 1 - 1 3 5 ,   20 1 3 .   [1 4 ]   M .   M o ra d i - Da lv a n d ,   e t  a l. ,   “ Co n ti n u o u s  q u ick   g ro u p   se a rc h   o p ti m iz e r  f o r  so lv in g   n o n - c o n v e x   e c o n o m ic  d isp a tch   p ro b lem s , ”  El e c tric P o we r S y ste m R e se a rc h ,  v o l.   93,   p p .   93 - 1 0 5 ,   2 0 1 2 .   [1 5 ]   T .   A d h in a ra y a n a n   a n d   M .   S y d u l u ,   “ Rse rv e   c o n stra in e d   e c o n o m ic   d isp a tch   w it h   p r o h ib it e d   o p e ra ti n g   z o n e s  u sin g   lo g ic  b a se d   a lg o rit h m , ”   in   2007   IEE E  Po we r  e n g i n e e rin g   S o c iety   Ge n e ra l  M e e ti n g ,   T a m p a ,   F lo rid a ,   USA ,     p p .   1 - 7 ,   2 0 0 7 .   [1 6 ]   I.   A.   F a rh a t  a n d   M .   E .   E l - H a w a r y ,   “ In terio r  p o in t  m e th o d   a p p l ica ti o n   in   o p ti m u m   o p e ra ti o n a l  sc h e d u li n g   o f   e lec tri c   p o w e r  s y ste m s , ”  IET   Ge n e ra ti o n ,   T ra n sm issio n   a n d   Distrib u ti o n ,   v o l.   3 ,   n o .   1 1 ,   p p .   1 0 2 0 - 1 0 2 9 ,   2 0 0 9 .       [1 7 ]   Z.   L .   G a in g   a n d   R.   F .   Ch a n g ,   “ S e c u rit y - Co n stra in e d   o p ti m a l  p o we r  f lo w   b y   m ix e d - in teg e r  g e n e ti c   a lg o rit h m   w it h   a rit h m e ti c   o p e ra to rs , ”   in   2006   IE EE   Po we r  En g i n e e rin g   S o c iety   Ge n e ra l  M e e ti n g ,   M o n trea l,   Qu e b e c ,   Ca n a d a ,     p p .   1 - 8 ,   F e b .   20 0 6.   [1 8 ]   L .   G .   P a p a g o   a n d   E.   S .   F ra g a ,   “ A   m ix e d   in teg e r   q u a d ra ti c   p ro g ra m m in g   f o r m u lat io n   f o r  th e   e c o n o m ic   d isp a tch   o f   g e n e ra to rs w it h   p ro h i b it e d   o p e ra ti n g   z o n e s , ”   El e c tr ic   Po w e r  S y st e m s   Res e a rh ,   v o l.   7 7 ,   n o .   1 0 ,   p p .   1 2 9 2 - 1 2 9 6 ,   2 0 0 7 .   [1 9 ]   S .   Oz y o n   a n d   D.  Ay d in ,   “ In c re m e n tal  a rti f icia l  b e e   c o lo n y   w it h   lo c a l  se a rc h   to   e c o n o m ic  d isp a tch   p ro b lem   w it h   ra m p   ra te l im it s a n d   p ro h ib it e d   o p e ra ti n g   z o n e s , ”  En e rg y   C o n v e rs io n   a n d   M a n a g e me n t ,   v o l.   6 5 ,   p p .   3 9 7 - 4 0 7 ,   2 0 1 3 .   [2 0 ]   L .   d o s  S .   C o e lh o ,   e t  a l. ,   “ Dif fe re n ti a l  e v o lu ti o n   b a se d   o n   tr u n c a ted   L é v y - t y p e   f li g h ts  a n d   p o p u latio n   d iv e rsity   m e a su re   to   so lv e   e c o n o m ic   lo a d   d isp a tch   p ro b lem s , ”  In t e rn a ti o n a l   J o u r n a l  o f   El e c trica l   P o w e r   and   En e r g y   S y st e ms ,   v o l .   5 7 ,   p p .   1 7 8 - 1 8 8 ,   2 0 1 4 .     [2 1 ]   B.   M a h d a d   a n d   K.   S ra iri ,   “ In tera c ti v e   g ra v it a ti o n a l  se a rc h   a l g o rit h m   a n d   p a tt e rn   se a r c h   a lg o rit h m s  f o r  p ra c ti c a l   D y n a m ic  Eco n o m ic  Disp a tch , ”  In ter n a ti o n a l  T r a n sa c ti o n s  o n   El e c trica l  En e rg y   S y ste m ,   v o l.   2 5 ,   n o .   1 0 ,     p p .   2 2 8 9 - 2 3 0 9 ,   2 0 1 4 .   [2 2 ]   A .   Ra ja g o p a lan ,   e t  a l. ,   “ S o lv in g   e c o n o m ic  lo a d   d isp a tch   p ro b lem s  u sin g   c h a o ti c   se lf   – a d a p ti v e   d if f e re n ti a l  h a rm o n y   se a rc h   a lg o rit h m , ”  In ter n a ti o n a l   T ra n sa c ti o n s  o n   El e c trica l  E n e rg y   S y ste ms ,  v o l.   2 5 ,   n o .   5 ,   p p .   8 4 5 - 8 5 8 ,   2 0 1 5 .   [2 3 ]   E.   A fz a lan   a n d   M .   Jo o ra b ian ,   “ A n   i m p ro v e d   c u c k o o   se a rc h   a lg o rit h m   f o r  p o w e r  e c o n o m ic  lo a d   d isp a tch , ”   In ter n a t io n a l   T ra n sa c ti o n s o n   El e c trica l  En e rg y   S y ste ms ,  v o l.   2 5 ,   n o .   6 ,   p p .   9 5 8 - 9 7 5 ,   2 0 1 5 .   [2 4 ]   H.  Da n e sh i,   e t  a l. ,   “ M ix e d   in te g e r  p ro g ra m m in g   m e th o d   to   so l v e   se c u rit y   c o n stra i n e d   u n i t  c o m m it m e n t  w it h   re stricte d   o p e ra ti n g   z o n e   li m it s , ”  2 0 0 8   IE EE   In ter n a ti o n a l  Co n fer e n c e   o n   e lec tro /i n f o rm a t io n   tec h n o lo g y ,     p p .   1 8 7 - 1 9 2 ,   2 0 0 8 .   [2 5 ]   W .   Kh a m se n ,   e t  a l. ,   “ Hy b rid   m e th o d   f o r  so lv i n g   th e   n o n sm o o th   c o st  f u n c ti o n   e c o n o m ic  d isp a tch   p r o b lem , ”   In ter n a t io n a l  J o u rn a l  o f  E lec trica l  a n d   C o mp u ter   En g in e e rin g   ( IJ ECE ) ,   v o l.   1 0 ,   n o.   1 ,   p p .   6 0 9 - 6 1 6 ,   2 0 2 0 .   [2 6 ]   R .   Ha b a c h i,   e t  a l. ,   “ Eco n o m ic  a n d   e m issio n   d isp a tch   u si n g   c u c k o o   se a rc h   a lg o rit h m , ”   In ter n a ti o n a l  J o u rn a l  o f   El e c trica l  a n d   C o mp u ter   En g in e e rin g   ( IJ ECE ) ,   v o l.   9 ,   n o .   5 ,   p p .   3 3 8 4 - 3 3 9 0 ,   2 0 1 9 .   [2 7 ]   M.  Be sth a ,   e t  a l. ,  “ Eco n o m ic  L o a d   Disp a tch   Do w n sid e   w it h   V a lv e - P o in t  Re su lt   Em p lo y in g   a   Bin a ry   Ba t  F o rm u la , ”   In ter n a t io n a l  J o u rn a l  o f  E lec trica l  a n d   C o mp u ter   En g in e e rin g   ( IJ ECE ) ,   v o l.   4 ,   n o.   1 ,   p p .   1 0 1 - 1 0 7 ,   2 0 1 4 .           Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       Mo d ified   s u b - g r a d ien t   b a s ed   c o mb in ed   o b jective   tech n iq u e  a n d   ev o lu tio n a r y  . ..  ( S u s a n ta   K u ma r   Ga ch h a y a t)   5057   B I O G RAP H IE S   O F   AUTH O RS        Pro f.   S u sa n t a   K u m a r   G a c h h a y a t   p ro c u re d   h is  UG   d e g re e   f r o m   IE  (In d ia),  Co m p lete d   M a ste r’s  P r o g ra m   f ro m   S RM   u n iv e rsity ,   Ch e n n a i  a n d   w o rk in g   a s  a n   As st.  P r o f e ss o r  in   th e   De p t.   o f   EE ,   KIST ,   Bh u b a n e sw a r.   A t  p re se n t  h e   is   c o n t i n u i n g   P h D   in   B P UT   u n d e r   th e   g u id a n c e   o f   P r o f e ss o r      Dr.  S .   K.  Da sh .         Pro fe ss o r   Dr .   S .   K .   Da s h   r e c e iv e d   th e   U G   d e g re e   in   El e c tri c a l   En g in e e rin g   f ro m   I. E,   In d ia  in   1 9 9 1   a n d   a c c o m p li sh e d   M a ste r’s  P ro g ra m   in   e le c tri c a l  e n g i n e e rin g   f ro m   UCE,   Bu rla  (S a m b a lp u r  Un iv e rsit y ),   In d ia,  i n   1 9 9 8   a n d   t h e   P h D  d e g re e   f ro m   Ut k a l  Un iv e rsit y ,   Od ish a ,   In d ia  in   th e   y e a r   2 0 0 6 .   He   h a s  b e e n   w it h   th e   El e c tri c a l  En g in e e rin g   De p a rt m e n t,   G a n d h i   In stit u te  f o r  T e c h n o lo g ica l  A d v a n c e m e n t  a s  a   P ro f e ss o r  a n d   He a d   o f   th e   De p a rt m e n t  sin c e   2 0 0 5 . P rio r  t o   it   h e   w o rk e d   in   in d u stry   f o r  5   y e a rs   a n d   in   OSM E,   Ke o n jh a r,   f o r  2   y e a rs  a n d   in   Kru p a jal  En g in e e rin g   Co ll e g e   f o r  4   y e a rs.  His   re se a rc h   a re a s  in c lu d e   p o w e r  s y ste m   p lan n in g ,   o p e ra ti o n ,   a n d   o p ti m iza ti o n   tec h n iq u e s  re latin g   to   p o w e r  s y ste m   d isp a tch .   Dr .   Da sh   re c e iv e d   P u n d it   M a d a n   M o h a n   M a lav iy a   a wa rd ,   Un io n   M in istry   o f   P o w e r  P rize   a n d   g o ld   m e d a ls   th e re o f   f o r  h is  re se a rc h   p a p e rs  e n ti tl e d   “ Ec o n o m ic  lo a d   d isp a tch i n g   o f   g e n e ra ti n g   u n it s  w it h   m u lt i - f u e l  o p ti o n s   ”   a n d   “ S h o rt  te rm   g e n e ra ti o n   sc h e d u li n g   w it h   ta k e   o r  p a y   f u e l  c o n trac t  u sin g   e v o lu ti o n a ry     p ro g ra m m in g   tec h n i q u e   ” o n   M u lt i  Ob jec ti v e   G e n e ra ti o n   Dis p a tch .   He   t o o   a u th o re d   tw o   b o o k s  e n ti tl e d   ‘F u n d a m e n tals  o f   El e c tro m a g n e ti c   F ield   T h e o r y   a n d   ‘Ba sic   El e c tri c a l  En g in e e rin g   u n d e r  t h e   u m b re ll a   o f   P HI  P u b l ica ti o n   a n d   YES DEE  p u b l ica ti o n   in   th e   y e a r  2 0 1 0   a n d   2 0 1 6   re sp e c ti v e ly .   D  r.   Da sh   is  e n g a g e d   a s  a   re v ie w e r  o f   EP C S ,   a n d   E   P   S   R   jo u r n a ls  o f   IEE E.   He   is   th e   re c i p ien t  o f   b e st  se ss io n   c h a ir  a w a r d   in   th e   W o rld   A c a d e m y   o f  S c ien c e   , En g in e e rin g   a n d   T e c h n o lo g y ( WA S ET )  Co n fe re n c e   h e ld   in   S A NFR A NCISCO, US A   d u ri n g   7 th   Ju n e   2 0 1 7   a n d   a lso   re c e iv e d   th e re o f   b e st  p a p e r  p re se n tatio n   a w a rd   f o r  t w o   o f   h is   re se a rc h   p a p e rs  o n   P S O  b a se d   e c o n o m ic  d isp a tch   a n d   E P   b a se d   e c o n o m ic  d isp a tch .   He   is  to o   a wa rd e d   w it h   e n e rg y   c o n se rv a ti o n   a w a rd   in   t h e   y e a r  2 0 1 5   a n d   2 0 1 6   a s  w e ll   f o r  b ri n g in g   so lar   p o w e r  p lan ts i n   G ITA ,   Bh u b a n e sw a r.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.