Int ern at i onal  Journ al of Ele ctrical  an d  Co mput er  En gin eeri ng   (IJ E C E)   Vo l.   8 , No .   6 Decem ber   201 8 , p p.   4079 ~ 4088   IS S N: 20 88 - 8708 DOI: 10 .11 591/ ijece . v8 i 6 . pp4079 - 40 88          4079       Journ al h om e page http: // ia es core .c om/ journa ls /i ndex. ph p/IJECE   Co or din ated   Pla ce m ent a nd  Setting of FACTS  in  Electri cal  Network   b ased on  Ka l ai - s morodi nsky Bargain ing     S olution   and  V oltage  D evi atio I nd ex         Az i z  Ouk enn ou 1 A bdelh alim Sa nd ali 2 S amira  El moum en 3   1,2 Advanc ed  Con t rol  of   Elec tri c al  S y stems   Team - LE SE,   ENSEM, H assan  II  Unive rsit y ,   Moroc co     3 LIMSA D,  Mathe m at ic and  C o m puti ng  Depa rt m ent ,   Ain   Choc Scie n ce s Fa cult y ,   Moroc co       Art ic le  In f o     ABSTR A CT    Art ic le  history:   Re cei ved   A pr   30 , 201 8   Re vised  Ju l   11 ,  201 8   Accepte Aug   2 , 2 01 8       To  ai the   d ec isi on  m ake r,   the   o pti m al   place m en of  FA CTS  in  t he  el e ct ri cal   net work  is  per f orm ed  through  ver y   spe ci fi cr i te ri a.   In  thi pa per ,   useful   appr oac is  foll owed;  i is  base par ticul a rl y   on  th use  of  Kala i - Sm orodinsky   ba rga ini ng  soluti o for  choosing  t he  best  comprom ise  bet wee n   the   diff ere nt  ob j ec t ive comm onl y   posed  to  the   n et work  m ana ger   such  as  the  cost  of  produc tion,  tot a tra nsm ission  losses  (Tl oss ),   and  volt a ge  stabil i t y   inde (L inde x) .   In  the   c ase   of   m an y   poss ibl e   soluti ons,  Volt age   Profil e   Quali t y   is  adde d   to  sel ec t   the   b es one.   Thi appr oac h as  offe red   ba la nc ed   soluti on  and  h as  prove it eff e ct iv ene ss   in  find ing  the   b est  pl a ce m ent   and   sett ing   of  two   t y pes   of  FA CTS  namel y   St at i Var  Com p ensa t or  (SV C)  and   Th y r istor  Contr oll ed  Seri es  Com pensa tor  (TCSC)  in  the   power   s y stem.  Th e   te st  ca s under   inve stigation  i IEE E - 14  bus  s y stem  which   has  bee n   sim ula te in  MA TL AB E nv iron m ent .         Ke yw or d:   Diff e re ntial   e voluti on   FA CTS   Kalai   S m or odinsk ba r gaini ng  so luti on   Mult iobject ive  o ptim iz ation   Op ti m al   p ow e r   f low   Pareto   f ront   SV C   TCSC   Vo lt age   s ta bili ty   i nd e x   Copyright   ©   201 8   Instit ut o f Ad vanc ed   Engi n ee r ing  and  S cienc e   Al l   rights re serv ed .   Corres pond in Aut h or :   Aziz O uken no u,     Dep a rtm ent o f   Ind us tria l En gi neer i ng,   Nati on al   Scho ol of  A pp li ed  S ci ences,   63, Sa fi, Mor occo.   Em a il a.o uk e nnou @u ca .m a       1.   INTROD U CTION   W it the  gro wth  of  the  de m and   an m a ny  vo lt a ge  col la ps incide nts   reco r de rece ntly   aro un the   w orl [ 1],   The   i ns ta ll at ion   of   Fle xib le   AC  Tra ns m iss ion   Syst em (F ACTS )   i the   netw ork   is  re qu i red.   Ba sed  on  po w er  el ect ronics ,   these   new   de vi ces   offe an  opportu nity   to  en han ce  c ontr ollabil it y,  sta bili t y,  and   trans fer   ca pa bi li ty   of   the  i nter connecte po w er   syst em [2 ] ,   [3 ] .   T he  in ves t m ent  cost  of    FA CTS   is  sti ll   ve ry  exp e ns i ve,   but  f ocu si ng  on  their  im po rta nc e,  TCSC   has   t he  pr im ary  functi on  to   inc re ase  po wer  tra ns fe rs   sign ific a ntly   and   en ha nce  sta bili ty On   the   oth e ha nd,     S VC  is  qual ifie as  t he  prefe r red   FA CT to  pro vid r eact ive  powe r   at   key  points  of  the  powe s yst e m It  al so   pr ese nts  t he  l owest   pr ic e   a i has  no  m ov i ng  or  ro ta ti ng  m a in  com po ne nts  an presents  c he ap  m ai ntenan ce  costs  [4 ] ,   [ 5] .   Give the  hi gh   pr ic of  F ACTS,   nu m erous  st udie ha ve  at te m pted  t o   ide ntify   the   best  placem ent  and  siz of  these  e quip m ents  in  order  to  ta ke   adv a ntage  of t heir  c ontrib ution i a n o ptim al  w ay  w it h l es s in vestm ent.    Var i ou s   te ch ni qu e dep e ndin on  the   te ch nical   or  eco nom i cal   ta rg et   fixe by  t he  op e rato wer e   us e and   we re  ve r us ef ul.   It   s ta rted  f ro m   fixing  sin gle - obj ect ive  s uch   a sta bili ty   i mp r ovem ent  [6 ] los s   m ini m iz at ion   [7 ] powe qu al i ty   i m pr ov em ent  [8 ]   …et c.  In   this  case,  the  de ci sion   is  m ade  qu ic kly  bu ha the  disad va ntage  of   the  im pr ov e m ent  of   the  chosen  c rite rion   t the  detr im ent  of   the  oth er  pe rform ances .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8708   In t J  Elec  &  C om En g,   V ol.  8 , N o.   6 Dece m ber   2018  :   407 9   -   4088   4080   Conver sel y,  in  the  case  of  m ulti ple  obj ect ives   wh ic are  ve r fr eq ue nt  [ 9] - [11],  the  proce ssing   bec om es  m or e   com plex.   So m m et ho ds   c on sist   of   s umm i ng   al the  obje ct ives  by  assi gn i ng   weig ht   coef fici e nt  th at   the   decisi on - ma ker   ha to  at tri bute   to  eac one  [ 12] ,   [ 13] The  order  of  m agn it ud e   m us al so   be   kn own   in  adv a nce.   Mo re ov e r,   t he  re su lt   of  the  op ti m izati on   is  no uniqu e   but  the re  a re  ot her   possib le   so luti ons  t ha can  be prese nted  as  Par et F ront  ( PF)   [ 14 ] ,   [ 15 ]   The  c om pu ti ng  of  this  set   of  s olu ti ons  ta ke en ough  ti m as  it   require la r ge   num ber  of  m ono - obj ect ive  funct ion optim iz ati on.  It  is  al so   di ff ic ult  to  qu al ify   con c retel on of  these  s olu ti ons  as  t he   best   on e In  this  c onte st,  oth e m et hods   ha ve  be en  us e to   se le ct   the  best   c om pr om ise We  quote   f or  ex a m ple   NSGA II  [ 16] , [17]  and   NPS [ 18 ]   w hich  a re   m or e p opula an d   c on si der e as one of the best m e tho ds u sed  to   so lve  t he  pro ble m   of   F ACTS   optim al   placem ent.  For  th e s e   m e tho d s t he   de gr ee  of  c om plexit see m to  be   in creasin gly  im po rtant  giv e the  tim require f or   r unni ng   a nd  the  nee to  trace  the  Pareto  F r on to  finall y   sel ect   the m os t   dom inant so lu ti on  call ed  the  best c om pr om i se.   The   Kalai - Sm or odins ky   ( KS) sug gested  by   Eh ud   Kalai   and  Me ir  Sm oro din s ky   [1 9 ] ,   [ 20 ] is  a   so luti on  to  t he   Ba rg ai ning  prob le m   wh e re  pl ay ers  m ake  decisi on i ord er  to  op ti m iz their  ow util it y.  I eng i neer i ng  pr ob le m s,  play er are   re placed   by  the   ob j ect iv f un ct io ns  tha the  op e rato rs   ha ve  t optim iz at   the  sam tim e.     The   m ai adv anta ge  of   KS  so luti on  is  t hat  it   prov i des  c on c r et crit eri on  to   sel ect   only   an on ly   on e  uniq ue  point alo ng t he  Pa reto  Fro nt .   The  ob j ect ive  of   this  w ork  is  to  ap ply  the  Kalai - Sm or odinsk te c hn i qu e   in  the  opti m a l   placem ent   and   set ti ng  of  coor din at ed  F ACTS  in  pow er  syst e m by  consi der i ng   t hree  obj ect ives   nam el Cost  functi on,   Total   Tra ns m i ssion  losse a nd  Li nd e as  pl ay ers.   In  the   c ase  of  m ulti ple  KS  S olu ti on s,  Vo lt age   De viati on   Inde is  ad de as  ne crit eria t im pr ov e Volt age  Pro file   Qual it y.  The  pro pose m et ho he lps  to  c hoos e  o nly   on e  uniq ue sol ution  with out e xp l or i ng the  w ho le   Paret F r on w hich save s co m pu ta ti on a l t i m e con side r ably .   The  rest  of   the   pap er  is  orga ni zed  as  fo ll ows Sect ion   pre sents  rev ie of   the  opti m a powe flo pro blem Op tim iz at ion   too is  descr i bed   in  sect ion   3.  Ca se  stud y,  the   m od el   of  S VC,  TCSC an obje ct ives   functi ons  a re  pr ese nted   in   S ect ion 4.  T he   res ults  of  sim ulati on  an dis cussion  a re  pr esented   in   sect ion   5.    The  c oncl us i on is the s ubj ect   of sect ion 6 .       2.   OPTIM AL P OWER  FLO W P ROBLE M   The  opti m a po we flo ( OPF)  pro blem   is   t he  bac kbone  too f or   powe syst e m   op erati on.  The  ai m   of   the  O PF  pro blem   is  to  determ ine  the  op ti m al   op erati ng   sta te   of   pow er  syst e m   by  o pti m iz ing   part ic ular  obj ect ive  i powe syst em wh il sat isfyi ng   certai n   oper at ing   c on st rain ts  [ 21 ].   Ma the m at ic a l ly the  OPF   pro blem  can  be  for m ulate a s foll ow :     m in   ( , )   ( 1)     Subj ect  t     g ( , ) = 0   (2)     h ( , ) 0   (3)     F obj   can ta ke va rio us   functi ons  d e pendin g o n t he  ta r get f i xed b y t he  ope rato r.   In the  OPF, t he  e qu al it ie s a nd  ineq ualit ie s ar e  as  f ollo ws:   a.   Eq ualit y con str ai nts:     ( , )  +  = 0     ( 4)     ( , )  +  = 0       (5)     And  l oad b al a nc e eq uatio n:      =  +  = 1 = 1      ( 6)     b.   In e qual it y con s trai nts:   The  ineq ualit con strai nts  re pr ese nt  the  lim it on   al var ia bles  su c as  t he  gen erat or   vo l ta ge,   act ive  and reacti ve  po wer s .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  Elec  &  C om En g     IS S N: 20 88 - 8708       Coo r dinated  P laceme nt an d S et ti ng  o FACT in  Elec tri cal  Ne tw or k   ... ( Az iz Ouke nn ou )   4081            i= 1 , . ,   (7)              i= 1 , . ,   (8)                i = 1 , . ,   (9)     The  m axi m u m  an d m ini m u m  l i m i ts   of  ta set ti ng reg a r ding  the tra nsfo rm e a nd which  takes  discrete  va lues  is give n by,               = 1 , ,   (10)       3.   KALAI - S M O RODIN SK Y SOLUTI ON AND  DIFFE R ENTIAL E V OLUTIO N   3.1.   Ka lai - Sm orod insky bar gaini ng   So lu tion   In   th m ulti - ob j ect iv opti m i zat ion   pr ob le m w hen   m any  obj ect ive  funct ion a re  co nfl ic ti ng the re   are  m any  po s s ible  so l ution s It  is  im po ssible  to  m ake  any   prefe ren ce   cri te rion  bette r   of wit hout  m aking  at   le ast  o ne  prefe ren ce crit eri on   worst off.  T he a dv a ntage of K S S olu ti on is that i t sat isfie s   m on oto nicit y so  each   obj ect ive  ca be   i m pr oved  we akly   bette r.   Ma them a ti cal l y,  it  is  the  intersect ion   po i nt  of   t he   segm ent  Ut  (p oi nt  of   best  util it ie s an the  point   of   disa greem e nt  with  th edg of   t he  feas ible  s et   (P areto   Fr ont)  as  s hown   i F igure  1.  To  be   near   f r om   Ut,  go al   pr ogra m m ing   op ti m i zat ion   te ch nique  will   be  de pl oyed  to  ac hieve  this   ta rg et   in  e quat ion 1 1 .      = ( 1 1 ) 2 + ( 2 2 ) 2   (1 1 )           F i gu r e   1 .   S ol ut i on   o f   K a l a i   S m or od i ns ky   ( K S )   be t w e e t w f un c t i on s   f a nd   f 2       3.2.   Diff ere nt i al Evo lu tio Algo ri th m   Diff e re ntial   Ev olu ti on  (D E [ 22 ]   is  one  of   t he  m os powe r fu al gorithm for  re al   num ber   f unct ion   op ti m iz ation   pro blem s.   The  pote ntial   of   this   te chn iq ue  w as   dem on strat ed  in  li te ratur an d   was   com pared  to   oth e te ch niqu es  su c as   Ge netic   Algo rith m   (G A)   a nd  Partic le   Sw a r m   Op tim iz at ion   ( PS O)  espec ia ll to   reso l ve  the   O PF  prob le m   [ 23 ]   an pro ved  superi or it in   te rm of   so l ut ion   qu al it y.   T he  fl ow c ha rt   of  this   al gorithm  is sh own  i F i gure  2.       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8708   In t J  Elec  &  C om En g,   V ol.  8 , N o.   6 Dece m ber   2018  :   407 9   -   4088   4082       F i gu r e   2 .   F l o w c ha r t   of   D E   a l g or i t hm       4.   C A SE ST UDY MO DELIN G OF  FACTS A N OB JE CTIVE  FU N CTIO NS   4.1.   Ca se  S tu d y   Our  stu dy  is  do ne  on   the  sta ndar IE E 14 - bu te st  syst e m   sh own  i F ig ure  3.   It   re pr ese nts  si m ple  appr ox im at ion   of   the  Am eri can  Ele ct ric  Power  syst em it  has  14   buses,  20   inter connecte br a nch e s,     5 gen e rato rs  a nd  loa d b usbar s.            F i gu r e   3 .   O ne - l i ne   di a gr a m   of   I E E E   1 4 - b us   T e s t   s y s te m  t a ke f r om   [ 24 ]   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  Elec  &  C om En g     IS S N: 20 88 - 8708       Coo r dinated  P laceme nt an d S et ti ng  o FACT in  Elec tri cal  Ne tw or k   ... ( Az iz Ouke nn ou )   4083   4.2.       Model  of  SVC  an d  TCS C   4.2.1.   SVC   The  Stat ic   V ar  Com pen sat or   (SVC)   eq uip m ent  is  com po sed   of  capaci tors t hy ristors,  an inducta nces .   I this   pa pe r,   it   is  co ns ide re as  a ideal   re act ive  po wer   c on t ro ll er,   w hic in j ect or  a bsor bs   reacti ve  power  in  the   net work.  The   bus  w here  the  S VC  is  placed  is  c onside red   a P bu w her e   the  volt ag e   is  con tr olled  a nd   e qual   to  th un it y.   negat ive  value  in di cat es  that  the  SV ge ne rates  reacti ve  powe a nd   inj ect it   into   the  net work  (c apacit ive  sta te an posit ive  value  i nd ic at es  that  the  S VC  ab sorb s   re act ive   powe f r om  the n et w ork  ( in duct ive stat e) .     4.2.2.   TCSC   The  TCSC   is   series  com pensat ion   de vice  that  can  m od i fy  and   a dj us t he  tra nsm issi on   li ne  reacta nce  a s how i F i gure  4 By   t his  way the  powe tra ns fe a bili ty   is  i m pr oved   in  st eady - sta te T he   ne w   value o rea ct ance  of the li ne   wh e re TC SC is  instal le is  give n by:      = ( 1 + )   (12)           F i gu r e   4 .   T he   b a s i c   s t r uc t ur e   o f   T C S C   ( a )   a n d  m od e l   ( b)       The  range  of  com pen sat io (k%)  of  the   TCSC   is  ta ke betwee 20%  in duct ive   an 80%  ca pacit ive     ( - 0.8≤k≤ 0.2 [ 25 ] .     4.3.   Obj ec tive fu n ctions   Thr ee  obj ect i ve   functi ons  wi ll   be  con si der e The  first  in ve sti gated  one  i the  ge ner at io f uel  cost   m ini m iz at ion ; i t i s expr esse a s:      = (  2 +  + ) = 1         ( $/h)   (13)       and     are  the   cost  coe ff ic ie nt of   t he  it ge ner at or .   The   te chn ic al   obj ect ive  f unct ion  is  the  T otal  Powe r   losses a nd is  giv en  b y:      = 2 + 2            (M VA)   (14)     w he re  Pl  a nd   Ql  are  the  act i ve  an reacti ve   powe losses   of   t he  po wer   syst e m .   The  la st  obj ect ive  functi on   relat ed  to  sec uri ty  is the volt age sta bili ty  ind ex (Lin dex)  [26] , [ 27 ] .  I t i gi ven b y:       =  { } =  1 | 1    = 1 |   (1 5 )            are  the  com plex  volt age  of   i th  an j t ge ne rators,  is  t he  nu m ber   of   ge ne rator   unit and    is  the  nu m ber   of loa d b us .   L - i nd e x v aries in a  r a nge  b et wee n 0 ( no Lo a d) an d 1 ( vo lt age  co ll a pse ).         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8708   In t J  Elec  &  C om En g,   V ol.  8 , N o.   6 Dece m ber   2018  :   407 9   -   4088   4084   5.   S IM ULATI O N AND  RES U LT S   In  orde t ide ntify   the  best  c oor din at ed   pla ce m ent   of  S V an TCSC   de vice.   Fi gure  5   is  res pecte for  each  pair  of  obj ect ive  fun ct ion sel ect ed .   Since  FA CT hav a inter va wh ere  th ey   can  operate,  al buse s   and li nes wil l b e scan ne to  h a ve  the  b e st l oc at ion  a nd the  val ue  of  Kalai  S m or od ins ky' s so luti on.           F i gu r e   5 .   F l o w c ha r t   of   a l g or i t hm   f or   pl a c em e nt       In   t he  case   of  m any  KS   s olu t ion s the  volt age  prof il qu al it in  equ at io 16   will   be  c onside red  as  a ddit ion al   crit eria t sel ec t t he  be st o ne.  The  i nd e is  gi ven b y:      = | 1 | = 1   (16)     w he re  is t he t otal nu m ber   of  bu ses  in   the s yst e m .   In   al that  f oll ow s the  reacti ve  po wer   of  th ge ner at ors  is   consi de red   un restrict ed  a nd  on   t he  oth e side,  the  vo lt a ges  of  ge ne rator a re  ta ke c on sta nt  w hich  is  po ssi ble  bec ause  the  r eal   syst e m po ssess   m eans  for  regulat in the volt age au to m at ic ally (A VR).  Th e only  co nt ro l va riable s that will  b e c on si der e are:  Acti ve   powe of g ene r at or a nd  ta c hange rs.  H owe ver,  the n ecess ary  value of  r eact ive  powe of  SV C,   an ra ng e of   com pen sat ion  of TCSC   (k % ) wil l be c om pu te d.          5.1.   Tl os s and  C ost Fu ncti o n   The  obta ine r esults  are  as  can  see  in  Figure   6.   Five  non - dom inate location are  ide ntif ie for  SV and  TCSC   place m ent.  The  s ol ution   num ber   (5)  is  e xclu ded  as  it   consi ders   the  bus  for  SV placem en t,  or  it   is  par of  the thr ee - windin g - trans form er.  Us ing   the volt ag dev ia ti on  in de ( VD),  t he  s olu ti on  ( 1)   is  t he  best  on w her it   is  equ al   to  0.59p u,   the S VC  is  placed  in  B us   14   a nd  TCSC   in  li ne  1 - 5.  To  evaluate  the  re su lt   of   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  Elec  &  C om En g     IS S N: 20 88 - 8708       Coo r dinated  P laceme nt an d S et ti ng  o FACT in  Elec tri cal  Ne tw or k   ... ( Az iz Ouke nn ou )   4085   this  si m ulati on two  oth e rs  D m on o - ob j ect ive  op ti m iz a ti on were  done  to  find   t he  be s Cost  and   the  best  Total   Lo sses  m ini m iz at ion   without  F ACT S.  Ta ble  giv es  t he  ob ta in ed  resu lt i com par ison  w it K S   So luti on  with  FA CTS           F i gu r e   6 .   K S   S ol ut i on s   i c a s e   5. 1       T a bl e   1 .   C on t r ol   va r i a bl e s   a n o bj e c t i ve   f u n c t i on s   i c a s e   5 . 1     SVC   T C S C   O p t i m a v a l u e o c o n t r o l   v ar ia b l e s   C o s h   ( $ / h )   T o t a L o s s e s   ( MV A)   VD  ( p u )   B e s t   l o c .   B e s t   s e t .   B e s t   l o c .   B e s t   s e t .   P g 1   ( p u )   P g 2   ( p u )   P g 3   ( p u )   P g 6   ( p u )   P g 8   ( p u )   T1   T2   T3   W i t h o u t   F A C TS   B e s t  c o s t   -   -   -   -   2 . 1 3   0 . 2 0   0 . 1 5   0 . 1 0   0 . 1 0   1 . 0 1   0 . 9 0   0 . 9 9   8 2 6 . 5 8   4 8 . 0 3   0 . 7 1   B e s t   l o s s e s   -   -   -   -   0 . 9 7   0 . 8 0   0 . 5 0   0 . 3 5   0 . 1 0   1 . 1 0   0 . 9 8   1 . 0 3   9 8 3 . 1 2   2 0 . 4 5   0 . 7 0   W i t h   F A C TS   B e s t  K S   S o l u t i o n   B u s   14   - 0 . 1 3   L i n e   1 - 5   - 0 . 8 0   1 . 5 0   0 . 3 4   0 . 2 8   0 . 3 5   0 . 1 7   1 . 0 0   0 . 9 9   0 . 9 9   8 7 6 . 6 4   2 1 . 1 8   0 . 5 9       W it hout  F AC TS,  t he  values   of  obj ect ives   functi ons  a re  bette r.   H ow e ve r,   t he  values   of  the  oth e perform ances  are  w or st,  For   Cost  Mi ni m izati on the  valu of   T otal  loss es  is  equ al   to  48.03MV A,   a nd   t he   value  of  Cost  pro du ct io is  equ al   t 876.6 4$ / in  Total   Loss es   m ini m i zat ion The  t w values  a re  m u ch  i m pr oved  with   KS   so l ution   w hich  gi ves  ve ry  good  com pr om ise In   add it ion   to  this,  the  vo lt age  de viati on   is  reduce in  the  pro po se a ppr oach.     5.2.   Li ndex   an d  Cost Func tio n   The  su m m ariz ed  res ults  of   the  si m ulati on   are  giv e in  F igure  7.   F our  dom inate KS   so l utio ns   ar e   ob ta ine d,  the   so luti ons  ( 3)  and  ( 4)  are   re la te to  bus  w hich   re pr es ents  in   reali ty the   three   wind i ng - trans form er  so  they   are   excl uded In  this  ca se  only   so l utio (1)  a nd  ( 2)  a re  m ai ntained.   Fo c us in on  V oltage  Dev ia ti on  I nde of  eac s olu t ion t he  sec ond  one  is  bette r.  SV is  instal le in  bus  a nd  TCSC   in  li ne   4 - 9.   Both  of  thes e   equ i pm ents  op e rate  in  ca pacit ive  sta te .   Table  giv e com par iso stu dy  betwe en  the   op ti m iz ation   r esults  of  the  pr opos e s olu ti on  an the  tr adi ti on al   m on o - obj ect if  o pti m izati on   of  c os f un ct io or Lin dex.     As  see in  Ta ble   2,   t he  m on o - obj ect ive  optim iz ation   of  Cost  f un ct io ha al lowed   t ha ve  the  best   op ti m al   cost  (8 26. 59$/ h)   w hi ch  m eans  an  econom ic   gain.   H ow e ve r,   the   degree  of   sta bi li t is  red uce since   the  Lin de is  hi gh .   T he  sam log ic   ca be  a ppli ed  for  Li nd e op ti m iz a t ion   wh e re  sta bili ty  is  im pr ov e at   the   detrim ent  of   producti on  cost.  In   the  case  of  our  ap proac and   us in FA C TS,  al obj ect ive  f un ct io ns   ar in  the   acce ptable  ra nge.  W al s no te   that  Lind ex  and   vo lt age  de viati on   are  bette wh ic m eans  m or secur it and   best  vo lt age  pr of il e in  the  w hole  po wer sy stem .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8708   In t J  Elec  &  C om En g,   V ol.  8 , N o.   6 Dece m ber   2018  :   407 9   -   4088   4086       F i gu r e   7 .   K S   S ol ut i on s   i c a s e   5. 2       T a bl e   2 .   C on t r ol   V a r i a bl e s   a n O bj e c t i ve   F u nc t i on s   i Ca s e   5. 2     SVC   T C S C   O p t i m a v a l u e o c o n t r o l   v ar ia b l e s   C o s h   ( $ / h )   L i n d e x   VD  ( p u )   B e s t   l o c .   B e s t   s e t .   B e s t   l o c .   B e s t   s e t .   P g 1   ( p u )   P g 2   ( p u )   P g 3   ( p u )   P g 6   ( p u )   P g 8   ( p u )   T1   T2   T3   W i t h o u t   F A C TS   B e s t   c o s t   -   -   -   -   2 . 1 3   0 . 2 0   0 . 1 5   0 . 1 0   0 . 1 0   1 . 0 1   0 . 9 0   0 . 9 9   8 2 6 . 5 8   0 . 0 7 0 3   0 . 7 1   B e s t   L I n d e x   -   -   -   -   0 . 9 3   0 . 8 0   0 . 5 0   0 . 1 0   0 . 3 0   0 . 9 0   0 . 9 0   1 . 1 0   9 9 1 . 6 1   0 . 0 6 8 4   0 . 8 6   W i t h   F A C TS   B e s t   KS  S o l u t i o n   B u s   9   - 0 . 7 3   L i n e   4 - 9   - 0 . 8 0   2 . 1 4   0 . 2 0   0 . 1 6   0 . 1 0   0 . 1 0   1 . 0 9   0 . 9 7   1 . 1 0   8 2 9 . 1 0   0 . 0 3 6 8   0 . 4 8       5.3.   Li ndex   an d  Tl os s   The  res ult  of  s i m ulati on is  il lustrate i F i gure  8.   Five   non - do m inate KS   s olu ti on s   a re  ob ta ine d,  so luti on 2   is   di scard e a it   is l ink ed   to   the  t r ansfo rm er.  If  w lo ok  at   t he  vo lt age   de viati on  in dex,  t he  s olu ti on   nu m ber   ( 3)   see m s   to  be  the  be st  on e.  I this   case,  SV is  i ns ta ll ed  in  bus   as  well   as  the  TC SC  in  th li ne  bu 4 - 9.   B oth   of   them   op erat in  capaci ti ve  sta te The  Tabl show the  corres pondin resu lt in  c om par iso with  Lin dex   o r   Total   losses  DE  opti m iz at i on.  From   T abl e   3,   it   is  cl ear  that  the  best  so luti on  is  giv e by  K S   so luti on,   al obj ect iv e   f unct ion s   we re  im prov e si gnific antly   wh ic de m on strat es  the   eff ect ive ness   of   t he  appr oach in c om bin at ion  w it V oltage  Dev ia ti on   Inde a nd  the contri bu ti on  of FA C TS   i n t he powe syst e m           F i gu r e   8 .   K S   S ol ut i on s   i c a s e   5. 3   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  Elec  &  C om En g     IS S N: 20 88 - 8708       Coo r dinated  P laceme nt an d S et ti ng  o FACT in  Elec tri cal  Ne tw or k   ... ( Az iz Ouke nn ou )   4087   T a bl e   3.   C on t r ol   va r i a bl e s   a n o bj e c t i ve   f u n c t i on s   i c a s e   5 . 3     SVC   T C S C   O p t i m a v a l u e o c o n t r o l   v ar ia b l e s   L i n d e x   T o t a L o s s e s   ( MV A)   VD  ( p u )   B e s t   l o c .   B e s t   s e t .   B e s t   l o c .   B e s t   s e t .   P g 1   ( p u )   P g 2   ( p u )   P g 3   ( p u )   P g 6   ( p u )   P g 8   ( p u )   T1   T2   T3   W i t h o u t   F A C TS   B e s t   L i n d e x   -   -   -   -   0 . 9 3   0 . 8 0   0 . 5 0   0 . 1 0   0 . 3 0   0 . 9 0   0 . 9 0   1 . 1 0   0 . 0 6 8 4   3 2 . 1 7   0 . 8 6   B e s t   l o s s e s   -   -   -   -   0 . 9 7   0 . 8 0   0 . 5 0   0 . 3 5   0 . 1 0   1 . 1 0   0 . 9 8   1 . 0 3   0 . 0 7 2 1   2 0 . 4 5   0. 70   W i t h   F A C TS   B e s t  K S   S o l u t i o n   B u s   9   - 0 . 4 8   L i n e   4 - 9   - 0 . 6 5   0 . 6 7   0 . 8 0   0 . 5 0   0 . 3 5   0 . 3 0   1 . 0 0   0 . 9 9   1 . 0 1   0 . 0 3 6 8   1 8 . 0 7   0. 50 1       6.   CONCL US I O N   This  pap e pr e sents  a ef fici ent,  sim ple  and  fast  ap proac f or   t he  S VC  a nd  TCSC   opti m al   placem ent   in  the  netw ork;  it   was  done   on  IE EE  14 - bus   te st  syst e m   by   us in KA L A Sm or od i ns ky  s olu ti on  w hic giv e s   co ncr et s olu ti on.  S e ver al   op ti m iz ation   te chn i qu e s uc as  dif fer e ntial   evo l ution   a nd   goal   pr ogra m m ing   wer us e to  achieve  this  t arg et Vo lt a ge   Dev ia ti on  I ndex  was  al so   us e in  case  of   m any  po ssi ble  KS   So luti ons .     We   wer e a ble t locat e t he  be st place m ent o f  SV C a nd TCS C i the  po we r  syst e m  w hich dep e nds  on  the  ta rg et fi xe by  the  op e rat or,  an seco nd ly the  siz of   FA CTS  was  c om pu te d.   T he  appr oach   us e in  this   pap e can  be  us e for  ot her  obj ect ives  an oth e net work in  orde to  i m pr ove  the ir  exp l oitat ions  unde r   op ti m al  co nd it ion s.       REFERE NCE S     [1]   S.  P.  S ingh On - li ne  As sess m e nt  of  Volta ge  Stabi lit y   using  S y nchr ophasor   Te c hnolog y ,”   Indon esian  Journal  of   El e ct rica Eng in ee ring a nd   Computer  Sc ie nc e v ol /i ss ue:   8 ( 1 ) p p .   1 - 8 2017 .   [2]   P.  K um ar Enh anc ement  of  power  qual ity   b y   an  appl icat ion  FA CTS  devi ce s ,”   Inte rnat ional   J ournal  of  Powe El e ct ronics  and   Dr iv Syst ems ( IJP EDS) ,   vol /i ss ue:   6 ( 1 ) p p .   10 - 17 2015 .   [3]   Z.  H amid,   e al . ,   Stabi lit y   inde x   tra cing  for  deter m ini ng  FA CTS  devi c es  pla c eme nt  loc a ti ons ,”   Po wer  Engi ne ering  and  Optimi zatio Confe ren ce ( PE DCO )   Me lak a,   Malay sia 2012  I EEE   Inte rnat ion al ,   p p .   17 - 22 20 12.   [4]   E.  B M artine a nd  C.   Á C amac ho,   Te chnica c om par ison  of  F ACTS  con trol le r in  par al lel  con nec t ion ,”   Journa of  App li ed   R ese a rch  and  Tec hnol ogy ,   vo l /i ss ue:   15 ( 1 ) p p .   36 - 44 2017.   [5]   S.   D utt a et   a l. ,   Optimal  al locat ion  of  SV and  TCSC  using  quasi - oppositi onal   c hemica r eact ion   opti m iz a ti on  fo r   solvi ng  m ult i - ob je c ti ve   ORP D probl em ,”   Journal of  E le c tric al   Sys te ms   and  Inform ati on  Te chnol og y ,   2016 .   [6]   K.  V.  R.   R edd y et   al . ,   Im prove m ent   of  Volta g e   Profile   through   the   Optimal  Pl acem en of  FA CTS  Us ing  L - Inde Method ,”   Int ernati onal  Journal   of  el e ct ri cal   a nd  Computer  e ngine ering   ( IJECE) ,   vol /i ss ue:   4 ( 2 ) p p .   207 - 2 11 2014.   [7]   A.  B aghe rin asa b et   al . ,   Optimal  pla c ement  of  D - STATCOM   u sing  h y brid  g en et i and  ant   colon y   a lgori thm  t o   losses re duction ,”   Int ernati onal   J ournal  of Appl i e Powe Engi n e ering  ( IJA P E) ,   v ol /i ss ue:   2 ( 2 ) p p .   53 - 60 2013 .   [8]   N.  A.   L e e al . ,   The   Modeli n of  SV for   the   Volta ge  Con trol   in  Pow er  Sy stem ,”   Indon esi an  Journal  of   El e ct rica Eng in ee ring a nd   Computer  Sc ie nc e ,   v ol /i ss ue:   6 ( 3 ) p p .   513 - 519 2017 .   [9]   N.  R.   H.  A bdull ah e al . ,   Multi - Obje ct iv Evo lut iona r y   Progra m m ing  for   Stat ic   VA Co m pensa tor  (SV C)  in   Pow er  Sy st em  Consideri ng  Co nti ngen ci es  (Nm ) ,”   Inte rnat ional   Journal  of  Pow er  El e ct ronics  a nd  Dr iv Syste ms  ( IJP EDS) ,   vol /i s sue:   9 ( 2 ) p p .   88 0 - 888 2018 .   [10]   A.  S afa ri e al . ,   Optimal  se tting  and  pl acem ent   of  FA CTS  devi c es  using   strengt Par eto  m ult i - objecti v e   evol uti on ar y   al g orit hm ,”   Journal   of  C ent ral   Sout Unive rs ity ,   vo l /i ss ue:   24 ( 4 ) p p .   829 - 839 2017 .   [11]   K.  M.  M et we ely e al . ,   Multi - obje c ti ve   opti m al   power  flow  o power  s y st em  with  FA CTS  de vic es  using  PS al gorit hm ,”   Pow er  Syste ms   Conf ere nce   ( MEP CO N) ,   2017  Nine teenth  Int ernati on al  Middl e   East.   IEE E ,   p p.   1248 - 1257 2017 .   [12]   A.  N aga na tha and   V.  R ang an at han ,   Im proving  Volta ge   Sta bil ity   of  Pow er  S y stem  b y   Op ti m al   Lo ca t ion  of  FA CTS De vic es   Us ing  Bio - Inspi red   Algori thms ,”   Circui ts   and  S yste ms ,   vol /i ss ue:   7 ( 06 ) p p .   805 2 016 .   [13]   W .   D.  R oseha r t e al . ,   Mult iobj e ct iv optim al   power  flo ws   to  eva luate   volt ag sec ur ity   costs  in  power   net works ,”   IEEE   Tr ansacti ons on   power  systems ,   vol /i ss ue:   18 ( 2 ) p p.   578 - 587 20 03   [14]   D.  R adu  and  Y .   B esa ng er,   m ult i - objecti v gene t ic   al gori th m   appr oac to  opti m al   al lo ca t i on  of  m ult i - t y p FA CTS de vic es  for  power  s y ste m s sec urity ,”   Po wer  Engi n ee ring   Society Gene ral   Me e ti ng ,   IE EE pp . 8 2006 .   [15]   S.  A la m el u e al . ,   Optimal  sit ing  and   sizi ng   o UP F using  evol uti onar y   a lgo rit hm s ,”   Int ernat ional   Journal   of   El e ct rica Pow er  &   Ene rgy  System s ,   vol. 69,  p p.   222 - 231 2015 .   [16]   S.  J e y ade v i e al . ,   Solving   m ult iobj e ct iv e   opti m al   r eact ive   power  d ispat ch  using   m odifi ed  NS GA - II ,”   Inte rnat iona Journal   of   Elec tric al   Powe &   Ene rgy  S yste ms ,   vol /i ss ue:   33 ( 2 ) p p.   219 - 228 20 11 .   [17]   A.  Y ousefi et   a l. ,   Optimal  lo cations  and  size o stat ic   v ar  compensat ors  using  NS GA   II ,”   Australi an  Journal  o f   El e ct rica and   E le c tronic s E ng in ee ring ,   vol / issue:   10 ( 3 ) p p.   321 - 330 2013 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8708   In t J  Elec  &  C om En g,   V ol.  8 , N o.   6 Dece m ber   2018  :   407 9   -   4088   4088   [18]   R.   B en abi d e a l. ,   Optimal  lo cation  and   setting  of  SV and  TC SC   devi ce usin non - do m ina ted  sort ing  pa rticl e   sw arm opt imiza t ion ,”   Elec tric P o wer  Syste ms   Re s earc h ,   vo l /i ss ue:   79 ( 12 ) p p.   166 8 - 1677 2009 .   [19]   E.  K al a and  M.   S m orodinsky ,   Other   soluti o ns  to  Nash' bar gai ning  probl em ,”   E conome tri ca:   Journal  of  the   Ec onometri So c ie t y p p.   513 - 518 1975   [20]   R.   A boula i ch et  al . ,   The   Me an - CVaR  Model  f or  Portfoli Opt imiza ti on   Us ing  Multi - Obj ec t i ve  Approac an d   the   Ka la i - Sm orodinsk y   Solu ti on ,”   MATEC   We b   o Conf ere nce s .   E DP  Scienc es p p .   00010 201 7 .   [21]   T.  N ikn am e a l . ,   m odifi ed  shuffle   frog   le a ping  al gor it hm   f or  m ul ti - obj ec t i ve  opti m a pow er  flow ,”   Ene rg y vol /i ss ue:   36 ( 11 ) p p .   6420 - 6432 2011 .   [22]   R.   S torn  and   K.   P ric e Diffe ren t ia l   evol u ti o n sim ple   and   eff i ci en heur i stic   for  g loba l   opti m iz ati on  ov er  cont inuous  spa c es ,”   Journal  o g lobal   opt imizati o n ,   vol /i ss ue:   11 ( 4 ) p p .   341 - 359 1997 .   [23]   A.  M.  S hahe en et   al . ,   rev i e of  m et a - heur i stic   al gor it hm for  rea c ti ve  pow er  pla nning  pro ble m ,”   Ai Sha ms  Engi ne ering  Jou rnal ,   2015.   [24]   htt ps:// ww w2.ee . washington.edu   [25]   M.  S.  K um ar et  al. ,   Optimal   L oca t ion  and   Ra ting  of  Th y r istor  Control le d   Seri e Capa c it or  for  Enha nc ement  of   Volta ge   Stabilit y   using   Fast  V olt ag Stab il i t Inde (FV SI)  Approac h ,”   In t ernati onal  Journal  of  Comput e r   Appl ic a ti ons ,   vo l /i ss ue:   46 ( 10 ),  2 012 .   [26]   P.  K essel  and  H.   G la vit s ch,   Esti m at ing  the   volt ag stabi lit of  power  sy stem ,”   IEEE  Tr ansacti ons  on  power  del i ve ry ,   vol /i ss ue:   1 ( 3 ) p p .   346 - 354 1986 .   [27]   A.  O ukennou  a nd  A.   S andali,   As sessment  and  anal y sis  o Vol ta ge   Stabilit y   In dic es  in   e le c tri c al   n et work  usin PS AT  Software ,”   Powe Syst ems  Confe renc ( MEP CON) ,   2016  Ei ghteenth  In t ernati onal  Midd le   East .   IEEE ,   p p.   705 - 710 2016 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.