I n t ern a t i o n a l  J o u rn a l  o f  E l ect ri ca l  a n d  C o m p u t er E n g i n eeri n g  ( I J E C E )   V o l.   11 ,  N o.   6 D ecem b er   202 1 ,  pp.   46 98 ~ 4 707   I S S N :  2088 - 8708 D O I :  10. 11 591/ i j ece . v1 1 i 6 . pp 46 98 - 470 7          4698       Jou r n al  h om e p age h ttp : //ije c e . ia e s c o r e . c o m   An  o pt i m a l a llo ca t io o f U PF C  a n d   t ra ns ient  s t a bilit y   i m pro v e m en t  o f  a elect rica l po w er  s y s t e m :  I E E E - 30   bus es       A li A b d u l R a z z a q  A lt a h ir ,   M a rw a  M .  M a rei   E l ect r i cal  an d  E l ect r o n i c E n g i n eer i n g  D ep ar t m en t ,  U n i v er s i t y  o f  K er b al a,  K ar b al a,  I r aq       A rt i cl e I n f o     AB S T RAC T     A r tic le  h is to r y :   R ecei v ed   D ec 1 9 , 2 0 20   Re v i se d   Ap r  9 ,  20 21   A ccep t ed   M a y 2 1 , 2 0 21       R ecen t l y ,  t h e ex p an s i o n  p r o ces s  o f  el ect r i cal  n et w o r k s  h as  b eco m e cr u ci al   w ith  th e  d e v e lo p m e n t o f  e le c tr ic a l s y s te m s .  O n e  o f  th e  a c tiv e  s o lu tio n s  t o   p r o g r es s  t h p er f o r m an ce o f  an  el ect r i cal  s y s t e m  i s  t h e u s ag e o f   f l ex i b l e A C   t r a n sm i ssi o n  s y st e m   ( F AC T S ) . A s  a n e w   g en er at i o n  o f  t el eco m m u n i cat i o n s   a nd pow e r  e l e c t r oni c s  t e c hnol og y ,  F A C T S  ha s  pr ov i de d a  ne w   v i e w poi nt  t i n cr eas e t h e b ear i n g  cap aci t y ,  b et t er  co n t r o l  t h e g r i d ,  an d  r ed u ce co s t s .  T h uni f i e d p ow e r   f l ow  c ont r ol l e r  ha d a  m ul t i - pur pos e  u ni t  t ha t  c ou l d   co m m an d   t he  s c e na r i o of  pr ov i di ng  or  c ons um i ng  t he  pow e r  c om p one nt s  a n d   m a i nt a i ni ng  t he  b us  v ol t a g e .  T he  s t udy ' s  nov e l t y  r e s i de d i n p r e s e nt i ng  a   m o d if ie d  p a r tic le  s w a r m  o p tim iz a tio n  a lg o r it h m - b as ed  s o f t w ar e s y s t e m  an d   a ppl i e d a  N e w t on - R a phs on l oa d  f l o w   s o lu tio n  to  g e t th e  b e s t s o lu tio n s  f o r   o p tim a l a llo c a tio n  o f   u ni f i e d pow e r   f l ow  c ont r ol l e r s   ( U PFC ) .  T hi s  s t udy  ha s   f oc us e d on  t he  f unc t i ons  of  t he   U P F C  e l e c t r i c a l  s y s t e m   w i t h c or r e s pon di ng   e f f e c ts  o n  tr a n s ie n t s ta b ility .  M A TLA B  s o f t w a r e  ( S i m u lin k /c o d e )  a n d  e x cel   s he e t  w e r e  pe r f or m e d on I E E E  3 0 bus e s  a s  a  c a s e   s t udy .  I t  ha s  be e n s how t he  e f f e c t i v e ne s s  of  U P F C  w i t h f a s t  r e s pons e  a nd a ut o nom ous  c o m m a nd on   t he  f l ow  o f  pow e r  c o m pone n t s .  T he  d y na m i c  r e s pons e   f or  s t a bi l i t y   i m pr ov e m e nt  f or   s om e  ne t w or k  bus e s  ha d be e v e r i f i e d t e ns ur e  t he   r o b u s t n es s  o f  U P F C  d u r i n g  a s u d d en  d i s t u r b an ce i n  el ect r i cal  l o ad .  T h e cas e   s tu d y  r e s u lts  illu s tr a te  th a t th e  n u m b e r  o f  U P F C  in c r e a s e d  w ith  lo a d   i nc r e a s e d by  ( 14%  a nd  21% ) .   Ke y wo rd s :   IE E E  3 0 - b us e s   M odi f i e d P S O   O p ti m a l a llo c a tio n   T r a n s ie n t s ta b ilit y   U n i f ie d  c o n tr o lle r   T hi s  i s   an  ope n ac c e s s  ar t i c l e  u nd e r  t he   CC B Y - SA   l i cen s e.     Co rre sp o n d i n g  Au t h o r :   A li A b d u R a z z a q  A lta h ir   E l ect r i cal  an d  E l ect r o n i c E n g i n eer i n g   D ep ar t m e n t   U ni ve r s i t y o f  K e r b a l a ,  C o l l a g e  o f  E ngi ne e r i ng   F r ai h a C a m p u s ,  K ar b al a,   5600 1 Ira q     E m a il:  a li. a lta h ir @ u o k e r b a la . e d u . iq       1.   I NT RO D UCT I O N   N o w a d a ys ,  t he r e  a r e  s o m e  l i m i t a t i o ns  i n e xt e nd i n g t he  p o w e r  s ys t e m s '  t r a ns m i s s i o n a n d  ge ne r a t i o n   g r i d  t o  ad v an ce  s u ch   s y s t e m s .   S o ,  t h e o p t i m i zat i o n  u s i n g   t h e a v ai l ab l e cap aci t y  i n  t h g r i d  h a s  b een   in e v ita b le .   T h e  f le x ib le  A C   tr a n s m i s s io n  s y s te m s   (F A C T S )   a s  a n e w   g e n er at i o n  o f  p o w er  el ect r o n i c s   t e c h n ol o gy  h a d pr ov i de d a   u ni qu e  vi e w poi n t   t o r a i s e  t h e  be a r i n g s i z e ,  be t t e r  c o n t r ol  of  t he  g r i d,  a n s a v i ng  co s t s  a n d  en er g y .  F A C T S   w i t h  t h e p er m a n en t  ap p l i cat i o n  i n  t h m ar k e t  ch a n g e i n t o  t h e o p t i m i zed  p o w er  g r i d   a n d opt i m a l  po w e r  f l o w ,  c on c e r t e dl y  [ 1] ,  [ 2] .   T h e   u n if ie d  p o w e r  f lo w  c o n tr o lle r s   ( U P FC )   c ou l d c om m a n d a act i v e p o w er  as   w el l  a s  co m p en s at e  a r eact i v e p o w er  co m p o n en t .   R ed u ci n g  t h e co s t s  o f  e l ect r i cal  g e n er at i o n   an d  d ecr eas i n g  i t s  l o s s es   i n   t h g r i d  i s  o n o f t h e  b e n e fi t s  o f U P F C  [3 ].  U P F C  i s  o n e  o f t h e  F A C T S   ge ne r a t i o ns .  I t  i s   ve r y   f l e xi b l e ,  a nd  i t  c o m m a nd s   t he  p o w e r  c o m p o ne nt s  i n t he  p o w e r  s ys t e m .  I t  c a n d o  a l l   co m p e n s at i o n s   w h er ev er  i t   i s   n eed ed .  U P F C  i s  a g r o u p i n g   o f   s t a t i c   s ync hr o no us  c o m p e n s a t o r   ( S T A T C OM )   a nd   s t at i c s y n c h r o n o u s   s er i es  co m p e n s at o r   ( SS SC )   t h at   w er e l i n k ed  b y  a d i r ect  cu r r en t  v o l t ag e.  T h i s  d ev i c e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t  J  E l e c  &  C o m p  E n g     I S S N :  2088 - 8708       A n opt i m al  al l oc at i on  of  U P F C  and t r ans i e nt  s t abi l i t y  i m pr ov e m e nt  of  a   ( A l i  A bdul  R az z aq A l t ahi r )   4699   c o ul d  c o nt r o l   va r i o us  u s e  p a r a m e t e r s  o f  t he  p o w e r   gr i d  s y nc hr o no us l y.  T he s e  p a r a m e t e r s  u s ua l l y i nc l ud e  a   l i n e b u s   v o l t ag e,  i m p ed an ce,  a n d  p h as e a n g le .  C o n tr o llin g  a   p o w e r  s y s te m  is  v e r y  c o m p lic a te d  b e c a u s e  it  h a s   a p o w er  l i n e i m p ed an ce o f  t h e t r an s m i t t ed ,   r e c e i v e v ol t a g e  do m a i n  a n t he  p h a s e  o f  t hi s   vol t a ge .  T r a ns m i s s i o s y s t e m s   w er e d e s i g n ed   w i t h  s er i e s  o r   p ar a l l el  r e ac t i v e   co m p e n s a t o r s  o r  co m p e n s at o r s   ac co m p a n i ed  b y   e l e c t r o m a gne t i c  s w i t c he s   w i t h   vol t a ge  r e gul a t o r s  a n d p ha s e   s hi f t  t r a ns f or m e r s  t o a dj us t   t he  l i n e   i m p ed a n ce,  r ed u ce   p o t e nt i a l  d e vi a t i o n a nd  r e g ul a t e  t he  p o w e r   gr i d .  P o w e r  s ys t e m s   w e r e  d e s i g ne d  c o nc e r ni n g t he  e xt e ns i ve   s t ab l e r an g e t o  r e t ur f r o m  une xp e c t e d   w o r k c o nd i t i o n  s uc h a s  p h ys i c a l  e r r o r  a nd ge ne r a t o r  o r  l i ne   d i s co n n ect ed  [ 4 ] .   T h e s m al l   w a y  h a s   m a n y  c o m p le x i tie s  a n d  c o s tl y  e s ta b lis h m e n t s .  I t is  b a s e d  o n  t h e  d ir e c t r e la tio n   b e t w e e n d i s t r i b ut i o ge ne r a t i o n i n  t he   m ic r o g r id s   a nd  t he   m a i gr i d s .  U s i n g t he  r e m o t e   m e t ho d  r e q ui r e s   h av i n g  a g o o d  an d  s af e co m m u n i cat i o n  s y s t e m .  T h e l o cal   w a y   h as  t w o  act i v e an d  i n act i v m o d es .  T h i s   m et h o d  i s  act i v m o d e b ecau s e i t  r eco g n i ze s  t h e i s l a n d i n g   m o d e b y  i n t en t i o n al l y  cr eat i n g  a  s y s t e m   d i s t u r b an ce ac co r d i n g  t o  s y s t e m  r eact i o n .  T h e co n s t a n t  t r o u b l e i n  t h e s y s t e m  i s  co n s i d er ed  as  t h m ai n   d i s ad v an t a g e o f  t h i s   m e t h o d .  T h e i n act i v m o d e i s  b as ed  o n   m ea s u r e m e n t .  I t   m ea s u r e s  t h e l o cal  p ar a m et er s   s u c h  a s  v ol t a g e ,   f r e qu e n c y ,  t ot a l  h a r m oni c  di s t or t i on ,  pow e r  f r eq u en c y  d ev i at i o n  r at e ,  an d  p o w er  s i g n al   d ev i at i o n  r at e.  T h es e v al u es   s h o u l d  b e co m p ar ed  t o  i d en t i f y  t h e i s l a n d i n g   m o d e t h r es h o l d  [ 5 ] .   O n e o f  t h g r i d ' s  es s e n t i al   v o l t ag e co n t r o l l er s  i s  a t ap  c h an g e r  t r an s f o r m er  t h at  ca n  b e co n v er t ed  i n t o   a n  a u to m a tic  p o t e n tia l c o n tr o lle r .  T h y r is to r s  a r e  u s e d  f o r  t h i s  p u r p o s e .  D - U P F C  is  s t r u c tu r a l ly  d if f e r e n t   f r o m   U P F C .  I t s  co m p o n e n t s  co n t a i n  a p ar al l el  t r an s f o r m er  t h at  s u p p l i es  t h e i n p u t  cu r r en t  a n d  a s er i es  t r an s f o r m er   th a t i n j e c ts  th e  c h o p p e r  c ir c u it' s  o u tp u v o lta g e  i n t o  t he  s c he m e .   D - U P F C  c ou l d c ont r ol  t h e   v ol t a g e  dr op  pr ov i de d by  a   s ho r t   ci r cu i t  o r  s u b s t a n t i al  p o w er  co n n ect i o n  t o  t h e g r i d .  U P F C  can  b e i n s t al l ed  at  t h e b ack  o f  a   p o w er  t r an s f o r m er  o r  an y w h er e el s e i n  t h e g r i d  [ 6 ] .     T he   r es ear ch   p r es en t ed   i n   [ 7 ]  ex a m i n ed   t h e U P F C  ap p l i cat i o n  as   a l i m i t er  o f   er r o r   cu r r en t .   T h e y   a d d e d  th e  c o n tr o l f u n c tio n  t o  U P F C  a t th e   t i me   o f t h e   e rro r .  I t  co n t r o l s  t h e r eal  an d  i m a g i n ar y  p o w er   m o ve m e nt  o ve r   t he  l i ne  i n t he   r eg u l ar   o p er at i o n  o f  t h g r i d .   T h ey  ar e al s o   u s ed  a s  t h e l i m i t er  o f  er r o r  f l o w  i n   a t i m e o f  t h s ho r t   ci r cu i t .   R es ear ch  i n  [ 8 ]  i n v e s t i g at es  t h e ex cel l e n t  p er f o r m a n ce o f   f u zz y  co n t r o l l er s  i n   m in im i z in g   t he   f l uc t ua t i o ns .   A f t e r  o p t i m i z i ng   t he   f uz z c o nt r o l l e r s   d e s i g ne d   b y   f uz z y c - m ean s ,  cl u s t er i n g   o s ci l l at i o n s   w er h i g h l y  r ed u ced   f o l l o w i n g  s i m i l ar   d i s t u r b an ces .  T h e r es ear ch  ex a m i n e d   t h co n t r o l  o f   t h e   tr a n s m is s io n  li n e  p o w e r s   w it h   th e   title   o f  c o nt r o l  a na l ys i s  o f  t r a ns m i s s i o n l i ne  p o w e r  b y  U P F C  [ 9 ] .   A no t he r  s t ud w a s   c o nd uc t e d   us i n g a   ne w   m e t ho d  t o  c o nt r o l  D - U P F C   w i t h o u t  de l a y  i n pow e r   g r i ds .   T h e   m os t   be n e f i t s  of   t h i s   m e t h od  ar e   r e d u c in g   t h e   ti m e   d e la y   a s   m u c h   a s   p o s s ib le   a n d   o m i tti n g   d is to r tio n   f r o m  t h e  c o m pe n s a t e v ol t a g e  [ 10] .  A  s t u d y   w a s  pr e s e n t e d i n  [ 11]  t o e x a m i ne  t he  a ng l e  a nd  va l ue  o f  o ut p u t   t er m i n al   v o l t ag e o f  s o m g e n er at o r s ,   w h i c h  ar e co n s i d er ed  as  t h m ai n  p ar a m e t er s  o f   t h e p o w er   s y s t e m s   s ta b ilit y ,  i n d ic a te   th a h o w   m u c h   t h e   tr a n s ie n s ta b il it y   o f   t h e   g r id   is   o p ti m iz e d   a f te r   r e m o v i n g   e r r o r s   w i th   c on s i de r i ng   U P F C  p r es en ce  a n d   w i t h o u t  U P F C  p r es e n ce.   R es ear ch  t o  i m p r o v v o l t a g e s t ab i l i t y  b y  U P F C  b a ppl y i ng  t h e  a l g or i t hm  o f  c o n t i n u o u s  po w e r   f l o w   w a s  pe r f or m e d.  S i m ul a t i on' s   f i n di ngs   w i l l  i n c r e a s e  t h e   p o w e r  s ys t e m s  s t a b i l i t y  i us i ng U P F C  [ 1 2 ] ,   [ 13] .   I n  2016,  r e s ear ch  i n  [ 1 4 ]  w a s  p er f o r m ed  t o  ex a m i n e a s p ec i f i w a y .  T h e o p t i m i zat i o n  o f  t h e s o l ar   en er g y  l o cat i o n  i s  p er f o r m ed   b as ed  o n  a  gr i d   w i t h  a s i m i l ar  cab l e cr o s s - s ec t i o n .  H o w e v er ,   w e i n v es t i g at e t h e   t ech n i cal  an d  eco n o m i c ef f e ct s  o f  t h e cab l e cr o s s - s e c t i on ,  ope r a t i o n ho ur s  a nd  p o w e r  p e r i od s  a nd  t he   o p p or t uni t y o f   us i ng  s e ve r a l  s o l a r  p a ne l s   w i t m u l t i  p a r t e d  gr i d s .  T he  s o ur c e  p o i nt ,   w hi c h c o r r e s p o nd s  t o  t he   m i n i m um   t ot a l   f i n a n c e ,  i s  c ons i de r e d a n  opt i m i z e l oa d di s t r i bu t i on .  I t  c a n  be   n a m e d opt i m i z e d ( O V C ) .  T h e   r es ear ch   w as  p er f o r m ed  i n  [ 1 5 ]  p r es en t s  an  ad v a n ced  el e m en t  o f   F A C T S  n a m ed  d i s t r i b u t ed  p o w er   f l o w   r eg u l at o r   w as  ad ap t ed   w i t h  U P F C  co n cep t i o n .  D F P C  co u l d  b e t r eat ed  as  a  U P F C   w i t h  a n  ab s en t  D C  b u s .   A   s ig n i f ic a n t n u m b e r   o f  s e r ie s   co n v er t er s   cr eat r e dun da n c y   t ha t   i n cr eas es   s y s te m   s ta b ili t y .  D - F A CT S  a r e   f l oa t i n g t o t h e   g r oun d,  a n no s e pa r a t i on   w i t h hug e   v ol t a g e  a m ong  p h a s e s  i s   n ot  r e qu i r e d.  T h e  M A T L A B   en v i r o n m e n t  e x a m i n es  t h f u n ct i o n  o f  D P F C .   A n o t h er  r es ear ch  p er f o r m ed  i n  [ 1 6 ]  t h at  t h e el ect r i f i cat i o n   t o   ru ra l  a r e a s  i s  p o s s i b l e  b y  r e d uc i n g t he  t r a ns m i s s i o n d r o p.  T he  a ut ho r s  i n [ 1 6 ]  s ug ge s t e d  t he  c o m b i ni n g   F A C T S  c o n tr o lle r   w it h  t h e   tr a n s m is s io n   s y s t e m .  I t  ca n   es t i m at e t h e p er f o r m a n ce a n d  f u n ct i o n  o f   t h e   t r a ns m i s s i o gr i d .  T he  d yna m i c  p e r f o r m a nc e  o f  t he  p o w e r  gr id  c o u ld  b e  in v e s ti g a te d   w it h  a n d   w ith o u t U P F C .     T h o p t i m al   al l o cat i o n   o f   U P F C   f o r   t r an s m i s s i o n   n et w o r k   an d   en h an ci n g   t h el ect r i cal   n et w o r k ' s   d y n a m i c   p er f o r m a n ce  h ad  b een  d i s cu s s ed   us i n ge ne t i c  a l go r i t h m  i n [ 1 7 ] ,   [ 18] .     T he  s t ud y' s  no ve l t y  r e s i d e s  i n p r e s e n tin g  a   m o d if ie d  p a r tic le  s w a r m  o p ti m iz a tio n  a l g o r ith m   w it h  th e   N . R   m e t h od f or  opt i m a l  a l l oc a t i on  of  un i f i e d po w e r   f l o w  c on t r ol l e r  i n  a n  e l e c t r i c a l   n e t w or k  a ppl i e d on  I E E E   3 0  b u s es  as  a cas e s t u d y .   T hi s  s t ud y   f o c u s e d  o n t he   f u nc t i o ns  a nd  b e ne f i t s  o f  U P F C   f or  t h e  po w e r  s y s t e m ,  t he   c or r e s pon di n g  e f f e c t s  o n  t r a n s i e n t   s t a bi l i t y .  M A T L A B   n um e r i c a l  s i m ul a t i on R 2019b h a s   be e n  pe r f or m e d o IE E E  3 0  b u s e s .   T h e r es t  o f  t h i s  s t u d y   i s  p r ep ar ed  as :  t h e r e s ear ch   m et h o d  f o r  m o d el l i n g  o f   U P F C   w a s  d es cr i b ed  i n   s e c tio n  2 .   S e c tio n  3  c o n tr o ls  te r m i n a l v o lta g e ,  U P F C  c o m p e n s a tio n  c o n tr o l,  p h a s e  s h i f t c o n tr o l,   m u lt i - Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SSN :   20 88 - 8708   In t  J  E l e c  &  C o m p  E n g ,   V o l.   11 , N o 6 D ecem b er  2 0 2 1   :   4 698   -   47 07   4700   f u n c tio n  c o n tr o l,   a nd   c ont r ol  of  t h e  po w e r   f l o w  i n  o v e r l oa de d l i n e s .  T h e  pr oc e s s   f or  a dopt i n g U P F C  h a s  be e c la r if ie d  in  s e c tio n  4 .   N e wt o n - Ra p h s o n   p o w e r  f lo w  r e s u lts   h ad  b een  d i s cu s s ed  i n  p ar t  5 .   Re s u l t s a n d   di s c u s s i on  pr e pa r e d i n   s e c tio n   6 .  F i n al l y ,  d ed i cat i o n s  ar e s h o w n  i n   s e c tio n   7       2.   R ES EA R C H  M ETH O D     T h e  p r in c ip le   o f  U P F C  i s   w o r ki n g i n t he  e x i s t e nc e  o f  V S C   on  bot h  e n ds  [ 19] .   T h e  U P F C  c a n  l i m i t   th e   m o m e n t a n d  th e  d ir e c tio n  o f  p o w e r  f lo w  i n  t h e  g r id  b y  t h e  r e la tio n  o u tp u v o lta g e  o f   V S C  a s   m a g n it u d e   an d  p h as e  an g l     w i t h A C  vo l t a ge   s up p l 0 ,   a s  gi ve n i n ( 1 ) .   S o ,  t h e ca s e o f  i m ag i n ar y  p o w er   ca al s o  b e ad j u s t ed  b y  cal i b r at i n g  V C R  r el at i o n  co n cer n i n g  t o       a s  s ho w n i n ( 2 ) ,   w h er e i t  can  b e g en er at ed   r eact i v e p o w er   w h e n     >   an d  i t  can  b e co n s u m ed   w h en    <   [ 20] .     =        (1 )       =     2        (2 )     F r o m  t h e s c h e m at i c d i ag r a m   o f  t h e u n i f i ed  p o w er  f l o w  co n t r o l l er  i n  F i g u r e 1 ,  o n e can   n o t i ce t w o   V S C  l ab el l ed  s er i es ,  an d  p ar a l l el  co n v er t er   h as   f u n ct i o n ed   w i t h  a d i r ect  c u r r en t  b u s .  T h e  D C - bus  e n e r gy  i s   t r a n s f or m e d t o A C  a n d l i n k e d t o  t he  t r a ns m i s s i o n l i ne  t hr o ug h a  s h u nt -   t r an s f o r m er .  I n  f act ,  t h e p ar al l el   co n v er t er  can   w o r k  as  t h e s y n ch r o n o u s  co n d en s er  t o  g en er a t e i m a g i n ar y  p o w er  t o  t h A C  n et w o r k .   S t ud yi n g   m at h e m a t i cal   m o d el  r eq u i r es  ex a m i n i n g  t h e r el at i o n  b et w ee n  t h e el ect r i c s y s t e m  a nd U P F C  i n  n or m a l   c o n d itio n .  F i g u r e s  1  a n d  2  d e m o n s tr a te  a  li n e a r  tr a n s m i s s io n  d ia g r a m   w i th  r e s is ta n c e   ,   i nd uc t a nc e   ,   U P F C ,  a v o l t ag s o u r ce o f     t h e t r an s m i t t er  en d  a n d  a v o l t ag e s o u r ce o f     t h e r ecei v er  i s  i n d i cat ed  i n   [2 1 ] .               F i g u r e 1 .  T h e p o w er  ci r cu i t  o f  U P F C   F i gu r e  2.  M ode l l i n g  of  a  U P F C       3.   C O N TR O L O B J EC TIV ES   T h e p r i m ar y  p u r p o s e o f  t h i s  p ap er  t o  ach i ev e t h f o l l o w i n g   m ai n  f u n ct i o n s  g i v e n  b el o w :   CO 1 C o n tr o lli n g  U P F C  te r m in a v o lta g e I t c a n   c o n tr o t h e  v o lta g e   w it h   m i n i m a l s te p s  lik e  ta p   c h a n g i n g   t r an s f o r m er s .      CO 2 :   M ul t i - f unc t i o n c o m m a nd  o f  U P F C :  I t  c a n c o nt r o l  t he  c r o s s i n g p o w e r   w i t h  s e ve r a l   m e t ho d s   c on c u r r e n t l y .  C o m pe ns a t i on  i s  pe r f or m e w i t h  t e r m i n al  v o l t ag e co n t r o l ,  s er i es  co m p en s at i o n  o f  t h e l i n e,   a nd  a d j us t i n g t he  p ha s e  s hi f t  a ngl e .     CO 3 : O p ti m iz i n g  p o w e r  f lo w  i n  th e  e le c tr ic a l p o w e r  s y s te m .   I t  s ho ul d  a na l y z e  t he  U P F C  e q ui va l e nt  c i r c ui t  a nd  s p e c i f m o s t  o f  t he   r el at ed  eq u at i o n s   [2 2 ].   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t  J  E l e c  &  C o m p  E n g     I S S N :  2088 - 8708       A n opt i m al  al l oc at i on  of  U P F C  and t r ans i e nt  s t abi l i t y  i m pr ov e m e nt  of  a   ( A l i  A bdul  R az z aq A l t ahi r )   4701   3. 1.   V ol t age   le v e l m a in t a in i n g   T h e  f o llo w i n g  e q u a tio n s  ill u s t r a te  v o lta g e  le v e m a in te n a n c e :       =     ( +    )   ( 3)       =     (     +          )     (4 )     {     +     } =   0   (5 )     T h e t r an s f er  ad m i t t an ce  m at r i x  co u l d  b w r itte n  a s   i n ( 6 ) :     = ( + )       0     (6 )     T h e eq u at i o n  o f  act i v e a n d  r eact i v e p o w er  i n  s e n d i n g  an d  r ec ei v i n g  b u s es  ( , ) a re ;  [2 3 ] A t  b us   k :     = 2 + [ ( ) +  ( ) ] + [ ( ) +  ( ) ] + [ ( ) +  ( ) ]     (7 )       = 2 + [  ( ) ( ) ] + [  ( ) (   ) ] + [  ( ) + ( ) ]     (8 )     A t  bus  m :     = 2  + [ ( ) +  ( ) ] + [  ( ) +   ( ) ]     ( 9 )       = 2  + [  ( ) ( ) ] + [   ( )  ( ) ]     ( 10 )     3 .2   P o w er  f lo w  in  o v e r lo a d in g  lin e s   T o  d i m i n i s h  t h e t o t al  p o w er  i n  l i n es ,   i t   w a s  r eco m m e n d ed  t o  co m p u t e t h e act u al  a n d  r eac t i v e p o w er   p e r  lin e  a s  in   ( 11) - (1 2 [ 24 ] .     = = 1   +    ( 11)     = = 1    +     ( 12)     3. 3 .     R e al  an d  i m agi n ar y p ow e r  l os s e s   B y  s el ect i n g  t h e ap p r o p r i at e v ar i ab l e f r o m  t h U P F C  t h at   w i l l  b e i n s er t ed  i n  t h g r i d ,  i t  ca n   a tta in  t h e   t ar g et s   t h at   w i l l   m i n i m i ze t h e  r eal  an d  i m a g i n ar y   l o s s es .   T he   t o t al  ac t u al  an d   i m a g i n ar y  p o w er  l o s s  ca n  b co m p u t ed  as   i n  ( 13) - (1 4 [2 5 ] ;     P L = i N L i = 1 [   V k 2 + V m 2 2 V k   V m c os ( δ k δ m ) ]   ( 13)     Q L = B i N L i = 1 [   V k 2 + V m 2 2 V k   V m s in ( δ k δ m ) ]   ( 14)     3. 4.     C o ns t r uc t i o o m o d if ie d  p a r t ic le  s w a r m  o p t i m iz a t io n     E ach   b i r d ' s   f l y i n g   n o r m al i zes   i t s   p o s i t i o n ,   g i v i n g   s p eci f i ex p er i m e n t ,   cr eat i n g   t h b e s t   l o cat i o n   don e  by  i t s e l f  a n d i t s  n e i ghbou r i n g  bi r ds  [ 26 ] ,   [ 2 7] .  A c c o r d i ng t o  t he  f und a m e n t a l s   o p a r tic le  s w a r m   o p ti m i z a tio n   ( P SO ) ,   o n o f   i t s   ap p l i c at i o n s   u s ed   f o r   o p t i m a l   al l o cat i o n   o f   U P F C   co n d u ct i n g   w i t h   t h e l ec t r i cal   po w e r   s y s t e m .  T h i s   a l g or i t hm   b a s e d  o n  b i r d s   g e t s  a bo ut  r o un m ul t i di m e ns i o n a l   s pa c e  e x p e c t i ng   a n  op t i m a l  r e s u l t .   I n  fa c t ,  t h er e ar e t w o  s i g n i f i c an t  b es t  r e s u l t s .  T he  f i r s t  o ne  s o - cal l ed  p er s o n al  b es t ,  an d   t h e s eco n d  o n e s o - cal l ed  g l o b al  b es t  [ 2 8 ] .   T h r ee   s t ep s  u s ed  t o  cal cu l at e t h e o b j ect i v f u n ct i o n  ar e s u m m ar i ze d  as :     St e p  1   :  P r e s e n t  pos i t i on  a n d s pe e d.   St e p  2   :  D i s t a n ce b et w ee n  t h e p r es en t  l o cat i o n  an d  p er s o n a l b e s t.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SSN :   20 88 - 8708   In t  J  E l e c  &  C o m p  E n g ,   V o l.   11 , N o 6 D ecem b er  2 0 2 1   :   4 698   -   47 07   4702   St e p  3   :  D i s t a n ce b et w ee n  t h e p r es en t  l o cat i o n  an d  t h g l o b al  b es t .   N o w ,  le u s  c o n s id e r  th e  p a r tic le ' s  lo c a tio n ,     an d  s p eed     c ou l d be  m odi f i e d ( 15)  a n d ( 16) .       + 1 = + 1   ˟   +   2   ˟      ( 15)   + 1 = + + 1       ( 16)     W h er 1 , 2   a r e  p o s i t i ve  d e s i gn c o ns t a nt s ,     i n di c a t e s  t o r a n do m   n um be r  bou n de d [ 0, 1] .     is  d e f in e d   as   w i g h t  i n er t i a.  T h e b es t  l o ca t i o n  s cen ar i o ' s   g o al  r es i d es  i n   m i n i m i zi n g  t h e el ect r i ca l s y s te m ' s   g lo b a l r e a l a n d   i m a g i n ar y  p o w er  l o s s es  ( 1 3 ) .   T h e act u al  p o w er  l o s s  i n d ex   w as  g i v en  [ 2 9 ] :      ,  =      ,     , ˟ 1 0 0 %      ( 17)     a l so ,      ,  =    , ,     ,  ˟   1 0 0 %   ( 18)     w h er  , ,     is  th e  a c tu a l p o w e r  lo s s   w i th  U P F C ,    ,    is  th e  a c tu a l p o w e r  lo s s   w it h o u t U P F C ,    , ,     i s  t he  i m a gi na r y  p o w e r  l o s s  w i t h U P F C  a nd    , ,    i s  t he  i m a gi na r y  p o w e r  l o s s   w i t ho u t   U P F C.     T h e  m o d if ie d  p a r tic le  s w a r m   o p tim iz a tio n  a l g o r ith m   f o r  th e  o p tim a l a llo c a tio n  o f  U P F C  d e v ic e  o n   I E E E  3 0 b us e s  i s   gi ve n i n t he   f o l l o w i n g s t e p s :   S t e p 1    : S ta r t th e   m o d i f ie d   P S O  a l g or i t hm  a n d r e a d bu s  da t a ,  lin e   d a t a an d  t o l er an ce t h r o u g h  N . R .   St e p  2   :   R u n  t h e  p r o g r a m  to  g e n e r a te  a n  in i tia l p o p u la tio n  o f  p a r tic l e s .   St e p  3   : C o m p u te  a c tu a l p o w e r  lo s s  p e r  p a r tic le   St e p  4   : S e t th e  c u r r e n .   St e p  5   : S e t th e   g lo b a l b e s t c u r r e n  .   St e p  6   :  B r i ng up - t o - d at e t h e v el o ci t y  an d  p o s i t i o n  o f  each  p ar t i cl e.   St e p  7   :  I f   =          an d  t h e t i m e co m p l et e,  s t o p  m o d i f i ed  P S O  r u n n i n g  a n d   w r i t e t h e b es t   s o lu tio n ,  e ls e  s e n e w  ite r a tio n ,   = + 1           4.   P RO CE S S  F O R ADO P T I N G  UP F C   I ns e r t i o n U P F C   to  th e  g r id  tr e a te d  th e   m o s t d if f ic u ltie s  t h a t a r e  e x p o s e d  to  th e  e le c tr ic a l n e t w o r k .  I t   w i l l  b at t ai n ed   b y  s el ect i n g   t h b es t   co n s t r ai n t s  o f   t h e U P F C ,   w h i c h   can   m i n i m i ze t h e o v er l o ad   l i n an d   m ak e t h v o l t ag w i t h i n  t h e p er m i s s i b l e r an g e [ 3 0 ] T h e  f o llo w i n g  p r o ced u r e i s  s u m m ar i z ed  i n :   a.   C on s i de r i n g   M A T L A B  pr og r a m m i ng   R 2019b  t de s c r i be   t h e  l i n e s  a n d bu s e s  da t a   of  I E E E - 30  bu s e s   a l s o  t he  U P F C  c o n s t r a i nt  a nd   s o l ve  t he  s ys t e m  i n N e w t o R a p hs o n t e c hn i q ue .   b.   A p p lie d  U P F C  d e v ic e  i n  p a r tic le  s w a r m  o p ti m iz a tio n   to  r e s t r ic t th e  o v e r lo a d e d  lin e s .   c.   A s s u m e t h e s y s t e m  e n f o r ced  a r i s e i n  el ect r i cal  l o ad  ( 7 % ,  1 4 % ,  2 1 % ) .     d.   E le c tin g  th e  a p p r o p r ia te  c o n s tr a in ts  o f  U P F C  a n d  o p ti m a l lo c a tio n .   e.   I t  can  r ed u ce t h e o v er l o ad ed  l i n es ,  r eg u l at e r eal  an d  i m ag i n ar y  p o w er  f l o w ,  an d  co n t r o l  t h e  vo l t a ge  i e a c h b us ,  d yna m i c  c o m p o s i t i o n.     f.   O n e  o f  t h e  c r itic a l i s s u e s  in  g r id s  is   th e  is la n d i n g  p h e n o m e n o n .  I s la n d i n g  is  a  c o n d itio n   t h a t a  p a r t o f  a   g r i d  co n t ai n s  a p ar t  o f  t h e l o ad  s ep ar at ed  f r o m  t h e g r i d   w h i l i t  h as  el ect r i ci t y .       5.   N EW TO N - RAP H S O P O W ER  F LO W  R E S U L TS   N e wt o n - R a p h s o n   m e t h o d  is  a  s e q u e n tia l c a lc u la t io n  a d o p tin g  a  p r i m a r y  c o n d itio n  o f  t h e  f ir s t - o rd e e q ua t i o gi ve n b y s e r i e s  e xt e ns i o n.   F i g u r e 3  cl ar i f i es   t h e p o w er  l i n e d i ag r a m  o f  I E E E - 30 bu s e s N - R  us i n b u s  a d m itta n c e   m a tr ix   in  e ith e r  f i r st  o r  se c o n d - o r d e r  h a s  b e e n  e v a lu a t in g  a s  t h e  o p ti m a s o l u tio n   f o r  r e lia b ilit y   e v a lu a tio n IE E E  3 0 - bu s e s   n e t w or k  c ons i s t s  of :   a.   S i x ge ne r a t o r s .   b.   Fo r t y - o ne  T r a ns m i s s i o n l i ne s .   c.   F o u r t ra n s f o r m e rs .   d.   T w o  p ar al l el  cap aci t o r s .   e.   T we n t y - o ne  l o a d s  a nd  t hi r t y b us e s   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t  J  E l e c  &  C o m p  E n g     I S S N :  2088 - 8708       A n opt i m al  al l oc at i on  of  U P F C  and t r ans i e nt  s t abi l i t y  i m pr ov e m e nt  of  a   ( A l i  A bdul  R az z aq A l t ahi r )   4703   T h e  pr e s e n t  r e s e a r c h   h a s   s i m ul a t e d t h e   m e n t i on e d pr oc e s s e s  a dopt i n g M A T L A B  e n v i r o nm e n t  R 2019b  a dopt i n g  I E E E  30 bu s e s  a s  a  c a s e  s t u d y  a n p er f o r m a n ce e v al u at i o n   o b t a i ne d  t hr o ug h a na l ys e s ,  s i m u l a t i o n o r   m e a s ur e m e nt s         F i gu r e  3.   T h e ar r an g e m en t  o f   n et w o r k   cas e s t u d y       6.   R ES U LT S   A ND  D I SC U SS I O N   6. 1.     O p t i m al  al l oc at i on  of  U P F C     I n  th i s  s tu d y ,   th e   f ir s c o n tr ib u tio n  i s  s t u d y i n g  t h e   e f f e c t o f  in s e r tin g   U P F C  i n to  th e   tr a n s m i s s io n   s y s t e m ,  co n s i d er i n g  t h n o r m al  s t at e,  i . e. ,  r eal  an d  i m a g i n ar y  e l ect r i cal  l o ad  p o w er .   T h e s eco n d  s t at e t r i es  t o   au g m e n t  t h e t o t al   l o ad  p o w er   i n  t h r ee s t ep s,  a s  l i st e d  i n   T ab l 1.   I n  t h e s e cas e s ,  i t  ca n  b co m p u t ed  t o t al   r eal   a n d  i m a g i n a r y  p o w e r  lo s s e s   f o r  tr a n s m is s io n   s y s te m  ta k in g   in to  c o n s id e r a tio n  i n s e r tio n  a n d   w it h o u t  in s e r tio n   U P F C  a n d  t r y  t o  d i s co v er   h o w  t h e i n s er t i o n  o f  U P F C  co u l d  i n cr eas e  t h e  l o ad ab ilit y  a n d   m i n i m iz e   o v e r lo a d in g  o n  t h e  li n e s   u s i n g  p a r tic le   s w a r m  o p ti m iz a t io n  te c h n iq u e  a s  l is te d  i n   T ab l es   1 a n d 2.   T h e b es t   al l o cat i o n  an d  n u m b er  o f   U P F C   ar e s el ect i n g   t o   s u s t ai n   D C   b u s   v o l t a g w i t h i n  t h e p er m i s s i b l b o u n d ar y ,   f al l i n g  t h e  p o w er  i n  o v er l o ad ed  l i n es  a n d  d ecr eas i n g  t h e t o t a l  l o s s es .   O ne  c a f o c us  o T ab l 2 a n d obs e r v e s   t h e l i n l i n k ed  b et w ee n  b u s es   1  an d   2   m o s v is ib le  to  o v e r lo a d  s ta te   w h e r e  it  s e e m s  in   m o s t c a s e s   w it h   g r o w th   i n  act u a l  an d  r eact i v e p o w er  l o s s es .     T h e d ecr eas e i n  act u al  an d  i m ag i n ar y  l o s s es   w i t h  i n s er t i o n  U P F C  b et w ee n  ( 2 ,  6 )  i s  cl ar i f i ed  i n   F ig u r e s  4  a n d  5 .  U P F C  s ta r ts  to  in s e r t r e a l p o w e r  t o bu s  2  t o r e i m bu r s e  t h e  po w e r  de m a n d i n  po w e r  l i n e s   l i n k ed  b et w ee n  b u s es  1  a n d  2  an d   d ecr eas e f r o m  o v er l o a d i n g  a n d  el ect r i cal  s t r es s e s .   O n t he  o t he r   ha nd s ,   U P F C  d ecr eas es  t h e t o t al  act u al  an d  i m a g i n ar y  p o w er  l o s s  i n d ex  i n   m o s t  cas e s ,  as   i l l u s t r at ed  i n   F i g ur e  6   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SSN :   20 88 - 8708   In t  J  E l e c  &  C o m p  E n g ,   V o l.   11 , N o 6 D ecem b er  2 0 2 1   :   4 698   -   47 07   4704   c om pa r e d t o a n w i t h out  U P F C .   O ne   U P F C  c o ul d   no t  d i m i ni s f r o m  o ve r l o a d i n g i n p o w e r  l i ne s ,   s o  us i n g 2   N U P F C  i n   v a r i ou s  l oc a t i o n s  e n h a n c e d l oa da bi l i t y  a n d r e du c e d pow e r  l os s e s .       T ab l e 1 .   O p tim iz a tio n  r e s u l ts   u s i n g  P S O     C a s es   L oa d i n g ( M W )   To t a l  P o w er  L i n e L o s s es   O ve r l o a d i n g  L i n e s   P  ( M W )   Q ( M Va r )     U su a l  C a se   1 7 7 . 7 7 8   5 . 4 6 4   1 0 . 52 4   B u s ( 1 - 2 )   L o a d   I n c r e a s e d  b y  ( 7 % )   1 9 0 . 2 2 5   5 . 8 4 6   1 1 . 26 1   B u s ( 1 - 2 ),  B u s  (6 - 8 )   L o a d   I n c r e a s e d  b y  ( 1 4 % )   2 0 2 . 6 6 7   6 . 2 2 9   1 1 . 99 7   B u s ( 1 - 2 ) ,  b u s   ( 6 - 8 )  a n d  b u s  ( 2 - 6 )   Lo a d   I n c r e a s e d  b y  ( 2 1 % )   2 1 5 . 1 1 1   6 . 6 1 1   1 2 . 73 4   B u s ( 1 - 2 ) ,  b u s   ( 2 - 6 ),  B u s   (4 - 6 ) ,  a n d   B u s  ( 6 - 8 )       T a b le   2 .  O p tim iz a tio n  r e s u l ts   w it h  a  u n i f ie d  p o w e r   f lo w  c o n tr o lle r   C a s es   N u m b e r o U P FC  a n d   L oc a t i o n   U PF C  Si z e   T o t a l   P o w er  L i n e L o s s es   O ve r l o a d i n g   Li n e s   P  ( M W )   (M V a r)   U su a l  C a se   NUP F C  = 1   B u s  ( 2   -   6 )   V b  =  0 .1 5 5 δ b  =   -   0 . 0 22 ,   V i   =  0 .0 0 4 ,  δ i  =   0 . 0 0 8      X L  =  0 . 0 0 3   3 . 8 3 8   6 . 2 4 8   N o t h i n g   I n c r e a s e d  b y  ( 7 % )   NUP F C = 1   (2 - 6 )   V b  =  0 .0 4 2 3 , δ b   =   -   0 . 0 1 8 3   V i   =  0 .0 δ i  =  0 .0 ,   X L =   0 .0 0 3   2 . 9 1 4   4 . 6 3 2   N o t h i n g   I n c r e a s e d  b y  ( 1 4 % )   NUP F C  =  2   B u s  ( 6   - 7 )   B u s  ( 4   -   3 )   V b 1 =   0 . 0 0 2 8 ,   δ b 1 =   - 0 . 0 03   V i 1 =  0 .0 δ i 1   =   0 .0   V b 2 =   0 . 0 0 8 9 ,   δ b 2   =   -   0 . 0 0 5 7   V i 2  =  0 .0 0 8 9 ,  δ i 2  =  0 .0 1 0 3   X L  = 0 . 0 0 3   3 . 3 1 9   5 . 0 9 8   N o t h i n g   I n c r e a s e d  b y  ( 2 1 % )   NUP F C = 2   B u s  ( 6   -   7 )   B u s  ( 4   -   3 )   V b 1 =   0 . 0 0 1 4 ,       δ b 1 =   - 0 . 0 0 0 4   V i 1  =  0 . 0 0 9 2 ,   δ i 1  =  0 .0 0 1 1   V b 2 =   0 . 0 1 6 2 ,   δ b 2   =   -   0 . 0 1 6 3   V i 2  =  0 .0 0 9 6 ,  δ i 2  =  0 .0 0 1 5   3 . 2 0 2   4 . 9 6 8   N o t h i n g               F i g u r e 4 .  A ct u al  p o w er  l o s s es   b et w ee n  b u s  ( 1 - 2)   F i g u r e 5 .  I m a g i n ar y  p o w er  l o s s es  b et w een  b u s  ( 1 - 2)           F i gu r e  6.   R eal  an d  I m a g i n ar y   p o w er  l o s s  i n d e x  i n  t h e ar ea b et w ee n  b u s  ( 1 - 2)   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t  J  E l e c  &  C o m p  E n g     I S S N :  2088 - 8708       A n opt i m al  al l oc at i on  of  U P F C  and t r ans i e nt  s t abi l i t y  i m pr ov e m e nt  of  a   ( A l i  A bdul  R az z aq A l t ahi r )   4705   6 .2   D y na m i c  r e s po ns e  f o r  t r a ns i e nt  s t a bi l i t y     I f  a t h r ee - p h a s e d i s t u r b a n ce h as  o ccu r r ed ,  a ci r cu i t  b r eak er  an d  a U P F C  u n i t  ar e b l o ck ed  b et w ee n   b us  ( 1 - 2 ) .  T h e g i v en   s o u r ce o f  act i v e p o w er   i s  c h a ng e d t o 6  p .u   at  5  s ec.  U P F C  i s  ap p l i ed  t o  t h e n et w o r k  at     2  s ec.  I t  i s  al s o  en t er ed  at   7 s  t o  co n f i r m  t h e U P F C  p er f o r m an ce a n d  ach i ev e a n  accu r at e an d  i m ag i n ar y   p o we r - s ee k i n g  el ect r i cal  n et w o r k .  T h e s i m u l a t i o n  r e s u l t s   s h o w ed  t h at  U P F C  i s  cl ear ed   f r o m   (0 - 2)  s ,  a n d i t   w i l l  b e co m i n g  i n t o  t h e s y s t e m  a f t er  t h e s eco n d  2 .  A f t er  t h e s eco n d  2 ,  t h e U P F C  i s  l o cat ed  at  t h e ci r cu i t ,  t h e   v o l t ag e   w i l l  b e ap p r o ach ed  t o  i t s  r e f er en ce  v al u es ,  a n d  i t   w i l l  k eep  t h s t ab i l i t y  a f t er  ap p l y i n g  t h e  d i s t u r b an ce.   T he   d i s t ur b a n ce an d  i s l an d i n g   m o d ef f ect  ca n   al s o  b o b s er v ed   i n   t h n e t w o r k ' s   p o t en t i al   p r o f i l e i n   t i m e   i n t er v a l  [ 7 ] ,   [ 1 2 ]  s ec. ,   r es p ect i v el y .  T h e p o w er  f l o w   w i l l  ap p r o ach  i t s  r ef er en ce v al u e a n d   w i l l  k eep  s t ab i l i t y   af t er  ap p l y i n g  t h e d i s t u r b an ce .  B ef o r e t h e s eco n d  5 ,  t h e r ef er en ce p o w er   w a s  s i x  p . u ,  b u t  t h e o u t p u t  p o w er   co u l d  n o t  t r ack  t h e r ef er e n ce  p o w er  b ecau s e o f  ap p l y i n g  U P F C  i n  t h e s eco n d  2 .  A t   s ev e n  s ec. ,  t h e ap p l i ed   t hr e e - p h as e d i s t u r b an ce  i s   w el l  r ep u l s ed .  O n e  o f  t h g en er at o r s  i s  o u t  o f  t h e el ect r i cal   n et w o r k,  a nd  a   m a s s i v e   s h oc h a s  be e n  a ppl i e d t o t h e   n e t w or k a t  12   s .  C u r r en t l y ,  a   U P F C   h as  b ee n  ab l t o  cr eat s m o o t h  co n d u ct i o n   an d  s t ab i l i ze t h e el ect r i cal  n et w o r k ,  as   s h o w n  i n   F i g u r e 7 .           ( a)               (b )   ( c)     F i g u r e 7 .  T h e r eal  p o w er  d i ag r a m   d ur i ng i s l a nd i n m o d e ;  ( a )   re a l  p o w e r f o r a l l  s y s t e m ,  (b ) re a l  p o w e f o f a u lt  o ccu r s ,   ( c )  r e a l  pow e r   f or  i s l a n di n g   m ode       4.   CO NCL U S I O N     T h i s  p a p e r p re s e n t s  a  s t u d y  o n  IE E E   -   30 bu s e s  a s  a  c a s e   s t udy ,  ba s e d on c on t r ol l i n g   t h e   f u n c t i on  of   U P F C .  U P F C  u s e s   v o lta g e  r e g u la tio n  a n d  a  p o w e r   f lo w  c o n tr o lle r  to   m a k e  t h e  p o w e r  s y s te m  e f f ic ie n t  a n d   r el i ab l e.  T h e cas e s t u d y  r es u l t s  i l l u s t r at e t h at  t h num be r  o f   U P F C  i n c r e a s e w i t h l oa d i n c r e a s e d b y  ( 14%  a n d   2 1 % ) .  O ne  U P F C  c o ul d  no t  d i m i ni s f r o m  o ve r l o a d i ng   i n p o w e r  l i ne s ,  s o   us i n g 2   N U P F C  i va r i o us   l oc a t i on s  e nh a n c e d l oa da bi l i t y a n d r e du c e d po w e r  l os s e s .  I n   c on c l us i on ,  t h i s  s t u d y   h a s   t w o  c on t r i bu t i o n s .  T he   f ir s t  c o n tr ib u t io n  i s   s p e c if y i n g  a n  o p ti m a l a llo c a tio n  o f  U P F C  i n   th e  e le c tr ic a l p o w e r   n e t w o r k s .  T h e  s e c o n d   c o n tr ib u tio n  is  i m p r o v in g  t h e  tr a n s ie n t  s ta b ili t y  o f  p o w e r   s y s te m s  a d o p tin g  U P F C .   A l a s t ,   w e co n c l u d e t h at   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SSN :   20 88 - 8708   In t  J  E l e c  &  C o m p  E n g ,   V o l.   11 , N o 6 D ecem b er  2 0 2 1   :   4 698   -   47 07   4706   c on d uc t i ng  U P F C   i s  be t t e r   f o r  i m pr o v i n g  tr a n s ie n t s ta b il it y  a n d  c r it ic a l c le a r i n g  t i m e s .  I n  t h e  f u t u r e ,  a  n e w   g e ne r a t i o n  o f   F A C T S  s h o ul d be  a na l y z e d,  d i s c us s e d a n c o m pa r e d t h e  obt a i n e d r e s u l t s   w i t h   t he  c ur r e nt  s t ud y .       ACK NO W L E D G E M E NT S     T he   a ut h or s  w i s h t o   a c kno w l e d ge   a s s i s t a nc e  f r o m  uni v e r s ity  s t a f f   in  a c c o m p lis h in g  th e   c u r r e n t   m a n u s c r ip t.       R EF ER EN C ES   [ 1]   H .  H u s s ei n ,  G .  S al m an ,  M .  H as an ,   " P h as e M eas u r em en t  U n i t s - B as ed  F A C T s  D ev i ces   f o r  t h e   i m pr ov e m e nt  of   pow e r  s y s t e m s  ne t w or k s  c ont r ol l a bi l i t y , "   I nt e r nat i on al  J o ur n al  of  E l e c t r i c al  an d C om put e r  E n gi ne e r i ng  ( IJ E CE ),   v ol .  8,  n o.   2,   pp.  8 88 - 89 9,   20 18 ,   do i :   10. 11 59 1/ i j e c e . v 8i 2 . p p8 88 - 8 99   .   [ 2]   S . S .   R e ddy ,  " O pt i m a l  P l a c e m e nt  of  F A C T S  C ont r ol l e r s  f or  C ong e s t i on M a na g e m e nt  i n t he  D e r e g ul a t e d   P o we r   S ys t e m , "   In t e r nat i on al  J o ur nal   of  E l e c t r i c al  a nd C om p ut e r  E ng i ne e r i ng ( I J E C E ) ,   v ol .  8,   no .  3,   pp.  13 36 - 1 344,   201 8 d oi :   10. 11 59 1 / i j e c e . v8 i 3. pp1 3 36 - 13 44 .   [ 3]   B .  P r i t y ,  an d  S .  A m i t ,   " C o m p ar i s o n  B et w een  S V C  an d  S T A T C O M  F A C T S  D ev i ces   f o r  P o w er  S y s t e m  S t ab i l i t y   E n h an cem en t , "   I nt e r nat i on al   J o u r nal  on E m e r gi n T e c h nol ogi e s ,  vo l .   4,  n o.   2,  pp.   10 1 - 10 9,  20 13   [ 4]   P .  M a jid ,  N . B r ij,  a n d  R .   P a r v iz ,  " A  N o n lin e a r  C o n tr o l M e th o d  f o r  S S S C  to   I m p r o v e  P o w e r  S y s te m   S ta b ility , "   2 0 06  I nt e r nat i o nal  C o nf e r e nc e  on  P ow e r  E l e c t r o ni c ,  D r i v e s  an E ne r gy   S ys t em s ,   20 06 , p p .   1 - 7   doi :   10 . 11 09 / P E D E S . 20 06 . 3 44 230 .   [ 5]   C .  P a p a d im itr io u ,  N .  K le f ta k is ,   a n d  N .  D .  H a tz ia r g y r io u , "   A  N o v e l I s la n d in g  D e te c tio n  M e th o d  f o r  M ic r o g r id s   B as ed  o n  V ar i ab l e I m p ed an ce I n s er t i o n , "   E l ect r i c P o w er  S ys t em s  R es ea r ch ,  vo l .   121,  p p.   58 - 66 ,  20 15   doi :   1 0. 1 01 6/ j . e ps r . 2 01 4. 1 2. 00 4   [ 6]   A .  N .   A l s a m m ak  an d  H .   A .  M oha m m e d,  " A   L i t e r a t ur e  R e v i e w   on t he  U ni f i e d P ow e r  F l ow  C ont r ol l e r  U P F C , "   I nt e r nat i o nal  J our n al   of  C om p ut e r  A ppl i c at i ons ,  vol .   18 2,   no. 12 ,  p p.  2 3 - 29,  20 18 .     [ 7]   M.   T ak es h i t a,  H .  S u g i h ar a,   " E f f e c t  of  F a ul t  C ur r e nt  L i m i t i ng  of   U P F C  f or  P ow e r  F l ow  C ont r ol  i n L oop   T r a ns m i s s i on, "   I E E E / P E S T r ans m i s s i on an d D i s t r i bu t i o n C on f e r e nc e  and E x hi bi t i on ,   v o l.  3 ,  20 02 ,  pp.  2 03 2 - 20 36 doi :   1 0. 1 10 9/ T D C . 20 02. 11 77 77 3 .   [ 8]   A.  M .   D e j a m k hooy ,  M .  B a ne j a d,  N .   T al eb i ,  " F u zzy   L o g i c B as ed  U P F C  C o n t r o l l er  f o r  D am p i n g  L o w - F r eq u en cy   O s c illa tio n s  o f  P o w e r  S y s te m s , "   200 8 I E E E  2 nd I nt e r nat i o nal  P ow e r  and  E ne r gy  C o nf e r e nc e ,  2 008 ,  pp .  85 - 88   doi :   10 . 11 09 / P E C O N . 2 00 8. 47 62 45 0 .     [ 9]   L.   N .  T r ip a th y ,  S .  R .  S am an t ar ay ,  P .  K .  D as h , " A F a s t  T i m e - F r e que nc y  T r a ns f or m - B as ed  D i f f er en t i al  R el a y i n g   S c he m e   f or  U P F C  B a s e d D oub l e - C ir c u it T r a n s m is s io n  L in e , "   I nt e r nat i on al  J our nal  o f  E l e c t r i c al  P ow e r   &  E ne r gy   S y st e ms,   vo l . 7 7,   pp .  4 04 - 41 7,  20 16 ,  d o i 1 0. 1 01 6/ j . i j e pe s . 2 01 5. 1 1. 0 32 .   [ 1 0]   G .  K e nne ,  R .  K ua t e ,  A .  F om bu,  J .  N dong m o,  a nd H .  F ot s i n,  " A  N e w  H y br i d U P F C  C ont r ol l e r  f or   P ow e r  F l ow   C ont r ol  a n V ol t a g e  R e g ul a t i o n B a s e on  R B F  N e ur os l i di n g  M ode  T e c hni que , "   A d va n ces  i n  E l ect r i ca l   E ngi ne e r i ng ,   v ol .  20 17 ,   pp .  1 - 1 1,  201 7 ,  d o i:  10. 11 55/ 20 17 / 78 73 49 1 .   [ 1 1]   V .  G upt a ,   " S t u dy  a nd E f f e c t s  o f   U P F C  a nd i t s  C ont r ol  S y s t e m   f or  P ow e r  F l ow  C ont r ol  a n d V ol t a g e  I nj e c t i on i n a   P o w e r  Sy s t e m ,"   I nt e r nat i on al  J o u r nal   of  E ngi ne e r i ng  Sc i e nc e  a nd   T e c hnol ogy ,   v ol .  2,  no. 7,  pp .   2 55 8 - 2 56 6,  201 0.   [ 1 2]   R .  K al ai v an i ,  an d   V .  K am a r aj ,  " E nha nc e m e nt  of  V ol t a g e  S t a bi l i t y  b y  O pt i m a l   L oc a t i on of  S V C   us i ng  G e ne t i c   A l g o r ith m  a n d  P a r tic le  S w a r m   O p tim iz a tio n , "   A m e r i c an J our n a l  of  E n gi ne e r i ng a nd  A p pl i e S c i e nc e s , v o l . 5   no.  1,  pp .   7 - 77,  2 01 2 doi :   10 . 38 44/ a j e a s s p. 2 01 2. 70. 77 .   [ 1 3]   B .  B a nht ha s i t ,  C .  J a m r oe n,  a nd  S .  D e c ha nu pa pr i t t ha ,  " O pt i m a l  G e ne r a t i on S c he du l i ng  of   P ow e r  S y s t e m   f or   M a x i m u m  R e ne w a bl e  E ne r gy  H a r v e s t i ng  a nd  P ow e r  L os s e s  M i ni m i z a t i on, "   I n te r n a ti o n a l J o u r n a o f Ele c tr ic a l  a n d   C om put e r  E ng i ne e r i ng  ( I J E C E ) ,   v ol .  8,  n o.   4,   pp.  1 95 4 - 1 96 6,  20 18 d oi :   10. 11 59 1/ i j e c e . v 8i 4 . p p1 95 4 - 19 66 .   [ 1 4]   A .  C a r de na s ,  K .  A g bos s ou,  a nd  M .  L .  D o um bi a ,  " I s l a ndi ng  D e t e c t i on M e t ho d f or  M ul t i - I n v e r te r  D is tr ib u te d   G en er at i o n , "   J our nal  of  E l e c t r om ag ne t i c  A nal y s i s   an d A ppl i c at i o ns ,  v o l . 1 , n o . 3 , p p 1 7 0 - 1 80 ,  2 009,     doi :  1 0. 4 23 6/ j e m a a . 2009. 13 02 6 .   [ 1 5]   M .  M .  M a r e i  a nd M .  H .  N a w e r ,  " P ow e r  l os s e s  r e duc t i on of  pow e r  t r a ns m i s s i on ne t w or k  us i ng  opt i m a l  l oc a t i on of   lo w - l ev el  g en er at i o n , "   I nt e r n at i o nal  J our nal  of  E l e c t r i c al  a nd  C o m put e r  E ngi ne e r i ng , v o l .1 0 ,  no .  6,  pp .   5 58 6 - 5 59 1,   D ec.   202 0 ,  doi :   1 0. 11 59 1/ i j e c e . v 10i 6. pp 55 86 - 5 59 1.   [ 1 6]   B . Y . R e d d y , " D e ve l opm e nt   o f   D i s t r i but e d P o w e r  F l o w   C ont r ol l e r  f o r  I m pr o ve d P e r f or m a n c e  o f   t he  P ow e r  S y s t e m   N e t wo r k , "   I ndi an  J ou r nal  of  S c i e n c e  and T e c hno l ogy ,   v ol .  8,  no .  23,  pp .   1 - 5,  2015 do i 10. 1 74 85/ i j s t / 2 01 5/ v 8i 23/ 72 05 1   [ 1 7]   S .  K r i s hna m ur t hy ,  a nd G .  N oudj i e p,  " P e r f or m a nc e   A na l y s i s  a nd I m pr ov e m e nt  of  a  P ow e r  S y s t e m   N e t w or k us i ng  a   U ni f i e d P ow e r  F l ow  C ont r ol l e r , "   201 5 I n t e r nat i on al  C o nf e r e nc e  o n t he  I n dus t r i al   a nd C om m e r c i al  U s e  of  E ne r gy   ( ICU E ) ,   201 5 ,  pp.   3 06  - 3 12 ,  doi :   10. 11 09/ I C U E . 2 01 5. 7 28 02 83   [ 1 8]   A.   G h as s an ,  H .  M o h am m ed ,  N .  A l i ,  " I m pl e m e nt a t i on O pt i m a l  L oc a t i on a nd  S i z i ng  of  U P F C   on I r a qi   P ow e r   S y s t e m   G r i d ( 132 k V )  us i ng  G e ne t i c  A l g or i t hm , "   I nt e r nat i on al  J our n a l  o f  P o w er  E l ect r o n i cs  a n d  D r i ve  S ys t em   ( I J P E D S ) ,   v ol .  9,  n o.   4,  pp.   1 60 7 - 161 5,   20 18 do i :   10 . 1 15 91/ i j pe ds . v 9n4. pp 16 07 - 16 15 .   [ 1 9]   M .  N aj eeb ,  M .  M an s o r ,   H . F e y a d , E  T a h a , G . A b d u l l a h , " A n  O p tim a L F C  in  T w o - A r e a P o w er  S y s t e m s  u s i n g  a  M et a - H e u r is tic  O p tim iz a tio n  A lg o r ith m , "   I nt e r nat i on al  J o ur n al   of  E l e c t r i c al  a nd C om p ut e r  E n gi ne e r i ng ( I J E C E ) ,   vo l .   7,  n o.   6,  pp.   3 17 - 3 25 ,   20 17 do i :   10. 1 15 91 / i j e c e . v7 i 6. pp 32 17 - 3 225 .   [ 2 0]   M .  S ar k ar ,  " E f fe c t  o f U P F C  A l l oc a t i on O n T r a ns m i s s i on S y s t e m   P ow e r   L os s , "   2013 I n t e r nat i on al  C onf e r e nc e  o n   En e r g y  Effic ie n t T e c h n o l o g ie s  f o r  S u s t a in a b ility ,  20 13,   p p.  11 85 - 11 88,   d o i:    1 0. 11 09 / I C E E T S . 20 13 . 65 3 35 55 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t  J  E l e c  &  C o m p  E n g     I S S N :  2088 - 8708       A n opt i m al  al l oc at i on  of  U P F C  and t r ans i e nt  s t abi l i t y  i m pr ov e m e nt  of  a   ( A l i  A bdul  R az z aq A l t ahi r )   4707   [ 2 1]   K .  Ta k k o l u , T . K u m a r , a n d   G P r a s a d , " P ow e r  F l ow  C ont r ol  a nd  V ol t a g e   P r of i l e  I m pr ov e m e nt  U s i ng  U ni f i e P ow e r  F l ow  C ont r ol l e r  ( U P F C )  i n a  G r i d N e t w or k , "  I nt e r na t i ona l  J our na l   of  E l e c t r oni c s  a nd E l e c t r i c a l  E ng i n eer i n g ,   vo l . 4 ,  n o.   6,   pp .  4 82 - 48 7,  20 16 ,   d oi :  10. 18 17 8/ i j e e e . 4. 6. 48 2 - 48 7 .   [ 2 2]   S . K h a n c h i V . K . G a r g " U ni f i e d P ow e r  F l o w  C o n tr o lle r : A   R e v ie w , "   I nt e r nat i o nal  J our nal   of  E ng i ne e r i ng   R e s e ar c h an d A ppl i c at i o ns ,  v o l.   3,  n o.   4,  pp . 1 43 0 - 14 35,  2 01 3.   [ 2 3]   N .  G .  H i ng or a ni  a nd L .  G y ugy i ,   " U nde r s t a ndi ng  F A C T S  C onc e pt s  a nd T e c hnol og y  of  F l e x i bl e  A C  T r a ns m i s s i on   S y st e m s, "   N e w Y o r k : IE E E   P re ss ,  20 00.   [ 2 4]   E . A c h a , R . E s q u i v e l P .    Am b r i z ,  C .  An g e l es ,  " FA C T Mo d e l i n g  a n d S i m ul a t i on i P ow e r  N e t w or k s , J ohn W i l e y   and  S ons   L T D ,  E ng l a nd ,  20 04 .     [ 2 5]   A .   A k t as ,  K .  E r h an ,  S .  O zd e m i r ,  an d  E .  O zd em i r ,  “E x p er i m en t al  I n v es t i g at i o n  o f  a N e w  S m ar t  E n er g y   M an ag e m e n A lg o r ith m   f o r  a  H y b r id   En e r g y  S to r a g e  S y s t e m  in  S m a r t G r id   A p p lic a tio n s ,  E le c tr .   P o w e r  S y s t.  R e s . ,   v ol .   1 44,   n o.  3,  pp. 18 5 9 6,  20 17 .     [ 2 6]   M.   S aad i ,  R .  M ej eed ,   a nd  H .  H am eed ,  " A n al y s i s  o f  D i y al a P o w er  N et w o r k   f o r  t h e  D i s t r i b u t ed  F eed er s  B et w e en   I r a q a nd I r a n:  1 32 k V  B a qu ba - S ar b i l zah ab , "   I n te r n a tio n a l Re v ie w  o f Ele c tr ic a l En g in e e r in g ,  vo l .   14 ,  no.   5,  p p.  3 59 - 370 ,   20 19 ,   d oi :   1 0. 15 86 6/ i r e e . v 14 i 5. 1 71 22 .   [ 2 7]   V . Z . M a n u s o v P V . M a t r e n i n,  a nd N .  K ha s a nz oda ,  " S w a r m   A l g or i t hm s  i n D y na m i c  O pt i m i z a t i on  P r obl e m  of   R e a c t i v e  P ow e r  C o m pe ns a t i on U ni t s  C ont r ol , "   I nt e r nat i o nal  J o ur nal   of  E l e c t r i c al  an d C om p ut e r  E ngi ne e r i n g   ( IJ E CE ),   v ol .  9,   no .  5,  p p.   39 67 - 39 7 4,  20 19 do i :  10. 11 59 1 / i j e c e . v9i 5 . pp 39 67 - 39 74 .   [ 2 8]   A .  N .  H us s a i n,  a nd A .   A .  I s m a i l ,  " O pe r a t i on C os t  R e duc t i o n i n U ni t  C om m i t m e nt  P r o bl e m   us i ng  I m pr ov e Q ua nt um   B in a r y  P S O  A lg o r ith m , "   I nt e r nat i on al  J o ur na l  of   E l e c t r i c al  a nd C om pu t e r  E ng i ne e r i ng  ( I J E C E ) ,   vo l .  1 0,   no.  2,   p p.  11 49 - 11 55 ,  20 20 do i :   10 . 1 15 91/ i j e c e . v 10i 2. pp 11 49 - 11 55 .   [ 2 9]   C .  S ha ng ,  D .  S r i ni v a s a n,  a n d T .   R e i ndl ,  " A n I m pr ov e P a r t i c l e  S w a r m   O pt i m i z a t i on A l g or i t hm  A ppl i e d t o B a t t e r y   S iz in g  f o r  S ta n d - A l one  H y br i P ow e r  S y s t e m s , "   E l ect r i ca l  P o w er  a n d  E n er g y S ys t em s ,  v o l.   8 ,   n o . 4 , p p.  1 04 - 11 7,   201 6 ,  d o i:  10. 10 16/ j . i j e pe s . 20 15. 07. 00 9 .   [ 3 0]   S .  Z a r e ,   M .  R a hm a npoor i ,  a nd  A .   H .  K h azal i ,   " A  N e w   A ct i v e I s l an d i n g  D et ect i o n  M et h o d  o f  D G , "   2 2 nd  I nt e r nat i o nal  C o nf e r e nc e  a nd E x hi bi t i on  on E l e c t r i c i t y  D i s t r i but i on ( C I R E D  201 3) ,   20 13   doi :   10 . 10 49 / c p . 2 01 3. 05 45 .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.