I nte rna t io na l J o urna l o f   E lect rica l a nd   Co m p ute E ng in ee ring   ( I J E CE )   Vo l.   8 ,   No .   2 A p r il   201 8 ,   p p .   7 8 0 ~7 9 2   I SS N:  2 0 8 8 - 8708 DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 / i j ec e . v8 i 2 . p p 7 8 0 - 7 9 2          780       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ia e s co r e . co m/ jo u r n a ls /in d ex . p h p / I JE C E   G ra v itatio na l - Sea rch Algo rith m   for  O p ti m a l  Cont ro llers Desig o Do ubly - fe d Ind uction  G enerato r       Sa her  Alba t ra n 1 M u w a f f a I .   Alo m o us h 2 A h m ed  M .   K o ra n 3   1 De p a rtme n o f   El e c tri c a En g in e e rin g ,   F a c u lt y   o f   En g in e e rin g ,   Jo r d a n   Un iv e rsity   o f   S c ien c e   a n d   T e c h n o l o g y ,   Jo rd a n   2 , 3 De p a rtm e n o f   El e c tri c a P o w e En g in e e rin g ,   Hijj a w F a c u lt y   f o En g in e e rin g   T e c h n o lo g y ,   Ya r m o u k   Un iv e rsity Jo rd a n       Art icle  I nfo     AB ST RAC T     A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Oct  2 2 ,   2 0 1 7   R ev i s ed   Dec   2 5 ,   2 0 1 7   A cc ep ted   J an   7 ,   2 0 1 8     Re c e n tl y ,   th e   G ra v it a ti o n a l - S e a rc h   A lg o rit h m   ( G S A h a s   b e e n   p re se n ted   a a   p ro m isin g   p h y sic s - in sp ired   sto c h a stic  g lo b a o p ti m iza ti o n   tec h n iq u e .   It  tak e s   it d e riv a ti o n   a n d   f e a tu re f ro m   law o f   g r a v it a ti o n .   T h is  p a p e a p p li e t h e   G S to   d e sig n   o p ti m a c o n tro ll e rs  o a   n o n li n e a s y ste m   c o n sistin g   o f   a   d o u b ly - fe d   in d u c ti o n   g e n e ra to r   ( DFIG d riv e n   b y   a   w in d   tu rb i n e .     Bo t h   t h e   a c ti v e   a n d   th e   re a c ti v e   p o w e a r e   c o n tro ll e d   a n d   p ro c e ss e d   th ro u g h   a   b a ck - to - b a c k   c o n v e rter.  T h e   a c ti v e   p o we c o n tro l o o p   c o n sists   o f   tw o   c a sc a d e d   p ro p o rti o n a in teg ra ( P I)  c o n tro ll e rs.  A n o th e P c o n tro l ler  is  u se d   to   se t h e   q - c o m p o n e n t   o f   th e   r o to r   v o lt a g e   b y   c o m p e n sa ti n g   th e   g e n e ra ted   re a c ti v e   p o w e r.   T h e   G S A   is   u se d   to   si m u lt a n e o u sly   tu n e   th e   p a ra m e ters   o th e   th re e   P c o n tr o ll e rs.  A   ti m e - we ig h ted   a b so lu te  e rro ( IT AE is  u se d   i n   th e   o b jec ti v e   f u n c ti o n   to   sta b il ize   th e   sy ste m   a n d   i n c re a se   it d a m p in g   w h e n   su b jec ted   to   d if fe re n d istu r b a n c e s.  S im u latio n   re su lt w il d e m o n stra te  th a t h e   o p ti m a l   G S A - b a se d   c o o rd in a ted   c o n tro ll e rs  c a n   e ff icie n tl y   d a m p   s y ste m   o sc il latio n s   u n d e se v e re   d istu rb a n c e s.  M o re o v e r,   sim u latio n   re su lt w il sh o w   th a th e   d e sig n e d   o p ti m a c o n tro ll e rs  o b tain e d   u si n g   th e   G S A   p e r f o r m   b e tt e th a n   th e   o p ti m a c o n tro l lers   o b tai n e d   u si n g   tw o   c o m m o n l y   u se d   g lo b a o p ti m iza ti o n   tec h n iq u e s,  w h ich   a re   th e   Ge n e ti c   A lg o rit h m   ( GA a n d   P a rti c le  S w a r m   Op ti m iza ti o n   ( P S O).   K ey w o r d :   DFI G   Glo b al  o p tim izat io n   Gr av itatio n al  s ea r ch   al g o r ith m   Op ti m al  co n tr o ller s   W in d   en er g y   Co p y rig h ©   2 0 1 8   In stit u te o 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 rig h ts  re se rv e d .   C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Sah er   A lb atr an ,     Dep ar t m en t o f   E lectr ical  E n g i n ee r in g ,   Facu lt y   o f   E n g i n ee r i n g ,   J o r d an   Un iv er s it y   o f   Scie n ce   a n d   T ec h n o lo g y ,   I r b id   2 2 1 - 1 0 ,   J o r d an .   E m ail: saa lb atr an @ j u s t.e d u . j o       1.   I NT RO D UCT I O N   Gen er ated   elec tr ic  p o w er   f r o m   w i n d   is   g r o w i n g   a an   in cr ea s in g   a n n u al  r ate  w o r ld w id e   in   t h la s t   d ec ad as  its   co s t   h a s   d ec r ea s ed   co n s id er ab l y .   W id esp r ea d   u s o f   w i n d   p o w er   ca n   lar g el y   r ed u ce   p r o d u ctio n   co s ts ,   r ed u ce   ca r b o n   em i s s io n s ,   co n tr ib u te  to   r eso lv i n g   g lo b al  w ar m in g   ca lls ,   a n d   r ed u ce   th d ep en d en c y   o n   f o s s i l f u els [ 1 ] .     W ith   th r ec en d e v elo p m en ts   in   p o w er   elec tr o n ics  tec h n o l o g y ,   DFI d r iv e n   b y   w in d   tu r b in [ 2 ]   ar b ec o m i n g   v er y   p o p u lar   an d   th eir   w o r ld w id m ar k e s h a r is   in cr ea s in g   q u ick l y .     D FIG   h as  b ee n   w id el y   u s ed   in   g r id - co n n ec ted   v ar iab le - s p ee d   co n s ta n t - f r eq u en c y   w i n d   en er g y   co n v er s io n   s y s te m s   ( W E C S)  d u to   th eir   ad v a n ta g eo u s   f ea t u r es  s u c h   as  h i g h er   ef f icie n c y ,   l o w er   co s t,  w id e - r an g o p er atio n s ,   ca p ab ilit y   o f   p r o d u cin g   r ea cti v p o w er ,   b etter   en er g y   ca p t u r e,   s m o o t h er   o p er atio n ,   an d   f le x ib le  co n tr o l.  T h er ef o r e,   w ith   t h e   in cr ea s i n g   u til izatio n   o f   w i n d   p o w er   in   t h in ter co n n ec t ed   p o w er   n et w o r k ,   i m p r o v i n g   D FIG   tr an s ie n t   p er f o r m a n ce   is   b ec o m in g   m o r s ig n i f ican t in   p o w er   s y s te m   o p er atio n s .   T u n in g   t h e   p ar a m eter s   o f   a   class ica P I   co n tr o ller   o f   a   g r id - co n n ec ted   D FIG - b a s ed   W E C i s   co m p lica ted   d u to   th e   h i g h   n o n lin ea r it y   a n d   co m p le x it y   o f   th e   s y s te m .   Op ti m izat io n   tec h n iq u es   ar ap p lied   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       Gra vita tio n a l - S ea r ch   A l g o r ith fo r   Op tima l Co n tr o ller s   De s ig n   o f D o u b ly - fe d   ….   ( S a h er  A lb a tr a n )   781   to   d eter m i n t h o p ti m al  p ar am eter s   o f   cla s s ical  P I   co n tr o ller   to   e n h a n ce   th p er f o r m a n ce   o f   th W E C a s   its   r esp o n s ch a n g ce r tai n l y   w it h   ti m e.   I n   [ 3 ]   an   ad ap tiv f u zz y   g ain   s c h ed u lin g   o f   P I   co n tr o ller   is   p r esen ted .   T h P I   co n tr o ller   p ar am eter s   a r o p tim ized   o n li n u s i n g   an   a d ap tiv m ec h an i s m   b ased   o n   f u zz y   lo g ic.   I n   [ 4 ]   n o n - d o m i n ated   s o r tin g   G A   a lo n g s id d is cr ete  Fo u r ier   tr a n s f o r m   i s   i m p le m e n ted   to   q u an ti f y   t h d a m p i n g   ch ar ac ter is tic s   o f   th r o to r - s i d cu r r en d u to   s y s te m   d i s tu r b an ce .   I n   r ec en t   y ea r s ,   d if f er e n e v o lu t io n   alg o r ith m s   [ 5 ] ,   [ 6 ]   in clu d in g   m ea n   v ar ian ce   o p ti m iza tio n   ( MV O)   alg o r ith m   [ 7 ] ,   GA   [ 8 ] ,   P SO  [ 9 - 1 2 ] ,   b ac ter ia   f o r ag i n g   o p ti m izatio n   ( P FO)   alg o r ith m   [ 1 3 ] ,   h y b r id   ar tif icial   n eu r al  n e t w o r k   [ 1 4 ]   an d   Gb e s g u id ed   ar tif icia l   b ee   co lo n y   al g o r ith m   [ 1 5 ] ,   [ 1 6 ]   ar ap p lied   to   o p tim ize  t h e   p ar am e ter s   o f   th e   P I   co n tr o ller   o f   th e   r o to r   s id co n v er ter   ( R S C )   an d   h e n ce   i m p r o v th d a m p i n g   o f   o s cil l ato r y   m o d es  in   DFI G - b ased   W E C S.  I n   [ 1 7 ]   P SO   is   p r esen ted   to   g en er ate  an   o n - o f f   co n tr o ller   to   en s u r r o b u s tn es s   an d   q u alit y   o f   th en er g y   p r o d u ce d ,   w h er ei n   [ 1 8 ]   n o n lin ea r   r o to r - s id co n tr o ller   is   d esig n ed   b ased   o n   H 2   o p ti m al  co n tr o th eo r y   to   d em o n s tr ate  th e   s y n t h esi s   o f   m ax i m u m   p o w er   p o in tr ac k in g   ( MP PT )   alg o r ith m .   Au th o r s   i n   [ 1 9 ]   p r esen ted   an   o p ti m al   tu n in g   o f   th MP P T   alg o r ith m   an d   t h ac ti v d is t u r b an ce s   r ej ec tio n   co n tr o ller   to   r ed u ce   th i m p ac o f   t h e   ch an g o n   t h ch ar ac ter is tic s   o f   DFI G - b ased   W E C S.  I n   [ 2 0 ] ,   au th o r s   p r esen ted   co m p u t atio n al  in te lli g en ce   co n tr o m et h o d   to   o p tim ize  t h p er f o r m a n ce   o f   t h b ac k - to - b ac k   co n v er ter   an d   to   r eg u l ate  th lo w   v o ltag e   r id e - th r o u g h   ca p ab ilit y   o f   D F I G - b ased   W E C S.  I n   [ 2 1 ] ,   th DFI G - b ased   W E C s m all   s i g n al   s tab ilit y   w a s   an al y ze d   an d   t h eir   i m p ac t s   o n   t h ei g en v al u es   o f   D FIG   in   s i n g le   m ac h i n e   in f i n i te  b u s   s y s te m   w a s   in v e s ti g ated .   I n   [ 2 2 ] ,   th s tat es  o f   DFI ar u s ed   to   o b tain   th o p ti m al  f ee d b ac k   co n tr o w it h   u tili zi n g   t h e   r o to r   cu r r en ts   b esid th r o to r   v o ltag es.  F u zz y   lo g ic  n o n li n e ar   co n tr o ller   an d   p ar ticle  s w ar m   o p ti m izatio n   ar u s ed   i n   [ 2 3 ]   to   h an d le  th n o n li n ea r ities   i n   D FIG   an d   to   o p ti m ize  t h co n tr o ller s   g ain s .   I n   [ 2 4 ] ,   th au th o r s   o p tim ized   th p er f o r m an ce   o f   th g r id   s id in v er ter   ( GSI )   an d   R S C   o f   g r id - co n n ec ted   DF I to   m i n i m ize  th e   tr ac k in g   er r o r   b ased   o n   d is cr ete - ti m P SO  i n v er s o p ti m al  c o n tr o ller .   Dif f er en tia g eo m etr y   t h eo r y   is   u s ed   i n   [ 2 5 ]   to   co n tr o lin ea r ized   DF I G - w i n d   tu r b in m o d el  b ased   o n   lin ea r   q u ad r atic  r eg u lato r .   T o   en h an ce   t h e   DFI d u r in g   an d   af ter   p o w er   s y s te m   tr a n s ie n t s   b y   o p ti m izi n g   t h P I - co n tr o ller s   o f   t h R SC ,   P SO  is   u s ed   in   [ 2 6 ]   an d   GA   i n   [ 2 7 ] .   I n   [ 2 8 ] ,   th tr a n s ie n ts   o f   t h D FIG   ar o p ti m ized   b y   m i n i m izi n g   th e   s u m   s q u ar ed   er r o r   d ev iatio n   o f   t h d lin k   v o ltag an d   th g e n er ato r   s p ee d   d ev iatio n .     GS A   is   o n o f   th r ec e n h e u r is tic  al g o r ith m s ,   w h ic h   h as   b ee n   in tr o d u ce d   as  p h y s ic s - i n s p ir ed   m et h o d   in   2 0 0 9   [ 2 9 ] ,   [ 3 0 ] .   I tak es  d er i v atio n   an d   t h m ai n   ch a r ac ter is tic s   o f   h e u r is tics   f r o m   Ne w to n s   la o f   g r a v itat io n ”;  E v er y   p ar ticle  in   t h u n i v er s e   attr ac ts   e v er y   o t h er   p ar ticle  w it h   f o r ce   th at  is   d ir ec tl y   p r o p o r tio n al  to   th p r o d u ct  o f   th eir   m as s es  an d   i n v er s e l y   p r o p o r tio n al  to   th s q u ar o f   th d is tan ce   b et w ee n   th e m ”  [ 3 1 ] .   T h GSA   u p d ates  g r av i tatio n al  a n d   in er tia  m a s s es  w it h   t h h elp   o f   h ea v y   m as s es  an d   f in d s   t h e   o p tim u m   [ 2 9 - 3 1 ] .   I n   th last   f e w   y ea r s ,   GS A   h as  b ee n   s u cc es s f u ll y   ap p lied   to   s o lv w o r ld   en g in ee r i n g   o p tim izatio n   p r o b le m s   a n d   d em o n s tr ate  h i g h   q u alit y   p er f o r m an ce   i n   s o l v i n g   t h ese  p r o b lem s   [ 3 2 - 3 5 ] .     I n   th i s   p ap er ,   GSA   i s   u s ed   to   d esig n   o p ti m a co n tr o ller s   f o r   i m p r o v i n g   tr a n s ie n r esp o n s o f   a   n o n li n ea r   DFI G - b ased   W E C S .   T h o p tim al   co n tr o ller s   ar t ested   o n   d i f f er e n co m m o n   t y p es  o f   d is t u r b an ce s .   T h r esu lts   ar co m p ar ed   to   th r es u lts   o b tain ed   u s i n g   t h t w o   w el l - r ec o g n ized   g lo b al  o p ti m izatio n   alg o r ith m s ,   w h ich   ar G A   an d   P SO,  to   s h o w   t h ef f ec ti v en e s s   o f   u s i n g   GS A   to   atta in   g lo b al  o p tim al   s o lu tio n   o f   th d es ig n   p r o b lem   u n d er   s t u d y .       2.   M O DE L   O F   T H E   DF I G - B A SE W E CS   Fig u r 1   d ep icts   g r id - co n n e cted   DFI G - b ased   W E C S.  T h s y s te m   s h o w n   in c lu d es  w i n d   tu r b in e,   an   i n d u ctio n   g en er ato r ,   b ac k - to - b ac k   co n v er ter   ( R S C   a n d   GSI )   [ 3 6 ] ,   an d   th u tili t y - g r id .   T h ac /d an d   th e   d c/ac   co n v er s io n s   ar e   u s ed   to   co n tr o th e   b id ir ec tio n al  p o wer   d eliv er ed   f r o m /to   th e   r o to r   cir cu it  a n d   to / f r o m   th g r id ,   r esp ec tiv e l y .   T h d y n a m ic  elec tr ical  a n d   m ec h an ica l e q u atio n s   ar s u m m ar ized   b elo w .   T h in d u ctio n   g e n er ato r   co n s id er ed   in   th i s   p ap er   is   w o u n d   r o to r   in d u ctio n   m ac h in e.   I f   t h e   m ag n etic   b r an ch   is   ass u m ed   lin ea r ,   t h d y n a m ic  m o d eli n g   o f   DFI in   ar b itra r y   r ef er en ce   f r a m ca n   b w r itte n   as  s ee n   f r o m   t h s tato r   s id as f o llo w s :     qs p ds qs i s r qs v                  ( 1 )     ds p qs ds i s r ds v                  ( 2 )     qr p dr r qr i r r qr v ' ' ) ( ' ' '             ( 3 )     dr p qr r dr i r r dr v ' ' ) ( ' ' '             ( 4 )   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.  8 ,   No .   2 A p r il 2 0 1 8   :   7 8 0     7 9 2   782   ) ' ( qr i qs i M qs i ls L qs               ( 5 )           Fig u r 1 .   Gen er al  co n f ig u r atio n   o f   g r id - co n n ec ted   DFI G - b as ed   W E C S       ) ' ( dr i ds i M ds i ls L ds               ( 6 )     ) ' ( ' ' ' qr i qs i M qr i lr L qr               ( 7 )     ) ' ( ' ' ' dr i ds i M dr i lr L dr               ( 8 )     w h er qs v ds v qs i ds i qs   an d   ds   ar th s tato r   v o ltag es,  cu r r en t s ,   an d   f l u x   li n k ag e s   in   q d - r ef er en c e   f r a m e,   r esp ec ti v el y .   ' qr v ' dr v ' qr i , ' dr i , ' qr   an d   ' dr ar th r o to r   v o ltag e s ,   cu r r e n ts ,   a n d   f l u x   li n k a g e s   in   q d   r ef er en ce   f r a m e,   r e s p ec tiv el y .     is   t h ar b itra r y   a n g u lar   s p e ed ,   r   is   t h elec tr ical  a n g u lar   s p ee d   o f   th e   r o to r ,   p   is   th d er iv ati v o p er ato r , s r   is   th s tato r   w in d i n g s   r esi s tan ce ,   r r '   is   th r o to r   w i n d in g s   r esis ta n ce ,   ms L M 2 3 ms L is   th s tato r   m a g n et izin g   i n d u ctan ce ,   ' lr L is   th r o to r   leak a g e   in d u cta n ce ,   an d ls L is   th e   s tato r   leak ag i n d u c tan ce .   I f       in d icate s   n u m b er   o f   p o les,  t h elec tr o m ec h an ica l d ev e lo p ed   to r q u e d T   ca n   b ex p r ess ed   as:     ) ( 2 2 3 ds i qs qs i ds P d T               ( 9 )     T h d y n a m ic s   o f   t h m ec h a n i ca s h a f ca n   b ex p r ess ed   b as ed   o n   th to r q u ap p lied   o n   th s h a f sh T   f r o m   b o th   t h g e n er ato r   en d   an d   th t u r b in en d   as  f o llo w :     dt m d m J m T dt d J T sh T             ( 1 0 )     w h er T   is   th e   ap p lied   m ec h a n ical  to r q u at  th e   t u r b in s i d e,   m T   is   th e   elec tr ical   to r q u s ee n   at  t h e   g en er ato r   s id e, J   an d   m J   ar th i n e r tia  o f   th tu r b in a n d   t h g e n er ato r ,   r esp ec tiv el y ,   an d   an d m   ar th a n g u lar   s p ee d   o f   t h t u r b in an d   t h g en er ato r ,   r esp ec ti v el y .   T h e x is te n ce   o f   th s p ee d   d if f er en ce   o n   t h e   s h a f en d s   an d   th co m p lian c co ef f icie n o f   t h s h a f sh K   ca n   d eter m i n th s h a f t - to r s io n   ( g )   as     i n   ( 1 1 ) :     sh K sh T dt m g               ( 1 1 )   DC L IN K G RID S ID E v dc Z g Z g a r Z g b r c r G E N E RA T O R S ID E D F I G A C   G R ID G E A R B OX a s b s c 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       Gra vita tio n a l - S ea r ch   A l g o r ith fo r   Op tima l Co n tr o ller s   De s ig n   o f D o u b ly - fe d   ….   ( S a h er  A lb a tr a n )   783   As  s h o w n   i n   F ig u r e   2 ,   b o th   t h ac ti v a n d   t h r ea cti v p o w er   ar co n tr o lled   th r o u g h   t h b ac k - to - b ac k   co n v er ter .   T h ac tiv p o w er   co n tr o lo o p ,   w h ich   s ets  t h d - co m p o n e n o f   th r o to r   v o ltag e dr v ' ,   co n s is ts   o f   t w o   ca s ca d ed   P I - co n tr o ller s t h f ir s o n e   is   u s ed   to   r e g u l ate  th e   r o to r   s p ee d   an d   to   s et   t h r e f er en ce   ac tiv e   p o w er   to   th s ec o n d   P I - co n tr o ller   w h ic h   is   u s ed   to   co m p e n s ate  th g e n er ated   ac tiv e   p o w er s P .   An o th er   P I   co n tr o lle r   is   u s ed   to   s et  t h e   q - co m p o n e n t qr v '   b y   co m p e n s at in g   t h g en er ated   r ea cti v p o w er s Q .   T h e   m at h e m a tical  d escr ip tio n   o f   t h P I   c o n tr o ller s   is   g i v e n   b y         Fig u r 2 .   B lo ck   d iag r a m   o f   t h g r id - co n n ec ted   DFI G - b ased   W E C w it h   its   as s o ciate d   co n tr o l s y s te m     t d x iP K t x pP K t dr v S S 0 ) (   ) (   ) ( '             ( 1 2 )     t d g i K t p K t y 0 ) (   ) ( g   ) (             ( 1 3 )     t d w iQ K t pQ K t qr v S S 0 ) (   ) (  w ) ( '             ( 1 4 )     T h co n s tan ts p K i K S pP K S iP K S pQ K S iQ K   ar th p r o p o r ti o n al  g ain s   an d   in te g r al   g ain s   o f   t h P I   co n tr o ller   as  s h o w n   in   Fi g u r e   2 .   E ac h   g ai n   o f   t h e m   is   r esp o n s ib le  f o r   d o in g   s p ec i f ic  tas k   m ad o n   t h in p u d ev ia tio n   s i g n al p r o p o r tio n al  g ain s   ( p K S pP K S pQ K )   ar co n ce r n ed   w i th   s y s te m   s tab ilit y t h i n te g r al  g ai n s   ( i K S iP K S iQ K )   ar u s ed   o f   th s tead y - s tate   er r o r .     I n   o r d er   to   r estrict  th e   lev el  o f   o u tp u o f   t h P I   co n tr o lled   s p ee d   f lu ct u atio n   d u r i n g   tr an s ie n co n d itio n s ,   li m it s   ar i m p o s ed   as  s h o wn   in   Fi g u r 2 .   T h p ar am eter s   o f   t h co n tr o s y s te m   to   b o p ti m all y   tu n ed   ar th s ix   P I   co n tr o ller   co n s ta n t s     ( p K , i K , S pP K , S pQ K , S iQ K ) .   I n   co n tr o s y s te m   a n al y s i s   an d   d esig n ,   p er f o r m an c in d ices  ar u s ed   to   ass ess   s y s te m   b eh a v io r .   T h is   b eh av io r   is   j u d g ed   to   b o p tim al  w h e n   th p er f o r m an ce   in d u ce s   r ea ch   m i n i m u m   v al u es  a n d   all  s y s t e m   co n s tr ain t s   ar s ati s f ied .   I n   th i s   p ap er ,   th in te g r al  o f   th ti m e - w ei g h ted   ab s o lu te  er r o r   ( I TAE )   m ea s u r e   is   u s ed ,   w h ich   i s   g i v e n   as i n   ( 1 5 ) .   θ m ω g ( t) ω m Q s , r e f Mod u l at o r w ( t) K i ( Q s) K p ( Q s) R O T O R S I D E L P F b s R E A C T IV E P OW E R C ON T R OL L P F v s , abc i s , abc v dc G ENERA T OR S I DE A G RI D D FIG a s c s a bc /dq P owe C a lcula ti on v s , dq i s , dq P s Q s S T A T O R S I D E L P F L P F v r , abc i r , abc a bc /dq P owe C a lcula ti on v r , dq i r , dq P r Q r b r a r c r ∫w ( t) dt v' qr K i( ω ) K p( ω ) x ( t) y ( t) K p ( Ps) A C T IV E P OW E R C ON T R OL K i ( Ps) ∫x ( t) dt ω g ( t) dt Q s P s ω m , r e f ω m S PE E D C ON T R OL S pe e Me a sur e me nt L P F d θ /dt v' dr 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.  8 ,   No .   2 A p r il 2 0 1 8   :   7 8 0     7 9 2   784   s t 0 dt t e t I T A E | ) ( |                 ( 1 5 )     w h er s t   is   th s i m u latio n   ti m e,   an d   ) ( t e   is   th er r o r   s ig n al   w h ic h   r ep r esen t h d if f er e n ce   b et w ee n   a   r ef er en ce   v alu a n d   m ea s u r ed   v ar iab le.   T h er r o r   s ig n al  i s   s elec ted   as  t h s p ee d   er r o r   s ig n a l     ( m r e f m t e , ) ( ).   T h o p ti m al  v al u es   o f   co n tr o ller   g ai n s   ar o p ti m al l y   t u n ed   s o l v i n g   t h f o llo w in g   g en er alize d   o p tim izatio n   p r o b le m :     Min i m ize ) , , , , , (   S S S S iP K pP K iQ K pQ K i K p K I T A E   ( 1 6 )   Su b j ec t to       ma x mi n p p K p K K   ma x mi n i i K i K K   ma x mi n S pQ S S pQ K pQ K K   ma x mi n S S S iQ iQ K iQ K K   m a x m i n S pP S S pP K pP K K   ma x mi n S S S iP K iP K iP K       3.   G RAV I T AT I O NAL  SE A R CH   AL G O R I T H M   GS A   is   p h y s ics - i n s p ir ed   o p ti m izat io n   m e th o d   as  it  is   d er iv ed   an d   tak es  d er iv a tio n   an d   th m ai n   f ea t u r es o f   h e u r is tics   f r o m   Ne w to n ' s   la w s   o f   g r a v it y .   I t d ep en d s   o n   t h g r a v it y   a n d   m a s s   i n ter ac tio n s   [ 2 9 - 3 6 ] .     B ased   o n   Ne w to n ia n   t h eo r y ,   t h r ee   m ass e s   ar a s s i g n ed   to   a   b o d y ,   w h ic h   d escr ib it s   q u ite   d if f er en t   p r o p er ties in er tial  m as s   ( I M ) ,   p ass i v g r av itat io n al  m a s s   ( P M ) ,   an d   ac ti v g r av ita tio n al  m as s     ( A M )   [ 2 9 - 3 1 ] .     T h m a s s   I M   is   th q u an t it y   p r e s en ted   i n   Ne w to n 's  s ec o n d   law ,   w h ic h   is   m ea s u r o f   b o d y 's   in er tia.   I is   m ea s u r o f   b o d y 's  r es is ta n ce   to   c h an g i n   m o tio n   w h en   a   f o r ce   is   ap p lied   o n   t h b o d y ,   i.e . ,   th e   b o d y   o p p o s es  th a ch a n g t h r o u g h   it s   i n e r tial  m as s .   T h lar g er   I M ,   th h ar d er   it  i s   to   ac ce ler ate  f o r   g iv e n   s tr en g th   o f   f o r ce .   P M   is   m ea s u r o f   b o d y ' s   r ea c tio n   to   g r av itatio n a f ie ld ,   i.e . ,   it  m ea s u r es  b o d y ' s   r esp o n s to   b ein g   p lace d   i n   a   g r av itati o n al   f ield ,   w h ich   i m p lies   t h at  i f   P M   is   p lace d   at  s o m p o in t h at  h as   g r av ita tio n al  p o ten tia l,  th e n   it   w ill  e x p er ien ce   f o r ce   o n   it.   A M   is   m ea s u r o f   b o d y ' s   s o u r ce   s tr en g th   f o r   p r o d u cin g   g r a v itatio n al  f ie ld   b y   i t s el f   [ 2 9 - 3 2 ] .     Ne w to n s   la w   o f   g r a v it y   in d ic ates  th at  th f o r ce   b et w ee n   t wo   p ar ticles  is   d ir ec tl y   p r o p o r ti o n al  to   th e   p r o d u ct  o f   th eir   m ass e s   an d   in v er s el y   p r o p o r tio n al  to   th s q u ar o f   th d is ta n ce   b et w ee n   t h e m ,   w h ic h   ca n   b e   w r itte n   as [ 2 9 ] :     2 / 2 1    R M M G F                 ( 1 7 )     w h er is   t h m ag n it u d o f   th g r a v itatio n al  f o r ce ,   is   th g r a v itatio n al  co n s tan t,  1 M   an d   2 M   ar th m as s es o f   t h f ir s t a n d   s ec o n d   p ar ticles,  r esp ec tiv el y ,   a n d   R   is   th d is ta n ce   b et w ee n   t h e m .     Ne w to n s   s ec o n d   la w   in d icate s   th at  p ar ticle's  ac ce ler atio n   ( a )   d e p en d s   o n   th f o r ce   ap p lied   to   th p ar ticle  an d   th in er tia m a s s   ( I M )   o f   th p ar ticle,   w h ic h   is   e x p r ess ed   as:     I M F a /                   ( 1 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       Gra vita tio n a l - S ea r ch   A l g o r ith fo r   Op tima l Co n tr o ller s   De s ig n   o f D o u b ly - fe d   ….   ( S a h er  A lb a tr a n )   785   As  i n   t h ca s o f   p h y s ic s   w h e r p er f o r m a n ce   o f   o b j ec ts   ( p a r ticles)  is   m ea s u r ed   b y   t h eir   m as s es,  t h e   ag en t s   i n   th i s   m eth o d   ar attr ac ted   to   ea ch   o th er   b ased   o n   g r av ita tio n al  f o r ce ,   an d   th eir   t en d en c y   is   to w ar d s   h ea v ier   m a s s es,  a n d   t h h ea v y   m a s s e s   m o v i n   m an n er   m u c h   s lo w er   t h a n   t h li g h ter   o n es,  a n d   t h is   r ep r esen ts   th e x p lo itatio n   b e h av io r .   T h GS A   al g o r ith m   d ep en d s   o n   t h f ac t h at  e v er y   m as s   ( ag en t)   h a s   f o u r   s p ec if ica tio n s p o s itio n ,   in er tial  m a s s ,   ac ti v g r av i tati o n al  m ass ,   an d   p as s iv e   g r a v it atio n al  m as s .   T h alg o r it h m   u p d ates  g r av i tatio n al   an d   in er tia  m a s s es  w i th   t h h elp   o f   h ea v y   m a s s e s   an d   f i n d s   th o p ti m u m .   T h is   ar tif ic ial  w o r ld   o f   m as s es   o b ey s   Ne w to n s   la w   o f   g r a v it y   an d   m o tio n .     T o   p r esen th GS A   al g o r ith m ,   c o n s id er   s y s te m   w it h   ag en t s   ( m a s s e s ) .   T h p o s itio n   o f   th it h   ag en t i s   d ef i n ed   b y   [ 2 9 ] :     ) ...   ...   1 ( n i x d i x i x i X   N i   ...,   2,   , 1             ( 1 9 )     w h er d i x   is   th p o s i tio n   o f   it h     a g en t   in   th e   d th     d i m e n s io n .   T h f o r ce   ac tin g   o n   m a s i   f r o m   m as s   j   at  s p ec if ic  ti m t ,   is   d ef in ed   as  f o l lo w s   [ 2 9 ] :     )) ( ) ( ( ) ( ) ( ) ( ) ( t d j x t d j x t ij R t Aj M t Pi M t G d ij F           ( 2 0 )     w h er ) ( t Pi M   is   th e   p ass i v g r av ita t io n al  m ass   o f   a g e n i ) ( t Aj M   is   t h ac tiv g r av ita tio n al  m a s s   o f   ag en j ) ( t G   is   th g r a v itatio n a co n s ta n at  ti m t   is   s m all  co n s ta n t,  an d   ) ( t ij R   is   th E u clid ia n   d is tan ce   b et w ee n   t w o   a g e n ts   i   an d   j [ 2 9 ] :     ) ( ), ( ) ( t j X t i X t ij R                 ( 2 1 )     T h to tal  f o r ce   th a ac ts   o n   ag en t   i   in   d i m e n s io n   d   is   r an d o m l y   w ei g h ted   s u m   o f   t h d t h   co m p o n e n t s   o f   t h f o r ce s   e x er ted   b y   o th er   a g en t s ,   w h ic h   i s   ex p r ess ed   as [ 2 9 ] :     N i j j t d ij F j ra n d t d i F , 1 ) (   ) (               ( 2 2 )       w h er j ra n d   is   r an d o m   n u m b er   in   th i n ter v al 1]   [0 , ,   w h ich   is   in tr o d u ce d   th eq u at io n   to   g i v s to ch asti c   ch ar ac ter is tic  to   th alg o r it h m .   I f   ) ( t Ii M   is   th in er tial  m ass   o f   ith - ag e n t,  th e n   b y   th la w   o f   m o tio n ,   th ac ce ler atio n   in   d ir ec tio n   d   o f   th ag en i   at  ti m t ,   is   g iv e n   b y   [ 2 9 ] :     ) ( / ) ( ) ( t Ii M t d i F t d i a                 ( 2 3 )     T h n ex v elo cit y   o f   a n   ag e n is   co n s id er ed   as  f r ac tio n   o f   it s   c u r r en v elo cit y   ad d ed   to   its   ac ce ler atio n .   T h er ef o r e,   its   p o s itio n   a n d   its   v e lo cit y   co u ld   b ca lcu lated   as   f o llo w s   [ 2 9 ] :     ) ( ) ( ) 1 ( t d i a t d i v i r t d i v               ( 2 4 )     ) 1 ( ) ( ) 1 ( t d i v t d i x t d i x               ( 2 5 )     w h er i r   is   u n i f o r m   r an d o m   v ar iab le  in   th in ter v al  1]    [0 , ,   w h ic h   is   e m p lo y ed   in   th eq u a tio n   t o   g iv r an d o m ized   ch ar ac ter i s tic  to   t h s ea r c h .   T h g r av i tatio n al   c o n s ta n G   is   f u n ctio n   o f   t h i n itial  v alu e   ( o G an d   ti m ( t ) ,   i.e . ,   it  i s   i n itial i ze d   at  th e   s tar a n d   w ill   b d ec r ea s ed   as  ti m p as s es   to   co n tr o th e   s ea r c h   ac cu r ac y .   T h is   co n s tan t i s   ex p r ess ed   as [ 2 9 ] :   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.  8 ,   No .   2 A p r il 2 0 1 8   :   7 8 0     7 9 2   786     t T e o G t o G G t G ) / (   ) , ( ) (               ( 2 6 )     w h er e is   co n s tan t sp ec if ied   b y   u s er ,   t   is   cu r r en t iter atio n   an d   T is   th to tal  n u m b er   o f   iter at io n s .     Fit n e s s   e v alu at io n   is   u s ed   in   th is   al g o r ith m   to   ca lcu late  g r av itatio n al  an d   in er tia  m as s es .   A   m o r e   ef f icien ag e n h a s   h ea v ier   m as s ,   w h ic h   i n d icate s   t h at  b etter   ag en t s   h a v h ig h er   attr a ctio n s   w it h   s lo w er   w al k s .   T h v al u es  o f   g r av i tati o n al  an d   in er tia  m as s es,  w h i c h   ar ass u m ed   eq u al,   ar ca lcu lated   u s i n g   t h m ap   o f   f it n es s .   T h g r av itat io n al  a n d   in er tial  m a s s e s   ar u p d ated   b y   t h f o llo w in g   E q u atio n s   [ 2 9 ] :     N j t j m t i m t i M 1 ) ( / ) ( ) (                 ( 2 7 )     )) ( ) ( /( )) ( ) ( ( ) ( t W t B t W t i F t i m               ( 2 8 )     i M Ii M Pi M Ai M N i   ...,   2,   , 1             ( 2 9 )     w h er ) ( t i F   r ep r esen ts   th f it n es s   v alu o f   th ag e n i   at  ti m t .   Fo r   m in i m izatio n   p r o b le m ,   ) ( t W   an d   ) ( t B ar d ef in ed   as  f o llo w s   [ 2 9 ] :     ) ( mi n } ,..., 1 { ) ( t j F N j t B               ( 3 0 )     ) ( ma x } ,..., 1 { ) ( t j F N j t W               ( 3 1 )     Fo r   m a x i m izatio n   p r o b lem ,   ) ( t W   an d   ) ( t B ar d ef in ed   as f o llo w s   [ 2 9 ] :     ) ( ma x } ,..., 1 { ) ( t j F m j t B               ( 3 2 )     ) ( mi n } ,..., 1 { ) ( t j F m j t W               ( 3 3 )     E q u atio n   ( 25 )   ca n   b m o d if ie d   b y   r ed u cin g   t h n u m b er   o f   ag en t s   w it h   lap s o f   ti m to   p er f o r m   a   g o o d   co m p r o m is b et w ee n   e x p lo r atio n   an d   e x p lo itatio n ,   wh er o n l y   a   s et   o f   a g e n ts   w it h   b ig g er   m a s s   ap p l y   th eir   f o r ce s   to   th e   o th er s .   L et   B K   is   t h s e o f   t h f ir s t   K   ag en t s   w it h   t h b est  f it n es s   v alu e s   an d   b ig g es t   m as s es,  ( 2 5 )   ca n   b w r itten   a s   [ 2 9 ] :     N i j K j t d ij F j ra n d t d i F b , ) (   ) (               ( 3 4 )     T h f u n ctio n   b K   is   f u n ct io n   o f   ti m e,   w h ic h   h as  a n   in it ial  v alu e   o f   o K   at  t h b eg in n i n g   an d   d ec r ea s es  as  ti m p ass es,  w h i ch   i m p lie s   th at  all  ag e n ts   ap p l y   th f o r ce   at  th b eg in n in g ,   an d   as  ti m p ass e s   b K   is   d ec r ea s ed   lin ea r l y .   Fin a ll y ,   j u s o n ag en w i th   t h b est  f itn es s   v al u es   a n d   b ig g e s m as s es  ap p l y   f o r ce   to   th o th er s .       4.   SI M UL AT I O R E S UL T S   T h is   s ec tio n   p r ese n ts   t h s i m u latio n   r es u lt s   o f   t h D FIG - b ased   W E C u s i n g   t h GS A - b a s ed   co o r d in ated   o p tim al  t u n i n g   o f   P I   co n tr o ller s .   P er - u n i s y s te m   p ar am eter s   ar s u m m ar ized   in   T ab le  1 .   I n   o r d er   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       Gra vita tio n a l - S ea r ch   A l g o r ith fo r   Op tima l Co n tr o ller s   De s ig n   o f D o u b ly - fe d   ….   ( S a h er  A lb a tr a n )   787   to   in d icate   th ef f ec ti v en e s s   o f   th GS A   to   tu n th p ar a m e t er s   o f   P I   co n tr o ller s ,   th r esu lt s   w il b co m p ar ed   w it h   t h r esu lt s   o b tain ed   u s i n g   GA   an d   P SO  as  s h o w n   T ab le  2 .   T h GA   an d   P SO  ar e   s elec ted   in   th p ap er   f o r   co m p ar is o n s   as   th e y   ar b ec o m in g   v er y   co m m o n   f o r   s o lv in g   th e   o p ti m iza tio n   p r o b le m s   in   d if f er e n t   d is cip lin es,  e s s e n tial l y   in   th d esig n   o f   th co n tr o ller s   b ec a u s o f   b ein g   r o b u s i n   f in d i n g   an   o p ti m a s o l u tio n   an d   ca p ab le  to   attain   n ea r - o p ti m al  s o lu tio n   clo s to   g lo b al  m i n i m u m .       T ab le  1.   P ar am eter s   o f   t h Si m u lated   S y s te m   S t a t o r   w i n d i n g r e si st a n c e   s r   0 . 0 5     [ p . u . ]   R o t o r   w i n d i n g s re si s t a n c e   r r '   0 . 0 2     [ p . u . ]   S t a t o r   m a g n e t i z i n g   i n d u c t a n c e   ms L   5 . 0 0     [ p . u . ]   R o t o r   l e a k a g e   i n d u c t a n c e   ' lr L   0 . 1 0     [ p . u . ]   S t a t o r   l e a k a g e   i n d u c t a n c e   ls L   0 . 1 0     [ p . u . ]   C o mp l i a n c e   c o e f f i c i e n t   o f   t h e   s h a f t   sh K   0 . 4 0     [ p . u . / r a d ]   I n e r t i a   o f   t h e   t u r b i n e   H   2 . 5 0     [ se c ]   I n e r t i a   o f   t h e   g e n e r a t o r   g H   0 . 5 0     [ se c ]       T w o   d is tu r b an ce s   ar d i s cu s s e d   in   t h i s   p ap er   to   s h o w   t h ad v an ta g e s   o f   u s i n g   t h G S A   to   tu n e   t h P I   co n tr o ller   o v er   t h o t h er   al g o r ith m s   ( G A   a n d   P SO) .   T w o   p e r f o r m an ce   i n d ices  ar e   u s ed   to   co m p ar b et w ee n   th r es u lt s .   T h f ir s o n is   t h o b j ec tiv f u n ctio n   ( I TA E )   an d   t h s ec o n d   o n i s   t h s ettlin g   t i m e   f o r   5 %   cr iter io n .   T h co m p ar is o n s   b etw ee n   th t h r ee   al g o r ith m s   ar lis ted   in   T ab le   2   an d   T ab le   3.       T ab le   2.   Op tim al  C o n tr o ller   P ar a m eter s   o f   G S A ,   G A ,   an d   P SO     F a u l t   D i st u r b a n c e   R e f e r e n c e   S p e e d   D i st u r b a n c e     G S A   GA   PSO   G S A   GA   PSO   I T AE   0 . 1 0 5 8 5   0 . 2 8 6 4 2   0 . 6 1 3 9 9   1 . 3 2 6 5   1 . 3 8 1 8 7   4 . 6 3 4 8 0   K p   2 0 . 0 0 00   1 6 . 8 8 1 35   1 9 . 1 4 6 40   2 0 . 0 0 0 0   1 8 . 9 5 4 94   1 7 . 6 2 9 59   K i   2 0 . 0 0 00   1 6 . 3 8 4 74   1 4 . 2 8 9 63   2 0 . 0 0 0 0   1 9 . 0 3 6 54   1 9 . 0 2 7 92   K pQ   0 . 6 5 9 10   0 . 5 1 5 4 7   0 . 4 8 5 0 1   1 0 . 1 3 1 7   0 . 0 8 2 6 3   0 . 8 6 3 5 0   K iQ   0 . 0 5 0 00   3 . 9 7 5 1 7   1 7 . 5 9 8 22   2 0 . 0 0 0 0   3 . 7 7 4 9 6   6 . 4 8 4 0 3   K pP s   0 . 0 5 0 00      0 . 1 5 8 7 1   0 . 2 9 6 4 6   0 . 0 5 0 0   1 6 . 3 9 6 43   9 . 2 9 1 5 5   K i P s   0 . 6 4 1 30   3 . 1 9 5 6 2   1 4 . 7 6 1 53   1 5 . 9 2 0 4   1 4 . 1 4 3 75   1 8 . 0 9 0 68       T ab le  3.   C alcu lated   Settli n g   t i m [ in   s ec o n d s ]     F a u l t   D i st u r b a n c e   R e f e r e n c e   S p e e d   D i st u r b a n c e     G S A   GA   PSO   G S A   GA   PSO   v qr   0 . 8 2   1 . 1 9   1 . 3 8   2 . 4 0   2 . 7 1   2 . 8 2   v dr   0 . 1 0   0 . 2 3   0 . 8 5   1 . 5 6   1 . 7 9   1 . 8 5   ω m   0 . 0 4   0 . 0 6   0 . 1 1   1 . 0 4   1 . 4 2   1 . 5 4   P s   0 . 8 3   0 . 9 6   1 . 1 3   2 . 3 4   2 . 6   2 . 6 8   Q s   0 . 2 2   0 . 2 9   0 . 9 4   0 . 4 7   0 . 7 2   0 . 7 2       B y   s o lv i n g   th o p ti m izatio n   p r o b lem   u s i n g   GS A ,   G A   a n d   P SO,  th o p ti m a co n tr o ller   p ar a m eter s   o f   th s y s te m   u n d er   s tu d y   ar o b tain ed   an d   s u m m ar ized   i n   T ab le  2 .   A s   ca n   b s ee n ,   t h v al u es  o f   I TAE   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.  8 ,   No .   2 A p r il 2 0 1 8   :   7 8 0     7 9 2   788   ass o ciate d   w it h   t h GS A - b as ed   o p tim al   co n tr o ller s   ar b et ter   t h a n   th o s o b tain ed   u s i n g   th G A - b ased   a n d   P SO - b ased   o p tim a co n tr o ller s .   T h is   f ac w ill  b r ef lecte d   in   th f o llo w i n g   r esp o n s s u b s ec tio n s ,   Fi g u r es  a n d   T ab les.  On ly   f iv v ar iab les  ( qr v ' dr v ' s P s Q   an d   m )   ar p r esen ted   in   th is   p ap er   w h ile  t h r esp o n s o f   th o th er   v ar iab le s   ca n   b esti m ated   f r o m   t h p r esen ted   r esu lts .       4 . 1 .   T hree - ph a s t o   G ro u nd   F a ul t   T h r ee - p h ase  to   g r o u n d   f a u lt  w a s   ap p lied   af ter   t h s y s te m   r ea ch es  to   t h s tead y   s tate  ( t =1 0   s )   an d   clea r ed   af ter   3 0   m s .   Fro m   T ab le  2 ,   6 0 an d   8 0 r ed u ctio n   o f   I TAE   i s   ac h iev ed   u s i n g   GS A   r elati v to   G A   an d   P SO,  r esp ec tiv el y .   Fig u r 3   an d   T a b le  3   s h o w   t h at  dr v ' an d   qr v ' ca n   r ea ch   th n e w   s tead y   s tate  m u c h   f aster   w h en   G S A   is   ad o p ted .   Fig u r 4   an d   T a b le  3   m an i f e s t   th at  u s in g   GS A   h elp s   t h r o to r   s p ee d   t o   d am p   in   4 0   m s   w h ich   is   t w o   th ir d s   o f   th ti m r eq u ir ed   w h en   G A   is   u s ed   an d   ab o u o n th ir d   o f   t h s ett lin g   t i m e   n ee d ed   w h e n   P SO  i s   u s ed .   Fi g u r 5   a n d   Fi g u r 6   ill u s tr ate s   th e   ad v a n tag e s   o f   u s i n g   GS A   to   co m p en s ate s P   an d   s Q ,   r esp ec tiv el y .   T h s ettli n g   ti m f o r   th ac ti v p o w er   is   at  least  1 3   m s   f a s ter   w h e n   GS A   i s   co n s id er ed .   Fo r   th r ea ctiv p o w er ,   GS A   r ed u ce d   th s ettl in g   ti m b y   ab o u t 2 5 % a t le ast.             ( a)     ( b )     Fig u r 3 .   T h r o t o r   v o ltag es  wh en   t h r ee - p h ase  to   g r o u n d   f a u l t is ap p lied   u s in g   G A ,   P SO a n d   GSA : ( a)   v dr   an d   ( b )   v qr           Fig u r 4 .   T h r o t o r   an g u lar   s p ee d   w h e n   t h r ee - p h a s to   g r o u n d   f au lt i s   ap p lied   u s i n g   G A ,   P SO a n d   GS A   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       Gra vita tio n a l - S ea r ch   A l g o r ith fo r   Op tima l Co n tr o ller s   De s ig n   o f D o u b ly - fe d   ….   ( S a h er  A lb a tr a n )   789         ( a)     ( b )     Fig u r 5 .   T h s tato r   ac tiv an d   r ea ctiv p o w er   w h e n   t h r ee - p h ase  to   g r o u n d   f au l t is ap p lied   u s i n g   G A ,   P SO  an d   GS A : ( a)   P s   an d   ( b )   Q s             ( a)   ( b )     Fig u r 6 .   T h r o t o r   v o ltag es  wh en   t h r ef er e n ce   s p ee d   is   ch a n g ed   u s i n g   G A ,   P SO a n d   GS A : ( a)   v dr   ( b )   v qr       4 . 2 .   Va ria ble  Ref er ence   Sp ee d   I n   th i s   d is tu r b a n ce   an d   as  s h o w n   in   Fi g u r 6 ,   th r ef er en c s p ee d   re f m ,   w a s   in i tiall y   s et  to   0 . 7   p . u . ,   af ter   th at,   th s p ee d   is   r e d u ce d   to   0 . 3 5   p . u .   in   o n s ec o n d .   Nex t,  th r ef er e n ce   s p ee d   s ta y s   co n s tan f o r   o n s ec o n d   an d   f i n all y   i n cr ea s es lin ea r l y   to   th i n itial r e f er en ce   v al u e.           Fig u r 7 .   T h r o t o r   s p ee d   w it h   ch an g i n g   t h r ef er e n ce   s p ee d   u s i n g   G A ,   P SO a n d   GS A   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.