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 .   4 A u g u s t   201 8 ,   p p .   1 9 8 5 ~1 9 9 6   I SS N:  2 0 8 8 - 8708 DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 / i j ec e . v8 i 4 . p p 1 9 8 5 - 1996          1985       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   Relia bility  C o nst r a ined  U nit   C o mm it m ent   C o nsideri ng  t he  E ff ec o DG   a nd  DR   P ro g ra m       M a s o ud   Alia kb a ri 1 P o uria   M a g ho uli 2 H a bib   Alla h Aa la m i 3   1 De p a rtme n o f   e lec tr ica e n g in e e rin g ,   Isla m ic  A z a d   U n iv e rsit y ,   S a v e h ,   Ira n   2 De p a rtme n o f   e lec tri c a e n g in e e rin g ,   S h a h e d   U n iv e rsit y ,   T e h ra n ,   Ira n   3 De p a rtme n o f   e lec tri c a e n g in e e rin g ,   Ey v a n e k e y   U n iv e rsit y ,   Teh ra n ,   Ira n       Art icle  I nfo     AB ST RAC T     A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   J un   26 ,   2 0 1 7   R ev i s ed   J an   19 ,   2 0 1 8   A cc ep ted   J an   26 ,   2 0 1 8     Du e   to   in c re a se   in   e n e rg y   p rice s   a p e a k   p e rio d a n d   in c re a se   in   f u e c o st,  in v o lv in g   Distrib u te d   G e n e ra ti o n   (DG a n d   c o n su m p ti o n   m a n a g e m e n b y   De m a n d   Re sp o n se   (DR)  w il b e   u n a v o id a b le  o p ti o n f o o p ti m a s y ste m   o p e ra ti o n s.  A lso ,   w it h   h ig h   p e n e tratio n   o f   D G a n d   DR  p ro g ra m s   in to   p o w e r   s y ste m   o p e ra ti o n ,   t h e   re li a b il it y   c rit e rio n   is  tak e n   in t o   a c c o u n a o n e   o f   th e   m o st  i m p o rtan c o n c e rn o f   s y ste m   o p e ra to rs  in   m a n a g e m e n o f   p o w e r   s y ste m .   In   th is  p a p e r,   a   Re li a b i li t y   Co n st ra in e d   Un it   C o m m it m e n (RCUC)  a p re se n c e   o f   ti m e - b a s e d   DR  p ro g ra m   a n d   D G in teg ra ted   w it h   c o n v e n ti o n a u n it is  p r o p o se d   a n d   e x e c u ted   t o   re a c h   a   re li a b le  a n d   e c o n o m ic   o p e ra ti o n .   De sig n a ted   c o st  f u n c ti o n   h a s   b e e n   m in im i z e d   c o n sid e rin g   re li a b il it y   c o n stra in i n   p re v a il in g   UC  f o r m u latio n .   T h e   UC  sc h e d u li n g   is  a c c o m p li sh e d   in   sh o rt - term   so   th a t   th e   re li a b il it y   is  m a in tain e d   in   a c c e p tab le  lev e l.   Be c a u se   o f   c o m p lex   n a tu re   o f   RCUC   p ro b lem   a n d   f u ll   A lo a d   f lo w   c o n stra in ts,   th e   h y b rid   a lg o rit h m   in c lu d e d   S im u late d   A n n e a li n g   (S A a n d   Bin a ry   P a rti c le  S w a r m   Op ti m iz a ti o n   (B P S O)  h a b e e n   p ro p o se d   t o   o p ti m ize   th e   p ro b lem .   Nu m e ric a re su lt d e m o n stra te  th e   e ff e c ti v e n e ss   o f   th e   p ro p o se d   m e th o d   a n d   c o n sid e ra b le  e f f ica c y   o f   th e   ti m e - b a se d   DR  p ro g ra m   in   re d u c i n g   o p e ra ti o n a co sts b y   i m p le m e n ti n g   it   o n   IEE E - RT S 7 9 .   K ey w o r d :   De m a n d   r esp o n s p r o g r a m   Dis tr ib u ted   en er g y   r e s o u r ce s   O p er atio n   P ar ticle  s w ar m   o p ti m izatio n   R eliab le  an d   e co n o m ic   S i m u lated   a n n ea li n g   Un it c o m m i t m e n t   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 :   Ma s o u d   A lia k b ar i   Dep ar t m en t o f   E lectr ical  an d   C o m p u ter   E n g in ee r i n g ,   I s la m ic  A za d   u n i v er s it y ,   Un i v er s it y   ca m p u s ,   B lv d .   S h a h id   Fah m id a h ,   B lv d .   Sh a h id   B eh es h ti,  Sa v eh ,   I r an .   E m ail:  m . alia k b ar i.3 6 5 @ g m ai l . co m       NO M E NCLAT UR E S         1 )   I n d ices                     Ho u r s   co u n ter s   at  DR   a n d   R C UC         T h in er tial o f   x th   p ar ticle       Un it s   co u n ter             E lectr icit y   p r ice  in   a th   h o u r   af t er   DR   ( $ /MW h )           B u s   in d ice s   in   L o ad   Flo w   eq u atio n               E lectr icit y   p r ice  in   a th   h o u r   b ef o r DR   ( $ /MW h )       State  o f   C OP T   3 )   P a r am eter s         P ar ticles co u n ter   in   P SO            C o ld   s tar t - u p   co s t o f   u n it  n        I ter atio n         L o ad   d e m an d   at  ti m t   2 )   Var iab les            Do w n   r ate  o f   n th   u n it p er   h o u r                      C o s t f u n ctio n   o f   g e n er atio n   u n it n                 Self - ela s ticit y                 C o g n iti v an d   s o cial  lear n in g   r ates                 C r o s s   ela s t icit y   o f   th d e m an d   b et w ee n   ab th   h o u r s   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 .   4 A u g u s t 2 0 1 8   :   1 9 8 5     1 9 9 6   1986             C u s to m er   d e m a n d   in   at h   h o u r   af ter   DR   ( MW h )            Ho t star t - u p   co s t o f   u n it  n               C u s to m er   d e m a n d   in   at h   h o u r   b ef o r DR   ( MW h )          Min i m u m   u p   ti m e             T h b est o b tain ed   v alu o f   o b j ec tiv f u n c tio n   o v er   P SO  p r o ce d u r e           Min i m u m   d o w n   t i m e             Statu s   o f   u n it  n   at  h o u r   t         Nu m b er   o f   b u s es              A cti v p o w er   lo s s   o f   t h s y s te m         Nu m b er   o f   g e n er ato r s               Ou tp u t a ctiv p o w er   o f   DG  u n it n   at  h o u r   t          Nu m b er   o f   D u n its              Ou tp u t a ctiv p o w er   o f   g e n er a to r   n   at  h o u r   t              T o tal  n u m b er   o f   p ar ticles                T h b est p r ev io u s   p o s itio n   o f   t h x th   p ar ticle                                     Ma x i m u m   a n d   m i n i m u m   r ea ct iv p o w er   g en er atio n   li m it o f   u n it n               T h p r o b ab ilit y   o f   w o r s a n s wer   ac ce p tin g                                       Ma x i m u m   a n d   m i n i m u m   r ea ct iv p o w er   g en er atio n   DG  li m it o f   u n it n              P o w er   f lo w   o n   ij th   li n                 Ma x i m u m   ap p ar en t p o w er   f lo w   f o r   ij th   lin          Sp in n in g   r eser v at  h o u r   t              Star tu p   co s t o f   u n i t n   at  h o u r   t                 Du r atio n   o f   co n ti n u o u s l y   o f f   s tate  o f   u n it n   at  h o u r   t       Sch ed u l in g   p er io d                Du r atio n   o f   co n ti n u o u s l y   o n   s t ate  o f   u n it n   at  h o u r   t         I n itial te m p er atu r o f   S A         Vo ltag m a g n it u d at  b u s j         T h s tep   f o r   r ed u cin g   te m p er atu r e            Velo cit y   o f   x th   p ar ticle  in   it th   iter atio n          Up   r ate  o f   n th   u n it p er   h o u r            P o s itio n   o f   x th   p ar ticle  i n   it th   iter atio n                           Ma x i m u m   a n d   m i n i m u m   l i m i t s   f o r   v o lta g m ag n it u d at  b u s   j         Ne w   tr ial  s o lu tio n   o f   p ar ticle          Valu o f   lo s t lo ad         C u r r en t tr ial  s o lu tio n   o f   p ar ticl e          ij th   ar r ay   o f   ad m itta n ce   m atr ix         Vo ltag an g le  o f   b u s   j     S ea r ch i n g   i n te n s i f ier   p ar a m ete r          An g le  o f   ij th   ar r ay   o f   ad m itta n ce   m atr i x                           Up p er   an d   lo w er   v o ltag a n g l li m it s   o f   b u s   j       1.   I NT RO D UCT I O N     I n   r estru ctu r ed   an d   co m p etitiv en v ir o n m en t,  it  is   n ec ess ar y   to   s u p p ly   th elec tr ical  d em an d   in   co n tin u o u s ,   r eliab le  an d   ec o n o m ic  m an n er .   Un it  co m m itm en is   o n o f   th av ailab le  m ea s u r es  to   r ea ch   th m en tio n ed   g o al.   I n   UC   p r o ce d u r e,   th er m al  g en er atin g   u n its   a r s ch ed u led   to   g en er ate  p o w er   at  m in im u m   o p er atio n   co s s o   th at  all  co n s tr ain ts   o f   th s y s tem   an d   s p in n in g   r eser v r eq u ir em en ts   ar s atis f ied .   I n   p o w er   s y s tem   o p er atio n s ,   r eliab ilit y   is   o n o f   th m o s im p o r tan ch allen g es  w h ich   ca n n o b n eg lecte d   b y   th e   s y s tem   o p er ato r .   Hu g in v estm en co s ts   in   lar g p o w er   p lan an d   th w asted   p o w er   in   th f o r m   o f   p o w er   lo s s es  h av ca u s ed   r em ar k ab le  p ar ticip atio n   o f   Dis tr ib u ted   E n er g y   R eso u r ce s   ( DE R s )   in   p o w er   g r id   co n f ig u r atio n .   B y   r ap id   d ev elo p m en o f   em er g in g   n ew   tech n o lo g ies,  th r eliab ilit y   is s u es  h av h ig h lig h ted   m o r th an   b ef o r e.   A   lar g n u m b er   o f   in v esti g atio n s   co n s id er in g   th v ar iety   ty p o f   UC   p r o b lem   h av b ee n   p er f o r m ed .   T h s tate - tr an s itio n   f o r m u latio n   f o r   th u n it  co m m itm en ( UC )   p r o b lem   is   p r esen ted   in   [ 1 ]   w ith   n ew   d ec is io n   v ar iab les  i n s tead   o f   g en er ato r s   o n /o f f   s tatu s es T h in teg r atio n   o f   s o lar   en er g y   r eso u r ce s   in to   th co n v en tio n al  u n it  co m m itm en is   p r o p o s ed   in   [ 2 ]   as  an   alter n ativ en er g y   r eso u r ce s   u s in g   an lio n   o p tim izer   w ith   co n s id er atio n   o f   u n ce r tai n ties .   I n   [ 3 ] ,   th UC   p r o b lem   h as  b ee n   f o r m u lated   b y   in teg r atin g   w in d   p o w er   g en er ato r s   alo n g   w ith   th er m al  p o w er   s y s tem   u s in g   g r ey   w o lf   o p tim izatio n   alg o r ith m   as  th m ain   o p tim izatio n   to o l.  A u th o r s   in   [ 4 ]   f o cu s ed   o n   s o lv in g   ef f icien tly   u n it  co m m itm en o f   th in ter co n n ec ted   m u lti - s ite  C HP   s y s tem   to   co o r d in ate  h ea an d   p o w er   p r o d u ctio n   in   ea ch   s ite  u s in g   r elax ed   ON/OFF  s tate  b ased   d y n am ic  p r o g r am m in g .   A   co n tin g en cy - co n s tr ain ed   UC   is   s o lv ed   in   [ 5 ]   w ith   co n s id er in g   s et  o f   co n tin g en cy   p r o b ab ilit y   d is tr ib u tio n s   I n s tead   o f   ass ig n in g   p r o b ab ilit y   esti m ate  f o r   ea ch   co n tin g en cy   s ce n ar io C o n s id er in g   th w id esp r ea d   v ar iety   o f   r eso u r ce s   in   m icr o g r id s ,   m u lti  o b j ec tiv UC   is   ca r r ied   o u in   [ 6 ]   to   m in im ize  th o p er atio n   co s an d   C O 2   em is s io n .   A u th o r s   in   [ 7 ]   p r o p o s an   N - 1   s ec u r ity   co n s tr ain ed   f o r m u latio n   f o r   SC UC   b ased   o n   th l in o u tag d is tr ib u tio n   Facto r s   in s tead   o f   th co n v en tio n al  m eth o d   b ased   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       R elia b ilit C o n s tr a in ed   Un it C o mmitmen t Co n s id er in g   th E ffect  o f D a n d   DR     ( Ma s o u d   A lia k b a r i )   1987   o n   I n j ec tio n   Sen s itiv ity   Facto r s .   A   r ef o r m u latio n   o f   th s ce n ar io - b ased   tw o - s tag u n it  co m m itm en p r o b lem   u n d e r   u n ce r tain ty   is   p r o v id ed   i n   [ 8 ] .   A   n o v el  h eu r is tic  alg o r ith m   ca lled   th b in ar y   a r tif icial  s h ee p   a lg o r ith m   h as  b ee n   u s ed   to   s o lv th UC   p r o b lem   in   [ 9 ] .   I n   [ 10 ]   n o v el  b r an ch - an d - cu alg o r ith m   u s in g   atem p o r ally   d ec o m p o s ed   b ilev el  s ep ar atio n   ar ac le  is   p r o p o s ed   to   s o lv e   v er y   lar g s ca le  UC   p r o b lem .   T o   g u ar an tee  s y s tem   s ec u r ity   an d   r eliab ilit y ,   au th o r s   in   [ 1 1 ]   h av b ee n   d ev elo p ed   s u f f icien d is p atch ab le  g en er atio n   an d   tr an s m is s io n   ca p ac ities   to   im p r o v s y s tem   o p er atio n al  p er f o r m an ce   b y   o p tim izin g   s ch ed u les  co n s id er in g   unc er tain ty   o f   w in d   p o w er .   A u th o r s   in   [ 1 2 ]   h av b ee n   r ec o m m en d ed   r o b u s R C UC   at  p r esen ce   o f   m u ltip le  DE R s   f o r   b est  r eso u r ce   allo ca tio n   an d   r eliab ilit y   m ain tain in g   in   p r ed ef in ed   r an g e.   L ar g n u m b er   o f   s tu d ies  r eg ar d in g   DE R s   m an ag em en in   s m ar g r id   h as  b ee n   ca r r ied   o u in   r ec en y ea r s   th at  s o m o f   th em   co u ld   b b r ief ly   s u r v ey ed   as f o llo w s .   A   m eth o d o lo g y   to   o b tain   th o p tim al  lo ca tio n   f o r   th p lace m en o f   m u ltip le  DG  s o u r ce s   in   d is tr ib u tio n   n etw o r k   is   p r o p o s ed   in   [ 1 3 ]   b y   ev alu atin g   g lo b al  m u lti - o b j ec tiv tech n ical  in d ex   u s in g   ar tif icial  im m u n s y s tem .   T h DR   p r o g r am   is   u s ed   to   o p tim ize  th en er g y   p r o f ile  f o r   co m m er cial  s ec to r   in   [ 1 4 ]   w ith   r ef o r m in g   th Ma x im u m   Dem an d   f r o m   p ea k   zo n to   o f f - p ea k   zo n to   r ed u ce   elec tr icity   co s u s in g   E v o lu tio n ar y   A lg o r ith m .   A u th o r s   in   [ 1 5 ]   p r esen th u tili za tio n   o f   d em an d   r esp o n s in   th d ay - ah ea d   o p er atio n   o f   a   m icr o - g r id   in   th p r esen ce   o f   r en ew ab le  en er g y   s o u r ce s .   Dif f er en DR   p r o g r am s   m o d elin g   ar p r o p o s ed   in   [ 1 6 ]   an d   [ 1 7 ]   to   in cr ea s in   ef f icien cy   o f   en er g y   co n s u m p tio n   w ith   m in im u m   o p er atio n al  co s ts   an d   d esira b le  q u ality .   T o   th b est  o f   o u r   k n o w led g e,   th im p ac o f   tim e - b ased   DR   p r o g r am   in   UC   p r o ce d u r h as  b ee n   r ar ely   s tu d ied   an d   in v esti g ated .   So ,   in   th is   p ap er ,   th R C UC   is   s ch ed u led   at  p r esen ce   o f   DGs  an d   tim e - b ased   DR   p r o g r am   w ith   f u ll  A C   lo ad   f lo w   co n s tr ain ts   u s in g   h y b r id   m eth o d .   T h m ain   co n tr ib u tio n   o f   th is   p ap er   in clu d es  in co r p o r atin g   th tim e - b ased   DR   p r o g r am   in   UC   p r o b lem   an d   u tili zin g   a   h y b r id   m eth o d   to   o p tim ize  th R C UC   Sch ed u le.   I n   o r d er   to   illu s tr ate  th ef f ec tiv en ess   o f   th p r o p o s ed   ap p r o ac h ,   it  is   ap p lied   to   I E E E   R eliab ilit y   T est  Sy s tem   ( I E EE - R T S7 9 ) .   Fin ally ,   co m p ar is o n   is   d o n b etw ee n   th p r o p o s ed   o p tim izatio n   alg o r ith m   an d   s o m h u r is tic  alg o r ith m s .   T h r em ain d er   o f   th is   p ap er   is   s tr u ctu r ed   as  f o llo w s .   Sectio n   2   b r ief ly   d is cu s s es  th o v er tu r o f   DR   p r o g r am s .   R eliab ilit y   f r am ew o r k s   ar p r e s en ted   in   s ec tio n   3 .   Sectio n   4   d is cu s s es  th p r o p o s ed   o p tim izatio n   alg o r ith m   an d   th o b j ec tiv f u n ctio n   f o r m u latio n .   Sectio n   5   r ep r esen ts   th n u m er ical  s tu d ies  an d   an aly s is   o f   o b tain ed   an s w er s   an d   Sectio n   6   co n clu d es th p ap er .       2.   DR  P RO G RAM   AND  E CO NO M I M O DE L   O F   DE M AND   DR   p r o g r a m s   ar d iv id ed   in t o   s o m m ain   ca teg o r ies  a n d   s o m s u b - ca teg o r ies  b a s ed   o n   Fed er al  E n er g y   R eg u lato r y   C o m m is s i o n   ( FER C )   cla s s i f icatio n   [ 1 8 ] .   I n   t h i s   w o r k ,   T im e - Of - Use   ( T OU)   m et h o d   t h at  i s   o n o f   th ti m e - b ased   p r o g r a m s   i s   e m p lo y ed .   T OU   ca n   s h i f s o m o f   th u n n ec es s ar y   d e m an d   f r o m   p ea k   lo ad   p er io d   to   lo w   lo ad   p er io d .   T h is   o f f s et  i s   b ec au s o f   c u s to m e r s   d e m a n d   s e n s iti v it y   w it h   r e s p ec to   elec tr icit y   p r ice  ch an g e s   at  d if f er e n p er io d s .   A   co n s er v ati v m o d el  o f   lo ad   h as  b ee n   e x tr ac ted   as  r esp o n s o f   elas tic  d em a n d   ag a in s t h p r ice  s ig n als  e x p o u n d ed   i n   [ 1 9 ] .   T h m en tio n ed   ec o n o m ic  m o d el   ( p o w er   m o d el)   is   co m p o s ed   f r o m   t w o   co n ce p t s ,   s in g le  p er io d   an d   m u lti   p er io d   lo ad s   w h ich   ar s o   ca lled   “self - ela s ticit y ”  a n d   cr o s s   elast icit y ”,   r esp ec ti v el y .   T h lo ad s   w it h   s e lf - ela s tic it y   ca n n o s h i f t   f r o m   o n p er io d   to   an o th er   ( e. g .   lig h ti n g   lo ad s )   w h i le  t h lo ad s   w ith   cr o s s   ela s ticit y   ca n   s h i f t   f r o m   o n p er io d   to   o th er s .   I n   t h is   p ap er ,   to   av o id   r estate m e n o f   m o d eli n g   p r o ce d u r e,   f in a ec o n o m ic  m o d e ls   o f   ea c h   co n ce p ( s el f   an d   cr o s s   elasticit y )   o f   r esp o n s iv lo ad s   ar g i v e n   in   ( 1 )   an d   ( 2 ) ,   r esp ec tiv el y .                           (                   )                             (1 )                           (                   )                             (2 )                           (                   )                                          ( 3 )     E ac h   lo ad   p o in co m p r is es  co m b in atio n   o f   tw o   m en tio n ed   ty p o f   lo ad s   in   th p o w er   s y s tem .     So ,   co m p o s ite  p er io d   elastic  lo ad   m o d el  w h ich   is   p r esen ted   in   ( 3 )   is   em p lo y ed   to   im p lem en th T OU  p r o g r am ,   in   th is   p ap er .             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 .   4 A u g u s t 2 0 1 8   :   1 9 8 5     1 9 9 6   1988   3.   R E L IAB ILIT Y  E V A L U A T IO N   3 . 1 .   Av a ila b ility   o f   g ener a t ing   un it s   I n   o p er atio n   p h ase,   th p r o b ab ilit y   o f   g en er atio n   u n it  s u p p ly in g   ab ilit y   o r   in ab ilit y   is   b ased   o n   th L ea d   T im ( L T ) .   A th is   tim in ter v al,   th s u r p lu s   u n its   ca n   n o co m m it  o r   r ep lace   w ith   co m m itted   u n its   in   in cr ea s in g   lo ad   s tate s   o r   lo s s o m p o w er   p r o d u ctio n .   T h p r o b ab ilit y   o f   s tate  w h ich   th g en er atin g   u n it  f ails   in   L T   in ter v al  is   r ec o g n ized   as  Ou tag R ep lace m en R ate  ( OR R )   o f   ea ch   u n it.  I n   r eliab ilit y   an aly s is ,   ea ch   g en er atin g   u n it  co u ld   b eith er   av ailab le  o r   u n av ailab le  as  tw o   s tate  m o d el  r ep r esen ted   in   Fig u r 1 .             Fig u r 1 .   T w o   s tate  m o d el  o f   ea ch   g e n er ati n g   u n it       I f   th f ailu r an d   r ep air   r ate  is   d is tr ib u ted   as  ex p o n en tial  f u n ctio n s ,   th p r o b ab ilit y   o f   u n av ailab ilit y   o f   ea ch   u n it  w ill  b g iv en   as  ( 4 ) .                                                                    (4 )     W h er e,   λ   an d   μ   ar th f ailu r an d   r ep air   r ate  o f   an y   g en er atin g   u n it,  r esp ec tiv ely .   Neg lectin g   th r ep air in g   p r o ce d u r in   o p er atin g   p h ase,   ( 4 )   is   m o d if ied   as ( 5 ) .                                             (5 )     3 . 2 .   Ca lcula t io n o f   re lia bil it y   ind ices   T w o   o f   th m o s im p o r tan in d ices  in   r eliab ilit y   s tu d ies  ar lo s s   o f   lo ad   p r o b ab ilit y   ( L OL P )   an d   E x p ec ted   E n er g y   No Su p p lied   ( E E NS) .   T h L OL P   is   th s y s tem   r is k   in d ex   an d   th E E NS  ex p r ess es  th ex p ec ted   en er g y   th at  w ill  n o b s er v ed   b y   p o w er   s y s tem   in   co r r esp o n d in g   p er io d .   I n   th is   p ap er ,   to   ca lcu late  th r eliab ilit y   in d ices  th co n ce p o f   th co n v o lu tio n   o f   th ca p ac ity   o u tag p r o b ab ilit y   tab le  ( C OP T )   ex p o u n d ed   in   [ 20 ]   is   ap p lied .   T h af o r em en tio n ed   in d ices  ar ca lcu lated   th r o u g h   C OP T   as  ( 6 ) - ( 9 ) .   I n   ( 6 ) - ( 8 ) ,              an d              ar to tal  ca p ac ity   r em ain in g   in   s er v ice  o f   s tate  k   o f   C OP T   an d   th co r r esp o n d in g   p r o b ab ilit y   r esp ec tiv ely .                    {                                                                                  ( 6 )                                                                           ( 7 )                                                                                             ( 8 )                                                             ( 9 )       4.   M E T H O DO L O G Y   T h UC   is   o n o f   th m o s d if f icu lt  o p tim izin g   p r o b lem s   an d   lo ts   o f   co n s tr ain ts   m u s b co n s id er ed .   T h m ain   p u r p o s o f   th is   s ch ed u lin g   is   m in im izin g   th o p er atio n   co s d u r in g   d is p atch   p er io d .   C o n s id er in g   th co m p licatio n   o f   UC   p r o b lem ,   in v o lv in g   th ev o lu tio n al  m eth o d s   in   u n it  s ch ed u lin g   is   u n av o id ab le  esp ec ially   w h en   r eliab ilit y   co n s tr ain ts   an d   A C   lo ad   f lo w   co n s tr ain ts   ar ad d r ess ed .     4 . 1 .   Si m ula t ed  a nn ea li ng   Sim u lated   A n n ea lin g   ( SA )   p r o p o s ed   b y   Me tr o p o lis   at  1 9 5 7   in   o r d er   to   h an d le  o p tim izatio n   p r o b lem s   w ith   lar g s ea r ch in g   s p ac [ 21 ] .   SA   at  co m m o n   f o r m   h as  b ee n   p r esen ted   b ased   o n   th s im ilar ity   b etw ee n   th co o lin g   m o lten   m etal  an d   s o lv in g   th co m b in ato r ial  o p tim izatio n   p r o b lem s .   I f   th tem p er atu r o f   th m o lten   m etal  is   g r ad u ally   r ed u ce d ,   all  ato m s   ca n   r eg u late  th em s elv es  in   th eir   lo w est  en er g y   lev el.   T h is   al g o r ith m   ca n   ac ce p w o r s an s w er s   to   escap f r o m   lo ca o p tim u m   tr ap p in g   in   d if f er en s itu atio n s .   I is   s tar ted   w ith   an   in itial  s to ch asti s tate  an d   b y   tr an s itio n   f r o m   o n s tate  to   an o th er   ( n eig h b o r in g   s tate)   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       R elia b ilit C o n s tr a in ed   Un it C o mmitmen t Co n s id er in g   th E ffect  o f D a n d   DR     ( Ma s o u d   A lia k b a r i )   1989   g r ad u ally   m in im izes  th co s f u n ctio n .   I n   ea ch   tr ial,   th cu r r en an s w er   is   co m p ar ed   w ith   p r ev io u s   co n f ig u r atio n   an s w er   as ( 1 0 ) .                                                 ( 1 0 )   T h v alu o f   ∆E   ca n   b eith er   p o s itiv e,   n eg ativ o r   ze r o .   I f   th n ew   o b tain ed   s o lu tio n   is   b etter   th an   th cu r r en o n ( n eg ativ v alu o f   ∆E ) ,   it  w ill  b ac ce p ted   an d   o th er w is ( ze r o   o r   p o s itiv v alu o f   ∆E )   th ac ce p tan ce   is   p er f o r m ed   b ased   o n   p r o b ab ilit y   g iv en   b y   B o ltzm an n   d is tr ib u tio n   as f o llo w s :                                                          ( 1 1 )              {                                                                                                                        ( 1 2 )     4 . 2 .   B ina ry   pa rt icle  s wa r m   o pti m i za t io n   B in ar y   P ar ticle  Sw ar m   Op tim izatio n   ( B P SO)   is   an   in tellig en p o p u latio n - b ased   alg o r ith m   w h ich   ca n   s ea r ch   th d is cr ete  s p ac to   s o lv o p tim izatio n   p r o b lem s .   Dec is io n   v ar iab les  in   th is   m eth o d   ar 0 ”  o r   1 ”  b its   o f   b in ar y   s tr in g .   Sev er al  v er s io n   o f   th is   alg o r ith m   b ased   o n   th p r o b lem   m o d ality   h as  b ee n   ex ten d ed .   A n   im p r o v ed   v er s io n   o f   b in ar y   P SO  alg o r ith m   h as  b ee n   u tili ze d   in   th is   p ap er   ex p o u n d ed   in   [ 22 ] .   I n   an y   iter at io n   th p o s itio n   o f   p ar ticle  is   u p d ated   as f o llo w s :                                                                                 ( 1 3 )                ̅                                   (                              )           (                            )       ( 1 4 )                                                                                          ( 1 5 )                                                                        ( 1 6 )     E q u atio n   ( 1 4 )   s h o w s   th v e lo city   u p d atin g   p r o ce d u r at  it th   iter atio n   b ased   o n   th p r ev io u s   iter atio n .   I s h o u ld   b n o ted   h er th at  p ar am eter         p la y s   an   im p o r tan r o le  in   th alg o r ith m   p r o g r ess .   I n   p r im ar y   iter atio n s ,   th v alu o f   in er tial  p r o b ab ilit y        is   h ig h   an d   th alg o r ith m   ex p lo r es  th s ea r ch   s p ac e.   Gr ad u ally ,   b y   in cr ea s in g   th n u m b er   o f   iter atio n s   an d   d ec r ea s in g   th      v alu e,   th ex p lo r at io n   is   co n v er ted   to   ex p lo it  th s ea r ch   s p ac w ith   s m all  ch an g es  in   v ar iab les.     4 . 3 .   O pti m iza t io pro ce du re   I n   s p ite  o f   th ex ce llen ca p ab ilit ies  o f   P SO  alg o r ith m s   in   ex p lo r in g   th f ea s ib le  r eg io n   an d   f ast  co n v er g en ce ,   th er is   co n s id er ab le  p r o b ab ilit y   f o r   tr ap p in g   in   lo ca o p tim u m s   in   alg o r ith m .   T h is   d ef ec h as  b ee n   s o m ew h at  elim in ated   w ith   SA   m eth o d   b y   d ef in in g   p r o b ab ilit y   f o r   ac ce p tin g   th w o r s s o lu tio n s .   I f   th is   ad v an tag is   s y n th esized   in to   P SO  s tr u ctu r e,   th lo o s in g   in f o r m atio n   o n   lo ca o p tim u m s   is   d ec eler ated   w h ile  th p er f o r m an ce   is   in cr ea s ed .   I n   th is   r eg ar d ,   an   im p r o v ed   v er s io n   o f   b in ar y   P SO  alg o r ith m   r ec o m m en d ed   in   [ 22 ]   is   tak en   in to   co n s id er atio n   as  m ain   alg o r ith m .   T h B P SO  is   u p d ated   in   tw o   s tag es  th at  s o   ca lled   p er s o n al  b est  u p d ate”   an d   Glo b al  b est  u p d ate” .   I n   th is   p ap er ,   th p er s o n al  b est  u p d ate  p r o ce d u r o f   ea ch   p ar ticle  is   d o n b ased   o n   SA   alg o r ith m   at  an y   iter atio n .   A s ,   if   n ew   o b tain ed   s o lu tio n   o f   p ar ticle  at  it th   iter atio n   w as  b etter   th an   o f   its   cu r r en p er s o n al  b est  th en   th s o lu tio n   is   ac ce p ted   as  p er s o n al  b est  ( p er s o n al  b est  u p d atin g )   an d   o th er w is th ac ce p tan ce   o f   s o lu tio n   as  p er s o n al  b est  is   d o n b ased   o n   p r o b ab ilit y   g iv en   b y   ( 1 0 ) .   A ls o ,   th g lo b al  b est  is   n o r m ally   u p d ated   at  an y   iter atio n   an d   it  is   co n s id er ed   as  f in al  s o lu tio n   at  last   iter atio n   ev en tu ally .   T h is   co m b in atio n   ass u r es  th ac ce ler atio n   in   co n v er g en ce   an d   in cr ea s es  th ab ilit y   in   d ee p   s ea r ch   p r o ce s s .   I n   th is   p ap er ,   h y b r id   SA   an d   B P SO  is   p r o p o s ed   f o r   co m b in in g   ca p ab ilit ies  o f   th ese  m eth o d s   an d   elim in atin g   th eir   w ea k n ess es.  T h f lo w ch ar o f   th p r o p o s ed   h y b r id   alg o r ith m   is   illu s tr ated   in   Fig u r 2 .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  8 ,   No .   4 A u g u s t 2 0 1 8   :   1 9 8 5     1 9 9 6   1990   S t a r t I n i t i a l i z i n g   t h e   p a r t i c l e s   a n d   s e t   p a r a m e t e r s   o f   S A   a l g o r i t h m I t   =   1 x   =   1 B i n a r y   s t r i n g   p r o d u c i n g   b a s e d   o n   ( 1 3 )   a n d   ( 1 4 )   a n d   m o d i f y i n g   b a s e d   o n   M U T   &   M D T E v a l u a t i o n   o f   C o s t   F u n c t i o n   a n d   c a l c u l a t i o n   o f   Δ E Δ E   =   ( X j - X i ) / X i x     P a m a x A c c e p t a n c e   o f   p o s i t i o n   o f   x - t h   P a r t i c l e   a s   p e r s o n a l   B e s t Δ E     0 A c c e p t a n c e   o f   p o s i t i o n   o f     x - t h   P a r t i c l e   a s   p e r s o n a l   B e s t   W i t h   P r o b a b i l i t y e x p ( - Δ E / T e m p )     U ( 0 , 1 ) U p d a t e   t h e   G l o b a l   B e s t   i n   i t - t h   i t e r a t i o n I t     M a x I t I t   =   i t + 1 x   =   x + 1 Y e s N o P r i n t   r e s u l t s Y e s Y e s N o N o R e d u c t i o n   o f   t e m p e r a t u r e   b a s e d   o n   ( 1 2 ) X j   <   G l o b a l   B e s t Y e s N o E E N S   <   E m a x A l l o c a t i o n   t h e   a v e r a g e   o f   a l l   b u s e s   L M P   a s   V O L L A l l o c a t i o n   a   l a r g e   p e n a l t y   t o   c o s t   o f   r e l i a b i l i t y t   = 1 t   <   T t   =   t + 1 Y e s N o Y e s N o P e r s o n a l   B e s t   U p d a t e   B a s e d   o n   S A G l o b a l   B e s t   U p d a t e   N o r m a l l y     Fig u r 2 .   Flo w   c h ar t o f   th p r o p o s ed   alg o r ith m       4 . 4 .   O bje ct iv f un ct io n a nd   co ns t ra ints   So m o f   in v o lv ed   co n s tr ain ts   in   R C UC   im p lem en tin g   ar e   p r esen ted   in   th is   s ec tio n .   Fu el  co s o f   ea ch   th er m al  u n it  is   s ec o n d   o r d er   f u n ctio n   o f   its   g en er ated   p o w er   w h ich   is   ex p r ess ed   as  f o llo w s :                                                                  ( 1 7 )     I n   ( 1 7 ) ,       ,         an d         ar f u el  co s co ef f icien ts .   T h o b j ec tiv f u n ctio n   o f   UC   p r o b lem   in   th p r esen ce   o f   DG  u n its   an d   DR   p r o g r am   w ith   th aim   o f   d ec r ea s in g   o p er atio n   an d   r eliab ilit y   co s is   f o r m u lated   as  ( 1 8 ) .     T h m en tio n ed   o b j ec tiv f u n ctio n   co n s is ts   o f   tw o   ter m s .   T h f ir s ter m   r ep r esen ts   f u el  co s o f   co n v en tio n a an d   DG  u n its   to g eth er   w ith   s tar tin g   u p   co s to   m ee th d em an d .   T h h o u r ly   co s o f   E E NS  h as  b ee n   s h o w n   in   s ec o n d   ter m .   T h d ev elo p ed   o b j ec tiv f u n ctio n   in   ( 1 8 )   is   s u b j ec ted   to   s o m co n s tr ain ts   as f o llo w s :           [     (          )                    ]                                                         ( 1 8 )     E q u atio n   ( 1 9 )   is   th r eliab ilit y   co n s tr ain an d   its   co s is   o b tain ed   b y   ( 2 0 ) .   T h p o w er   b alan ce   an d   s p in n in g   r eser v co n s tr ain ts   ar r ep r esen ted   in   ( 2 1 )   an d   ( 2 2 ) .   T h co n s tr ain ts   ( 2 3 ) - ( 2 8 )   en s u r th p r o p er   o p er atio n   o f   g en er atio n   u n its   co n s id er in g   th p o w er   f lo w   lim its .   Star tu p   co s ca n   b ev alu ated   b ased   o n   ( 2 9 )   an d   also   it  ca n   b co n s id er ed   as  co n s tan v alu f o r   ea ch   g en er atio n   u n it.  C o n s tr ain ts   o n   m in im u m   u p   tim e,   m in im u m   d o w n   tim an d   r am p   r ates  o f   g en er atio n   u n its   ar g iv en   th r o u g h   ( 3 0 ) - ( 3 3 ) ,   r esp ec tiv ely .   Netw o r k   s ec u r ity   co n s tr ain ts   ar r ep r esen ted   in   ( 3 4 )   an d   ( 3 5 ) .                                                           ( 1 9 )                                                           ( 2 0 )                                                                           ( 2 1 )                                                                              ( 2 2 )                         |      |                                               ( 2 3 )                         |      |                                                ( 2 4 )   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       R elia b ilit C o n s tr a in ed   Un it C o mmitmen t Co n s id er in g   th E ffect  o f D a n d   DR     ( Ma s o u d   A lia k b a r i )   1991                                                 ( 2 5 )                                                               ( 2 6 )                                                   ( 2 7 )                                                               (2 8 )            {                                                                                                                                                                       ( 2 9 )     W h er                                     (                           ) (                       )                   ( 3 0 )     (                         ) (                       )                   ( 3 1 )                                                    ( 3 2 )                                                    ( 3 3 )                                                  ( 3 4 )       |          |                                ( 3 5 )       4.   N UM E RICAL   S T UD Y   T h R C UC   in co r p o r ated   w ith   DGs  an d   DR   im p lem en tatio n   is   ca r r ied   o u o v er   th   IEEE - R T S7 9   [ 23 ] .   I is   ass u m ed   th at  th r ee   2 5   MW   s m all  s ca le  g as  tu r b in es  as  DGs  ar lo ca ted   in   3 ,   9 ,   an d   1 0   b u s es.  T h h o u r ly   A C   o p tim al  p o w er   f lo w   ( A C OP F)  is   p er f o r m ed   u tili zin g   MA T P OW E R   to o lb o x   in   MA T L A B   s o f tw ar to   d is tr ib u te  th g en er ated   p o w er   co n s id er in g   th n etw o r k   co n s tr ain ts   [ 2 4 ] .     T h MA T P OW E R   to o lb o x   em p lo y s   MA T L A B   I n ter io r   P o in So lv er   ( MI P S)  f o r   A C OP F.  T h s p ec if icatio n s   o f   DGs  f o r   o p er atio n   co s an d   r eliab ilit y   ass ess m en is   ex tr ac ted   f r o m   [ 1 4 ] .   A ls o ,   th co m m o n   in f o r m atio n   r elate d   to   co n v en tio n al  u n its   in   UC   p r o b le m   ( e. g .   s tar tin g   u p   an d   s h u ttin g   d o w n   co s ts ,   r am p   r ate  an d   etc. )   h av b ee n   ex tr ac ted   f r o m   [ 2 5 ] .   T h m in im u m   s p in n in g   r eser v r eq u ir em en is   ass u m ed   to   b 1 0 o f   h o u r ly   d em an d .   DR   p r o g r am s   ar also   in v esti g ated   b ased   o n   T OU  m o d el  w h ich   is   o n o f   th tim e - ba s ed   DR   p r o g r am s .   I n   o r d er   to   im p lem en T OU  p r o g r am ,   ty p ical  lo ad   cu r v h as  b ee n   ex tr ac ted   f r o m   [ 1 9 ]   an d   w er n o r m alize d   b ased   o n   p ea k   h o u r   lo ad   ( 2 6 7 0 MW )   in   th is   ca s s tu d y .   T h lo ad   cu r v is   d iv id ed   in to   th r ee   in ter v als:   lo w   lo ad   p er io d   ( 0 2 :0 0   to   0 9 :0 0 ) ,   o f f - p ea k   p er io d   ( 1 0 :0 0   to   1 9 :0 0 )   an d   p ea k   p er io d   ( 2 0 :0 0   to   0 1 :0 0 ) .   T h elasticity   o f   th lo ad s   is   s h o w n   in   T ab le  1   w h ich   is   o r ig in ally   tak en   f r o m   [ 1 9 ].       T ab le  1 T h E last icit y   o f   L o a d s   f o r   DR   I m p le m en tin g     P e a k   Off - P e a k   L o w - P e a k   P e a k   -   0 . 2   0 . 0 1 6   0 . 0 1 2   Off - P e a k   0 . 0 0 6   -   0 . 2   0 . 0 1   L o w - P e a k   0 . 0 0 8   0 . 0 1   -   0 . 2       T w o   s ce n ar io s   ar d is cu s s ed   in   n u m er ical  s tu d ies.  I n   th f ir s s ce n ar io ,   o p er atio n   w ith o u DGs  an d   DR   p r o g r am   is   p r esen ted .   T h en ,   th n ew   lo ad   cu r v is   o b tain ed   b y   T OU  im p lem en tin g   o n   m ain   lo ad   cu r v e   at  an y   b u s   u s in g   f ir s s ce n ar io   L o ca Ma r g in al  P r ices  ( L MP s ) .   I n   th s ec o n d   s ce n ar io ,   DGs  an d   co n v en tio n al  u n its   ar co m m itted   in   R C UC   at  p r esen ce   o f   n ew   lo ad   cu r v all  o v er   th n etw o r k .   T h b ase  p r ices  at  ea ch   lo ad   b u s   ar eq u al  to   av er ag L MP s   f o r   2 4   h o u r s   d er iv ed   f r o m   OP in   th f ir s s ce n ar io .   T h r atio   o f   elec tr icity   p r ices  h as  b ee n   co n s id er ed   o n h alf   o f   b ase  p r ices  in   lo w   lo ad   p er io d ,   eq u al  to   b ase  p r ices  in   o f f - p ea k   an d   eq u al  to   o n an d   h alf   tim es  o f   th b ase  p r ices  at  p ea k   p er io d   [ 2 6 ] .   P ar ticip a tio n   p o ten tial  f o r   DR   im p lem en tatio n   is   ass u m ed   to   b 2 0 at  an y   lo ad   p o in t.  T h ac ce p tab le  lev el  o f   r eliab ilit y   is   p r ed ef in ed   p er ce n tag o f   co n s u m p tio n   en er g y   w h ich   th m ax im u m   allo w ab le  v alu h as  b ee n   co n s id er ed   to   b 0 . 1 o f   d aily   co n s u m ed   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 .   4 A u g u s t 2 0 1 8   :   1 9 8 5     1 9 9 6   1992   en er g y   in   t h is   s tu d y .   T h r eliab ilit y   ev alu atin g   is   b ased   o n   HL - I .   T h r eliab ilit y   co n s tr ain is   ap p lied   to   ea ch   f ea s ib le  s o lu tio n   o f   p ar ticles as f o llo w s :   I f   E E NS Tot <E m ax ,   th co s t o f   r eliab ilit y   is   ca lcu lated   b ased   o n   av er ag o f   all  b u s es  L MP s   at  an y   h o u r .   I f   E E NS T ot >E m ax ,   th tr ial  s o lu tio n   p r o v id es  an   u n d esire d   lev el  o f   r eliab ilit y   an d   f ix ed   lar g p en alty   is   allo ca ted   to   r eliab ilit y   co s t in   th s ec o n d   ter m   o f   th co s f u n ctio n .   Fin al  s o lu tio n   is   ch o s en   th r o u g h   s ev er al  tr ials   co n s id er in g   th s to ch asti in h er en b eh av io r   o f   ev o lu tio n ar y   alg o r ith m .   P ar am eter s   s ettin g   o f   p r o p o s ed   alg o r ith m   h av b ee n   d eter m in ed   b ased   o n   tr ials   w h ich   ar p r esen ted   in   T ab le  2 .   T h o p tim al  o p er atio n   o f   D u n its   an d   d em an d   v ar iatio n s   d u to   T OU  im p lem en tatio n   ar p r esen ted   in   Fig u r 3 .         T ab le  2 .   Settin g   P ar a m eter s   f o r   P r o p o s ed   A lg o r ith m                                                          0 . 0 5   0 . 9 5   2 0 0   40   0 . 9 8   10   0 . 2       A s   it  ca n   b s ee n   in   Fig u r 3 ,   th p r ice  s ig n als  f r o m   T OU  ca n   co n s id er ab ly   alter   th d em an d   an d   r ed u ce   th p ea k   d em an d   b y   1 8 6   MW .   T h h o u r ly   DGs  p ar ticip atio n   is   o b tain ed   b y   p r o p o s ed   h y b r id   alg o r ith m   d ec is io n   b esid o th er   co n v en tio n al  u n its .   W ith   in cr ea s in   lo ad   at  p ea k   p er io d ,   DGs  p ar ticip atio n   is   in cr ea s ed   an d   in j ec ted   p o w er   b y   s m all  n o n - ex p en s iv u n its   af f ec ts   th m o s s ig n if ican o p er atio n al  in d ices.  Hen ce ,   an   ex ten s iv n u m er ical  co m p ar is o n   h as  b ee n   p r esen ted   in   T ab le  3   w h ile  th lead   tim w as  f ix ed   at   4   h .   W ith   in cr ea s in   p o w er   in j ec tio n s   b y   DGs,  d e - co m m itti n g   ex p en s iv g en er ato r s   an d   alter in g   d em an d   p r o f ile,   r elief   o f   tr an s m is s io n   ca p ac ity   an d   d ec r ea s o f   o p er atio n al  co s ts   co u ld   b ac h iev ed   s im u ltan eo u s ly .   T h T OU  im p lem en tatio n   ca n   r en d er   s o m d em an d   f r o m   p ea k   lo ad   p er io d   to   lo w   lo ad   p er io d   to   p r ev en lo ad   s h ed d in g   an d   s y s tem   v o ltag co llap s w h en   th p o w er   s y s tem   r eliab ilit y   is   j eo p ar d ized .   T h in itial  lo ad   f o r ec asti n g   an d   th lo ad   cu r v af ter   ap p ly in g   T OU  h av b ee n   s h o w n   in   Fig u r 4 .   T h o p tim al  u n it  co m m itm en s ch ed u lin g   r esu lts   f o r   b o th   s ce n ar io   ar s h o w n   in   T ab le   4   an d   T ab le   5.           Fig u r 3 .   T h in j ec ted   p o w er   b y   DGs  an d   th ch an g e   d em an d   d u to   T OU  f o r   L T   4   h           Fig u r 4 .   L o ad   cu r v b ef o r an d   af ter   T OU  i m p le m e n ti n g   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       R elia b ilit C o n s tr a in ed   Un it C o mmitmen t Co n s id er in g   th E ffect  o f D a n d   DR     ( Ma s o u d   A lia k b a r i )   1993   T ab le  4 .   Op tim al  U n it C o m m i t m e n t Sc h ed u le  R es u lts   w i th o u t D &   DR   U n i t /   h o u r   1   2   3   4   5   6   7   8   9   1 0   1 1   1 2   1 3   1 4   1 5   1 6   1 7   1 8   1 9   2 0   2 1   2 2   2 3   2 4   U 1   &   U 2                                                   U3                                                   U4                                                   U 5   &   U 6                                                   U7                                                   U8                                                   U9                                                   U 1 0                                                   U 1 1                                                   U 1 2                                                   U 1 3                                                   U 1 4                                                   U 1 5   ~   U 1 9                                                   U 2 0   ~   U 2 3                                                   U 2 4                                                   U 2 5                                                   U 2 6                                                       T ab le  5 .   Op tim al  U n it C o m m i t m e n t Sc h ed u le  R es u lts   w i th   DG  &   D R   U n i t / h o u r   1   2   3   4   5   6   7   8   9   1 0   1 1   1 2   1 3   1 4   1 5   1 6   1 7   1 8   1 9   2 0   2 1   2 2   2 3   2 4   U 1   ~   U 2                                                   U3                                                   U4                                                   U 5   ~   U 6                                                   U7                                                   U8                                                   U9                                                   U 1 0                                                   U 1 1                                                   U 1 2                                                   U 1 3                                                   U 1 4                                                   U 1 5   ~   U 1 9                                                   U 2 0   ~   U 2 6                                                   D G 1                                                   D G 2                                                   D G 3                                                       A ch iev in g   b etter   lev el  o f   r eliab ilit y   r eq u ir es  th co m m itm en o f   m o r u n its   an d   th is   in cr ea s es  th R C UC   co s in   d is p atch   p er io d .   Ho w ev er   r esu lts   o f   T ab le  3   s h o w s   th at  b etter   r eliab ilit y   in d ex   ca n   b o b tain ed   w ith   lo w er   o p er atio n al  co s ts   b y   o p tim al  s ch e d u lin g   o f   g en er atio n   u n its .   T h im p r o v em en o f   co n s id er ed   r eliab ilit y   in d ex   ( E E NS)   d em o n s tr ates  th ap p licab ilit y   an d   u s ef u ln ess   o f   co m b in in g   th DGs  an d   DR   p r o g r am   an d   p r o p o s ed   alg o r ith m .   L ea d   tim is   an o th er   p ar am eter   th at  af f ec ts   th r eliab ilit y   in d ices .   T h L OL P   in d ex   f o r   d if f er en am o u n o f   lead   tim h as  b ee n   p r esen ted   in   Fig u r 5 .   T h is   in d ex   in d icate s   th p r o b ab ilit y   o f   s tate  th at  th av ailab le  g en er atio n   alo n g   w ith   s p in n in g   r eser v is   n o ab le  to   m ee th s y s tem   lo ad   an d   s atis f y   th co n s tr ain ts .         T ab le  3 .   C o m p ar is o n   b et w ee n   Sev er al  Op er atio n al  P ar a m eter s   ( L T =4   h )   O p e r a t i o n a l   P a r a me t e r s   W i t h   D G   &   D R   W i t h o u t   D G   &   D R   T o t a l   c o st   o f   R C U C   ( $ )   9 6 3 , 1 4 5 . 9 7   1 , 0 4 3 , 8 0 6 . 9 4   S t a r t   U p   C o st   ( $ )   2 3 , 0 0 0   2 8 , 5 0 0   C o st   o f   c o n v e n t i o n a l   u n i t s ( $ )     9 1 3 , 7 6 8 . 2 8   1 , 0 1 1 , 0 3 8 . 8 7   C o st   o f   D G s ($ )   2 5 , 3 0 9 . 5 3   0   C o st   o f   r e l i a b i l i t y   ( $ )   1 , 0 6 8 . 1 6   4 , 2 6 8 . 0 7   O p e r a t i o n   C o st   r e d u c i n g   d u e   t o   T O U   ( $ )   5 2 , 3 5 1 . 4 4   0   T r a n smissi o n   N e t w o r k   C o n g e st i o n   a t   p e a k   h o u r   ( M W )   3 , 4 1 3 . 7 3   3 , 6 0 7 . 4   A c t i v e   p o w e r   L o ss (M W )   8 4 6 . 0 1   8 3 0 . 6 4   L o a d   F a c t o r   ( %)   9 1 . 5 7   8 4 . 6 1   EEN S   ( M W h / d a y )   2 4 . 0 9   2 8 . 3 1   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 .   4 A u g u s t 2 0 1 8   :   1 9 8 5     1 9 9 6   1994   Fig u r 5   d ep icts   th at  th lead   tim ca n   af f ec th s o lu tio n   o f   UC   p r o b lem .   T h ch an g in   lead   tim r esu lts   in   ch an g o f   g en er atin g   u n it  u n av ailab ilit y   an d   th is   is s u ca u s es  an   in cr ea s o r   d ec r ea s in   n u m b er   o f   co m m itted   u n its   to   p r o v id th s am r eliab ilit y   lev el.   I n   o r d er   to   d em o n s tr ate  th ef f ec o f   lead   tim v ar iatio n s ,   Fig u r 6   an d   Fig u r 7   illu s tr ate  th to tal  co m m itted   ca p ac ity   o f   ea ch   lo ad   cu r v s h o w n   in   Fig u r 4   w h ile  th lead   tim is   v ar ied   f r o m   4   to   8   h .   I ca n   b s ee n   th at  th r eq u ir ed   s p in n in g   r eser v g r o w s   w ith   in cr ea s in   co m m itted   ca p ac ity   to   ac h iev th s am d esire d   lev el  o f   r eliab ilit y .             Fig u r 5 .   L O L P   at  ea c h   h o u r   o v er   th d is p atc h   p er io d     Fig u r 6 .   E x p ec ted   in itial lo ad   an d   to tal  co m m i tted   ca p ac it y   at  ea ch   h o u r   f o r   t w o   v alu e s   o f   lead   ti m e       T o   v alid ate  th co m p u tatio n al  ef f icien cy   o f   th p r o p o s ed   h y b r id   m eth o d ,   th s am f o r m u latio n   is   s o lv ed   u s in g   b in ar y   r ea co d ed   f ir ef ly   ( B R C FF )   alg o r ith m   an d   n o v el  ad ap tiv q u an tu m - in s p ir ed   b in ar y   g r av itatio n al  s ea r ch   ( QB GSA )   alg o r ith m .   T h co n s id er ed   alg o r ith m s   h av th ab ilit y   f o r   s ea r ch   in   lar g s p ac w ith   f ast  co n v er g en ce   r ate.   A   m o r d etailed   d escr ip tio n   o f   th is   alg o r ith m s ,   in clu d in g   f o r m u latin g   an d   f lo w ch ar o f   o p tim izin g   p r o ce d u r ca n   b f o u n d   in   [ 2 7 ]   an d   [ 2 8 ] .   Fig u r 8   d ep icts   co m p ar is o n   b etw ee n   p r o p o s ed   o p tim izatio n   m eth o d ,   QB GSA ,   B P SO  an d   B R C FF   b ased   o n   R C UC   f o r m u latio n   to   ass ess   h o w   s ea r ch in g   th s p ac o f   p r o b lem .   Hig h   g ap   b etw ee n   co n v er g en ce   p o in ts   o f   alg o r ith m s   r ev ea th p o w er f u ln ess   o f   th p r o p o s ed   m eth o d   ag ain s o th er   o n es.  C o n s id er in g   th o b tain ed   r esu lts   p r o p o s ed   alg o r itm   p r o v id es  th b est  o p tim al  s o lu tio n   in   ter m s   o f   co m p u tatio n   s p ee d   an d   ac cu r ac y   co m p ar ed   w ith   o th er s .   T h e   o b j ec tiv o f   th is   co m p ar is o n   is   to   s elec th m o s ap p r o p r iate  o p tim izatio n   tech n iq u f o r   s o lv in g   th UC   p r o b lem   in   f u tu r r esear ch .             Fig u r 7 .   L o ad   cu r v af ter   T O an d   to tal  co m m itted   ca p ac it y   at  ea ch   h o u r   f o r   t w o   v alu e s   o f   lead   ti m e     Fig u r 8 .   C o n v er g en ce   c h ar ac t er is tics   o f   p r o p o s ed   m et h o d ,   QB GSA ,   B P SO a n d   B R C FF   ( L T =4   h )       5.   CO NCLU SI O N   I n   th is   p ap er ,   n ew   ap p r o ac h   w h ich   is   co m b in atio n   o f   tw o   h eu r is tic  alg o r ith m s   w as  p r esen ted   to   s o lv th UC   p r o b lem   at  p r esen ce   o f   DGs  an d   DR   p r o g r am s   w ith   r eliab ilit y   an d   A C   p o w er   f lo w   co n s tr ain ts .   T h en f o r ce m en o f   r eliab ilit y   co n s tr ain d eter m in es  t h s p ec if ic  lev el  o f   g en er atio n   an d   co m m itted   ca p ac ity   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.