I nte rna t io na l J o urna l o f   E lect rica l a nd   Co m p ute r  E ng in ee ring   ( I J E CE )   Vo l.   9 ,   No .   1 ,  Feb r u ar y   201 9 ,   p p .   55 ~ 65   I SS N:  2 0 8 8 - 8708 ,  DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 / i j ec e . v9 i 1 . p p 5 5 - 65          55       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   Vo ltag e sensitiv it y  ana ly sis  t o  det e r m in e t he opti m a l  int eg ra tion  o f  distribu ted  gen eratio n in dis trib ution sy ste m s       K a t herine  Ca ba na 1 ,  J o hn   Ca nd elo 2 ,  Ra f a el  Ca s t illo 3 ,  E m i ro   De - la - Hoz - F r a nco 4   1, 4 De p a rt m e n t  o f   Co m p u ter S c ien c e   a n d   El e c tro n i c s,  Un iv e rsid a d   d e   la Co sta ,   Co l o m b ia   2 De p a rt m e n t  o f   El e c tri c a l  a n d   A u to m a ti c   En e rg y .   Un iv e rsid a d   Na c io n a l  d e   Co l o m b ia S e d e   M e d e ll i n ,   Co l o m b ia   3 De p a rt m e n t  o f   El e c tri c a l  a n d   El e c tro n ic  E n g in e e rin g ,   Un iv e rsid a d   d e l  No rte ,   C o lo m b ia       Art icle  I nfo     AB ST RAC T     A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Feb   22 ,   2 0 1 8   R ev i s ed   J u l 1 9 ,   2 0 1 8   A cc ep ted   Sep   8 ,   2 0 1 8       T h is  p a p e r  p re se n ts  a   v o lt a g e   s e n siti v it y   a n a l y sis  w it h   re sp e c t  to   th e   re a l  p o w e r  in jec ted   w it h   re n e w a b le  e n e rg ies   to   d e term in e   th e   o p ti m a l  in teg ra ti o n   o f   d istri b u ted   g e n e ra ti o n   (DG )  in   d istri b u t io n   s y ste m s   (DS).   T h e   b e st  n o d e s  w h e re   th e   p o w e r  in jec ti o n s  im p ro v e   v o lt a g e s  m a g n it u d e s  c o m p l y in g   w it h   th e   c o n stra in ts  a re   d e term in e d .   A s  it   is  a   c o m b in a to ri a l  p r o b lem ,   p a rti c le  s w a r m   o p ti m iza ti o n   ( P S O)  a n d   sim u lat e d   a n n e a li n g   (S A )  w e r e   u se d   t o   c h a n g e   in jec ti o n s  f ro m   1 0 %   to   6 0 %   o f   th e   to tal  p o w e r  lo a d   u sin g   so lar   a n d   w in d   g e n e ra to rs  a n d   f in d   th e   c a n d id a t e   n o d e s  f o r  in sta ll in g   p o w e r  so u rc e s.  T h e   m e th o d   w a s  tes t e d   u sin g   th e   3 3 - n o d e ,   6 9 - n o d e   a n d   1 1 8 - n o d e   ra d ial   d istri b u ti o n   n e tw o rk s.  T h e   re su lt s  sh o w e d   th a t  th e   b e st  n o d e s  f o r  in jec ti n g   re a l  p o w e r  w it h   re n e wa b le  e n e rg ies   w e re   se l e c ted   f o r  th e   d istri b u t io n   n e tw o rk   b y   u sin g   th e   v o lt a g e   se n siti v it y   a n a l y sis.  A lg o rit h m s  f o u n d   th e   b e st  n o d e s  f o r  th e   th re e   ra d ial  d istr i b u ti o n   n e tw o rk s  w it h   si m il a r  v a lu e s  in   th e   m a x i m u m   in jec ti o n   o f   re a l  p o w e r,   su g g e stin g   th a t  t h is  v a lu e   m a in t a in s  f o r  a ll   th e   p o w e r  s y ste m   c a se s.  T h e   in jec ti o n s  a p p li e d   t o   t h e   d if fe re n t  n o d e s  sh o w e d   th a t  v o l tag e   m a g n it u d e s in c re a se   sig n if ica n tl y ,   e sp e c iall y   w h e n   e x c e e d in g   th e   m a x i m u m   p e n e tratio n   o f   DG .   T h e   tes t  sh o w e d   th a t  so m e   n o d e s  su p p o r t  in jec ti o n s  u p   t o   th e   li m it s,  b u t   th e   v o lt a g e s  in c re a se   c o n sid e ra b ly   o n   a ll   n o d e s.   K ey w o r d s :   Dis tr ib u ted   g e n er atio n   Dis tr ib u tio n   n et w o r k s   Me tah e u r is tic  al g o r ith m s   Sen s iti v it y   a n al y s i s   Vo ltag e  m a g n it u d es   Co p y rig h t  ©   2 0 1 9   In stit u te o f  A d v a n c e d   E n g i n e e rin g   a n d   S c ien c e .    Al l  rig h ts re se rv e d .   C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Kath er i n e  C ab an a ,    Dep ar t m en t o f   C o m p u ter   Scie n ce   an d   E lectr o n ic s   Un i v er s id ad   d e  la  C o s ta,   C U C ,   5 8   #   5 5   -   6 6 .   B ar r an q u illa,  C o lo m b ia .   E m ail:  k ca b an a @ cu c. ed u . co       1.   I NT RO D UCT I O N   T h e  in teg r atio n   o f   DG  i n   d is tr ib u tio n   n et w o r k   h as  i n cr ea s ed   r ap id ly   [ 1 ] ,   s in ce   t h e  p o s s ib ilit y   o f   g en er ati n g   p o w er   clo s e  to   co n s u m er s ,   r ed u ci n g   p o w er   lo s s e s ,   in cr ea s in g   v o lta g es,  i m p r o v in g   r eliab ilit y ,   a n d   o th er s   [ 2 ] ,   [ 3 ] .   Ho w e v er ,   th e  lar g e  p en etr atio n   o f   elec tr ic  s o u r ce s   b r in g s   s tab ilit y   p r o b lem s   [ 4 ] ,   [ 5 ] .   Fo r   th is   r ea s o n ,   th e  v o ltag e  s tab ilit y   m u s t  b e  s t u d y   a s   t h e  in cr ea s i n g   p e n etr atio n   o f   r en e w ab le - en er g y   d e m a n d   h i g h   lev els o f   r ea ctiv e  p o w er   in   t h e   p o w er   g r id   an d   v o ltag e  s u p p o r t is a  m aj o r   c h allen g e [ 6 ] – [ 8 ] .   A cc o r d in g   to   [ 9 ] ,   d is tr ib u tio n   n et w o r k s   h a v e  n o   s tab ilit y   p r o b lem s   i n   t h eir   n o r m a l  d esig n ,   b u t  t h e   in te g r atio n   o f   a  lar g e  n u m b er   o f   DG  b r in g s   s o m e  s tab il it y   is s u e s .   So m e   p r ev io u s   s t u d ies  h av e  d eter m i n e  t h at   th e  co n n ec t io n   o f   DG  m a y   a f f ec t th e  v o lta g e  s tab ili t y   in   d i s t r ib u tio n   s y s te m s   [ 1 0 ] ,   [ 9 ] .   I n   [ 1 1 ] ,   th e  r esear ch er s   p r esen ted   th e  p ar ticle  s w ar m   o p tim izatio n   ( P SO)   as  a n   alte r n ativ e  to   o p ti m ize  a  p o w er   in j ec tio n   m o d el  f r o m   DG,   w it h   t h e  ai m   o f   m ax i m iz i n g   v o lta g e  s tab ilit y .   I n   [ 1 2 ] ,   a  co m b in at io n   o f   ev o l u tio n ar y   p r o g r am m i n g   ( E P )   an d   P SO  w as  p r ese n ted   to   ac h iev e   co n v er g e n ce   an d   ac c u r ac y   o f   d eter m in in g   f aster   D G   s ize  an d   lo ca tio n .   Fu r t h er m o r e,   th e  a u t h o r s   i n   [ 1 3 ]   h av e  p r o p o s ed   th e  o p ti m al  p lace m en t,  s ize  a n d   n u m b er   o f   d if f er e n t  t y p e s   o f   DG  u n its   i n   d is tr ib u tio n   s y s te m s   co n s id er in g   t h e  v o lta g e  li m it s   an d   th e  li n e s ’   tr a n s f er   ca p ac ities ,   u s i n g   th e   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.  9 ,   No .   1 ,  Feb r u ar y   2 0 1 9   :   5 5   -   65   56   g en et ic  alg o r it h m   ( G A )   as  a n   o p ti m izatio n   tech n iq u e  a n d   th e  b ac k w ar d / f o r w ar d   s w e ep   m et h o d   ( B FS ) .   T h e  au th o r s   i n   [ 1 4 ]   in v e s ti g at ed   th e  ev al u atio n   o f   s tatic  v o lt ag e  s tab ili t y   o n   I E E E   3 3 - b u s ,   P G& E   6 9 -   b u s   a n d   a  r ea l  ca s e  w it h   t w o   s to ch ast ic   DG  u n its .   I n   t h e  liter at u r e,   th e  s tu d ies  p r ese n ted   f o c u s   o n   d eter m i n in g   h o w   th e   in te g r atio n   a f f ec ts   t h e  v o lta g e   s tab ilit y   o f   t h e  d is tr ib u tio n   n e t w o r k   an d   t h e  m ax i m u m   v alu e  o f   in teg r ati n g   t h e   g en er ato r s   [ 1 5 ] .   Ho w ev er ,   s o m e   o f   t h ese  s tu d ie s   h a v e  f o cu s ed   o n   th e  o p ti m al  lo ca tio n   o f   d is tr ib u ted   g en er atio n   to   m in i m ize  p o w er   lo s s   o r   co s t  f u n ctio n s ,   n o t  an a l y s i n g   th e  v o lta g e  s e n s it iv i ties   o f   th e  n o d es.  An d   s o m e  s t u d ies  u s e s   m eta h eu r i s tics   ap p l y i n g   t h e  s a m e  o b j ec tiv e  f u n ct io n s   to   d eter m i n e  th e  b est  p lace   f o r   th e   p o w er   s o u r ce s ,   b u t  n o t  o th e r   an al y s is   s u c h   as  v o lta g e  ch an g es  ar e  co n s id er ed   to   ev alu ate  t h e  p o s s ib l e   in te g r ati o n   o f   t h e  r en e w ab le  e n er g y   s o u r ce s   w it h o u t a f f ec t in g   th e  o p er atin g   co n d itio n s .   T h is   p ap er   f o cu s es  o n   d eter m i n in g   t h e  m a x i m u m   i n te g r atio n   o f   d is tr ib u ted   g e n er atio n   i n   d i s tr ib u tio n   n et w o r k s   b y   u s i n g   t h e  p o w er   f lo w   iter atio n   p r o ce s s   i n te g r ated   to   th e  m etah e u r is tic  al g o r ith m s   to   s ea r c h   a   b etter   p lace   f o r   th e  p o w er   s o u r ce s   an d   th e  m a x i m u m   p o wer   s u p o r ted   b y   th e  n et w o r k   with o u t  a f f ec tin g   t h e  v o ltag e  co n d itio n s   o f   t h e  n et w o r k .   B ec au s e  th is   is   a  lar g e   co m b i n ato r ial  p r o b lem ,   w e  u s ed   p ar ticle  s w ar m   o p tim izatio n   ( P SO)   an d   s i m u l ated   an n ea li n g   ( S A )   as  th e  o p ti m izat io n   tech n iq u e s   to   d eter m i n e  th e  p lace   an d   th e  s ize  o f   DG.   As  t h e  o b jectiv e  f u n ctio n   w e  u s ed   t h e   i m p r o v e m en t  o f   t h e  v o lta g e  v o ltag e  p r o f ile   in   d is tr ib u tio n   n e t w o r k s .   T h e  a p p r o ac h   is   ap p lied   o n   I E E E   3 3 - b u s ,   I E E E   6 9 - b u s   an d   I E E E   1 1 8 - b u s   r ad ial   d is tr ib u tio n   s y s te m .   T o   ac h iev e  th is ,   Sec tio n   2   d escr ib es  t h e   m et h o d o lo g y   o f   t h e  r esear ch .   Sectio n   3   p r esen t s   th e  r ev ie w   a n d   i m p le m e n tati o n   o f   th e  m et h o d o lo g y   i n   a  ca s e  s t u d y .   Sectio n   4   p r esen t s   a  b r ief   d is cu s s io n   ab o u t  d is tr i b u ted   g en er atio n   ef f ec ts .   Fi n all y ,   th e  m aj o r   co n tr ib u tio n s   an d   co n cl u s io n s   o f   th e  p ap er s   ar e   s u m m ar ized .       2.   RE S E ARCH   M E T H O D     Fig u r e  1   s u m m ar izes   th e  m et h o d   u s ed   in   t h i s   r esear ch   to   d eter m in e  th e  ca n d id ate  n o d es  f o r   in s tal lin g   DG.   T h e  p r o p o s ed   m et h o d   s ta r ts   r ea d in g   t h e  i n p u t  d ata  f r o m   th e  m o d els  o f   t h e  d is tr ib u t io n   n et w o r k .   T h en ,   a n   in itial  p o p u lat io n   i s   d ef i n ed   an d   ev al u ated .   Fi n all y ,   th e  lo ca tio n   an d   s ize  o f   DG  is   d et er m in ed   d u r i n g   t h e   iter atio n   o f   t h e  alg o r it h m s .           Fig u r e  1 .   Flo w   c h ar t o f   th e  m e th o d o lo g y   Di st r i b u ti o n sy st em m o d el S o l a r   a n d   w i n d m o d el s P r o b a b i l i sti c m o d e l o f   D G L o c a ti o n a n d   si z e o f   D G I n p u t  d a ta I n i ti a l p o p u l a ti o n F i tn e s s ev a l u a ti o n S a v e th e b est s o l u ti o n F i n d a   n ew   s o l u ti o n E v a l u a te th e n ew   so l u ti o n S a v e  th e  n ew   b est   s o l u ti o n S to p i n g c r i ter i a ? S ta r t E n d P a r a m eter s of  th e a l g o r i th m s No Y es 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       V o lta g e  s en s itivity a n a lysi s   to   d etermin e  th e  o p tim a l in teg r a t io n   o f d is tr ib u ted ...   ( K a th erin e   C a b a n a )   57   2 . 1 .     No des   f o r  inje ct ing   po w er   Fin d i n g   t h e  n o d e  to   in j ec t  p o w er   i n   t h e  d is tr ib u t io n   n et w o r k   is   i m p o r tan t  f o r   th i s   s t u d y ,   b ec au s e  i t   d ef in e s   t h e  b est   p lace   to   in s tal l th e  DG,   m ai n tai n in g   g o o d   o p er atin g   co n d itio n s   o f   t h e  s y s te m   u n d er   s tu d y .   Fo r   th is   p u r p o s e,   th e   f o llo w i n g   t h r ee   s tag e s   w er e  p r o p o s ed   in   t h e  a n al y s is   to   d eter m i n e  t h e  b est  n o d es  to   i n j ec t  p o w er   in   t h e  d is tr ib u tio n   n et wo r k s   [ 1 6 ] .   Stag e  1 :  d is tr ib u tio n   n et w o r k s   m u s t  b e  m o d elled   to   id en ti f y   v o lta g e  s e n s iti v ities   o f   d i f f er en t  n o d es  w h en   in s ta lli n g   DG.   A   s tat ic  m o d el  o f   ea ch   p o w er   p lan t  u n d er   an a l y s i s   is   co n s id er ed   [ 1 7 ] .   T h e  l o ad   is   m o d elle d  as   co n s ta n t   v al u e  m ai n tain in g   t h e   s a m e   p o w er   f ac to r   an d   th e  m a in   s o u r ce   w a s   co n s id er ed   as th e  s lack   n o d e.   Stag e  2 : t h e  o p er atin g   s tate  o f   th e  d is tr ib u tio n   n et w o r k   is   f o u n d ,   d eter m in in g   t h e  v o lta g e  s e n s it iv i ties   o f   n o d es   w it h   r esp ec t to   th e  r ea l p o w er   in j ec ted   [ 1 8 ] .   Stag e  3 :  ca n d id ate  n o d es  ar e  s elec ted   u s i n g   p o w er   f lo w s   a n d   an al y ze d   w i th   v o ltag e  s en s iti v ities   b e f o r e  an d   af ter   in j ec tin g   r ea l  p o w er .   I n   th is   r esear c h ,   d if f er en t  s ce n ar io s   o f   d e m an d   ar e   u s ed   to   id en ti f y   w ea k   n o d es.   No d es a r e  class if ied   ac co r d in g   to   th e  v o ltag e  v ar iatio n s   w h e n   th e  i n j ec tio n   o f   r ea l p o w er   i n cr ea s e.     2 . 2 .   S ce na rio s   f o r  t esting   t he  m et ho d   T h e  f o llo w i n g   s ce n ar io s   ar e  c o n s id er ed   to   test   th e  m eth o d   a n d   an al y ze   th e  r es u lt s :   1.   Scen ar io   1 .   I n   th i s   f ir s t   s ce n a r io ,   n o   DG  i s   co n s id er ed   f o r   th e  s i m u la tio n ,   b ei n g   a  b ase  c ase  to   co m p ar e   o th er   r esu lt s   o f   t h e  in te g r atio n   o f   s o lar   an d   w i n d   en er g y   g e n er atio n .   2.   Scen ar io   2 .   I n   th e  s ec o n d   s ce n ar io ,   p h o to v o ltaic  en er g y   s y s t e m s   ar e  i n te g r ated   to   th e  d is tr i b u tio n   n et w o r k   to   d eter m i n e  t h e  m a x i m u m   p o w er   i n j ec tio n .   3.   Scen ar io   3 .   I n   th e  th ir d   s ce n ar io ,   w i n d   en er g y   s y s te m s   ar e  in teg r ated   to   th e  d is tr ib u tio n   n et w o r k   t o   d eter m in e  t h e  m a x i m u m   p o w e r   in j ec tio n .   4.   Scen ar io   4 .   I n   t h e  f o u r t h   s ce n ar io ,   p h o to v o ltaic   an d   w i n d   en er g y   s y s te m s   ar e  i n te g r ated   to   th e   d is tr ib u t io n   n et w o r k   to   d eter m i n e  th e  m a x i m u m   p o w er   in j ec tio n .     2 . 3 .   Co ns idera t io ns   Fo r   test in g   th e  m et h o d ,   th e  f o l lo w i n g   co n s id er atio n s   ar e  s tat ed :   1.   Mo r e  th an   o n e  g en er ato r   ca n   b e  in s tal led   at  ea ch   n o d e.   2.   A ll  DG  u n it s   o p er ate  w it h   a   u n itar y   p o w er   f ac to r ,   to   av o id   in ter f er en ce   w i th   v o ltag e   co n tr o l  d ev ices   co n n ec ted   to   th e  s y s te m   [ 1 9 ] ,   [ 2 0 ] .   I n   ad d itio n ,   th e  p o w er   f a cto r   r em ai n s   co n s ta n t f o r   all  te s ts .   3.   W in d   s p ee d   an d   s o lar   r ad iati o n   h a v e  t h e  s a m e  v al u es  f o r   all  th e  p o i n ts   w h er e  t h e  g e n er ato r s   ca n   b e   in s ta lled .   4.   So m e  r esear ch er s   r ec o m m en d   th at  DG  p en etr atio n   lev el s   ar e  eq u al  to   o r   less   th an   3 0 %  o f   th e  m a x i m u m   lo ad   [ 2 1 ] .   Ho w e v er ,   in   t h is   s t u d y   it  i s   u p   to   6 0 %.  T h e  in cr ea s in g   p o w er   s tep s   ar e  d ef i n ed   as  0 ,   1 0 ,   2 0 ,   3 0 ,   4 0 ,   5 0 ,   an d   6 0 %.    5.   T h e  m o d els o f   t h e  ele m e n ts   p r o p o s ed   in   [ 2 2 ]   ar e  u s ed   in   th i s   r esear ch .   6.   L o ad   is   m o d el led   f o r   th e   f o u r   s ea s o n s   o f   th e   y ea r ,   a s   co n s id er ed   in   o th er   s t u d ies  [ 2 2 ] .   T h e  p o w er   d e m a n d   o f   ea ch   d is tr ib u tio n   n et w o r k   is   co n s id er ed   as th e  p ea k   v a lu e.   7.   So lar   r ad iatio n   an d   w i n d   s p ee d   ar e  m o d eled   u s i n g   t h e  B eta  an d   W eib u ll  p r o b ab ilit y   d en s it y   f u n ctio n s ,   r esp ec tiv el y ,   a s   co n s id er ed   in   o th er   s tu d ie s   [ 2 2 ] ,   [ 2 3 ] .   8.   DG  u n its   ar e  i n s talled   o n   a  g iv en   n o d e  an d   th e  v o ltag e  c h a n g es a r e  m o n it o r ed .     9.   E ac h   g e n er ato r   s u p p lies   a  co n s tan t p o w er   o f   4 , 5 MW ,   w ith   u n it y   p o w er   f ac to r .   10.   T h e  m in i m u m   a n d   m a x i m u m   v o ltag e  v al u es  f o r   all  t h e  d is t r ib u tio n   n et w o r k s   w er e  d ef i n e d   as  V m i n =0 . 9   p . u .   an d   V m a x =1 . 1   p . u ,   r esp ec tiv el y .     2 . 4 .   L o a d  m o del   T ab le   1   p r esen ts   t h e  lo ad   p r o f ile,   as  p er ce n tag e s   o f   th e   an n u al  m a x i m u m   lo ad   [ 2 2 ] .   A n n u a l   m ax i m u m   lo ad   d em a n d   is   1 6 . 1 8   MV A .   Data   is   u s ed   to   m o d el  s o lar   r ad iatio n   an d   w in d   s p ee d   w i th   t h e  B eta   an d   W eib u ll p r o b ab ilit y   f u n cti o n s ,   r esp ec tiv el y .                       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  9 ,   No .   1 ,  Feb r u ar y   2 0 1 9   :   5 5   -   65   58   T ab le  1 .   Data   C o n s id er ed   f o r   th e  L o ad s   o f   t h e  Di s tr ib u tio n   N et w o r k   [ 2 2 ]   H o u r s   W i n t e r   S p r i n g   S u mm e r   F a l l   12 — 1   a m   0 . 4 7 5 7   0 . 3 9 6 9   0 . 6 4   0 . 3 7 1 7   1 — 2   0 . 4 4 7 3   0 . 3 9 0 6   0 . 6   0 . 3 6 5 8   2 — 3   0 . 4 2 6   0 . 3 7 8   0 . 5 8   0 . 3 5 4   3 — 4   0 . 4 1 8 9   0 . 3 6 5 4   0 . 5 6   0 . 3 4 2 2   4 — 5   0 . 4 1 8 9   0 . 3 7 1 7   0 . 5 6   0 . 3 4 8 1   5 — 6   0 . 4 2 6   0 . 4 0 9 5   0 . 5 8   0 . 3 8 3 5   6 — 7   0 . 5 2 5 4   0 . 4 5 3 6   0 . 6 4   0 . 4 2 4 8   7 — 8   0 . 6 1 0 6   0 . 5 3 5 5   0 . 7 6   0 . 5 0 1 5   8 — 9   0 . 6 7 4 5   0 . 5 9 8 5   0 . 8 7   0 . 5 6 0 5   9 — 10   0 . 6 8 1 6   0 . 6 2 3 7   0 . 9 5   0 . 5 8 4 1   10 — 11   0 . 6 8 1 6   0 . 6 3   0 . 9 9   0 . 5 9   11 — 2   pm   0 . 6 7 4 5   0 . 6 2 3 7   1   0 . 5 8 4 1   12 — 1   0 . 6 7 4 5   0 . 5 8 5 9   0 . 9 9   0 . 5 4 8 7   1 — 2   0 . 6 7 4 5   0 . 5 7 9 6   1   0 . 5 4 2 8   2 — 3   0 . 6 6 0 3   0 . 5 6 7   1   0 . 5 3 1   3 — 4   0 . 6 6 7 4   0 . 5 5 4 4   0 . 9 7   0 . 5 1 9 2   4 — 5   0 . 7 0 2 9   0 . 5 6 7   0 . 9 6   0 . 5 3 1   5 — 6   0 . 7 1   0 . 5 7 9 6   0 . 9 6   0 . 5 4 2 8   6 — 7   0 . 7 1   0 . 6 0 4 8   0 . 9 3   0 . 5 6 6 4   7 — 8   0 . 6 8 1 6   0 . 6 1 7 4   0 . 9 2   0 . 5 7 8 2   8 — 9   0 . 6 4 6 1   0 . 6 0 4 8   0 . 9 2   0 . 5 6 6 4   9 — 10   0 . 5 8 9 3   0 . 5 6 7   0 . 9 3   0 . 5 3 1   10 — 11   0 . 5 1 8 3   0 . 5 0 4   0 . 8 7   0 . 4 7 2   11 — 2   am   0 . 4 4 7 3   0 . 4 4 1   0 . 7 2   0 . 4 1 3       2 . 5 .   So la r  m o del   So lar   r ad iatio n   w as  m o d eled   u s i n g   t h e  b eta  p r o b ab ilit y   d en s it y   f u n ctio n   [ 2 2 ] ,   [ 2 3 ] ,   as  s h o w n   in   ( 1 ) .   W h er e  ( )   is   th e  b eta  p r o b ab ilit y   d en s it y   f u n ctio n ,   S   is   th e  s o lar   r ad iatio n   in   k W / m 2 ,   co n s id er in g   th at  0 ≤ S ≤ 1 .  α   an d   β   ar e  p ar am eter s   o f   t h e  d is tr ib u tio n   f u n ctio n ,   co n s i d er in g   t h at  α > 0   an d   β > 0 .     ( ) = { ( + ) ( ) ( ) ∗ ( − 1 ) ∗ ( 1 − ) ( − 1 )     ( 1 )     P ar am eter     ca n   b e  ca lcu lated   u s i n g   ( 2 ) .   W h er e  μ   is   th e  m e an   d is tr ib u tio n   an d     is   th e  s t an d ar d   d ev iatio n   o f   t h e  d is tr ib u tio n   f u n ctio n .     = ( 1 − ) ∗ ( ∗ ( 1 + )   2 − 1 )   ( 2 )     P ar am eter     ca n   b e  ca lcu lated   u s i n g   th e  av er a g e  d is tr ib u t io n   p ar am eter     an d   th e  p ar am ete r   ,   as  s h o w n   in   ( 3 ) .     =   1 −   ( 3 )     2 . 6 .   Wind   m o de l   W in d   s p ee d   v ar iatio n s   ca n   b e  d escr ib ed   u s in g   th e  W eib u l l  p r o b ab ilit y   d en s it y   f u n ct io n   as  s h o w n   in   ( 4 ) .   W h er e  k   is   a  s h ap e  p ar a m eter   an d   c   is   a  s ca le  p ar a m eter .   W h en   k   i s   eq u al  to   2 ,   th e  p r o b ab ilit y   d en s it y   f u n ctio n   is   ca lled   R a y lei g h   ( )   as  s h o w n   i n   ( 5 ) .   P ar am eter     w as  c o n s id er   eq u al  to   2 . 0 2   an d   p ar a m eter   α   eq u al  to   9   [ 2 4 ] ,   [ 2 5 ] .   T h e  s ca le  p ar am eter   o f   t h e  R a y lei g h   p r o b ab ilit y   d en s it y   f u n ctio n   ca n   b e  ap p r o x i m ated   as  c =1 . 1 2 8 *V m .     ( ) =   ( ) − 1      [ − [ ] ]     ( 3 )     ( ) = ( 2 2 )      [ − [ ] 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       V o lta g e  s en s itivity a n a lysi s   to   d etermin e  th e  o p tim a l in teg r a t io n   o f d is tr ib u ted ...   ( K a th erin e   C a b a n a )   59   2 . 7 .   P ro ble m   f o r m u la t io n   T h e  g en er al  m o d el  o f   th e  p o w er   s y s te m   ca n   b e  r ep r esen ted   b y   t h e  f u n ctio n   ( , ) ,   as  s h o w n   in   ( 6 ) .  W h er e  x   r ep r esen ts   th e  s tate  v ar iab les an d   λ   th e  lo ad   f ac to r .     ( , ) = 0   ( 5 )     W h en   t h e  lo ad   i n cr ea s es,  t h e  s y s te m   ca n   s u f f er   v ar iatio n s   i n   s tr e s s   le v el s .   T h e  v ar iatio n   i n   r ea l  a n d   r ea ctiv e  p o w er   ca n   b e  r ep r es en ted   as  s h o w n   in   ( 7 )   an d   ( 8 )   [ 2 6 ] .   W h er e    an d     r ep r esen t  th e  r ea l  an d   r ea ctiv e  p o w er   o f   t h e  n o d e  i   af ter   ch a n g in g   ,   r es p ec tiv el y .   0 ,   an d   0 ,   ar e  th e  in it ial  r ea l  an d   r ea ctiv e  p o w e r   o f   th e  n o d e  i ,   r esp ec tiv el y .   ,   an d   ,   ar e   v ec to r s   th at  in d icate   th e  in cr ea s in g   p o w er   o f   n o d e  i,  an d   ∆   r ep r esen ts   th e  v ar iatio n   o f   th e  lo ad .     = 0 , ( 1 + , . ∆ )   ( 6 )     = 0 , ( 1 + , . ∆ )   ( 7 )     T h e  r ea l  an d   r ea ctiv e  p o w er   v alu e s   o f   ea c h   n o d e  i ,   ca n   b e  ca lcu lated   as  s h o w n   i n   ( 9 )   an d   ( 1 0 ) ,  r esp ec tiv el y .   W h er e  n   is   th e   n u m b er   o f   n o d es,  | |   r ep r esen ts   th e  v o ltag e  m a g n it u d e  o f   th e  n o d e  i ,    r ep r esen ts   th e  v o lta g e  an g le  o f   th e  n o d e  i ,  |  |   is   th e  ad m itta n ce   m a g n it u d e  o f   th e  ele m e n t  ( i,j)   an d      is   th e  i m p ed an ce   an g le  o f   th e  ele m e n t ( i,j ) .     = ∑ | | | | |  | c os   (  − + = 1 )   ( 8 )         = ∑ | | | | |  | s e n   (  − + = 1 )   ( 9 )   T h e  r ea l  p o w er   ch a n g e s   o f   t h e  d if f er en t  g e n er ato r s   ca n   b e  m o d el led   b y   t h e  ex p r es s io n   p r esen ted   in   ( 11 ) .   W h er e  0   th e  i n itia l  r ea l  p o w er   o f   ea ch   g en er atio n   u n it  an d   λ   r ep r esen t s   th e  p o w e r   ch an g in g   p ar am eter .     T h e  v ar iatio n   o f   λ   is   p er f o r m ed   b et w ee n   ze r o   ( ch ar g e  n o m in a l s y s te m )   an d   t h e  m ax i m u m   v alu e  o f   co n v er g e n ce   [ 2 6 ] .     = ( 1 + ) 0   ( 10 )     T h e  s p ac e  o f   ( 1   +  λ )   v ar iat io n   i n   th i s   r e s ea r ch   is   li m ited   b et w ee n   0 . 5   a n d   1 . 5   ti m es   t h e  lo ad   b ase.   T h e  in cr ea s e  in   t h e  lev el  o f   ch ar g e  is   ca r r ied   o u t  w i th   s a m e  v alu e  o f   λ ,   f o r   all  n o d es.     2 . 8 .   O bje ct iv e  f un ct io n   T h e  o b j ec tiv e  f u n ctio n   i s   d ef in ed   to   in cr ea s e  t h e  g e n er ati o n   at  d if f er e n t  n o d es  ac co r d i n g   to   t h e   v o ltag e  m a g n it u d es  o f   t h e  n e t w o r k ,   a s   s h o w n   in   ( 12 ) .   W h er e     i s   th e  v o lta g e  at  t h e  s elec ted   n o d e  o f   th e   cu r r en t  s ce n ar io .          is   th e  v o ltag e  o f   t h e  lo ad   n o d e  in   t h e  p r ev io u s   s ce n ar io .   W h er e  a  h i g h   v al u e  o f     in d icate s   an   ex ce l len t   lo ca tio n   o f   DG   in   ter m s   o f   t h e  v o lta g e  m a g n i tu d es.   A t  t h e  m a x i m u m   v o ltag e   v al u es,   th e  r ea l o r   r ea ctiv e  p o w er s   ar e  m ax i m ized   [ 2 7 ] .         = [ 1 − ( −  ) ]   ( 11 )     2 . 9 .   E lect rica l c o ns t ra ints   T h e  r ea l  p o w er   g e n er ated   at  n o d e  i,  ,   m u s t  b e  li m ited   b y   t h e  m a x i m u m   a n d   m i n i m u m   v alu e,   as   s h o w n   i n   ( 1 3 ) .   W h er e  ,   an d   ,    r e p r esen t  th e  m ax i m u m   a n d   m i n i m u m   r ea l  p o w er   li m its   g en e r ated   at  n o d e  i,  r esp ec tiv el y .     , ≤ ≤ ,      = ( + 1 ) , ( + 2 ) , … ,   ( 12 )     T h e  r ea ctiv e  p o w er   g e n er ated   at  n o d e  i,  ,   m u s t  b e  r estricte d   b y   t h e  m ax i m u m   an d   m i n i m u m   v a lu e,   as  s h o w n   in   ( 1 4 ) .   W h er e  ,   an d   ,  r ep r esen ts   th e  m a x i m u m   an d   m i n i m u m   r ea cti v e  p o w e r   li m its   g en er ated   at  n o d e  ,   r esp ec tiv ely .     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.  9 ,   No .   1 ,  Feb r u ar y   2 0 1 9   :   5 5   -   65   60   , ≤ ≤ ,      = ( + 1 ) , ( + 2 ) , … ,   ( 13 )     Vo ltag e  m a g n it u d e,   ,   o f   ea ch   n o d e  m u s t  b e  li m ited   ac co r d in g   to   th e  m ax i m u m   a n d   m in i m u m   v alu e s ,   as  p r esen ted   in   ( 1 5 ) .   W h er e  ,      ,    r ep r esen ts   th e  m a x i m u m   an d   m i n i m u m   v o lta g e   m ag n it u d e  li m it s   o f   th e  n o d e  ,   r esp ec tiv el y .   T h e  s lac k   n o d e  i s   ass u m ed   to   h av e  a  v o lta g e  m ag n i tu d e  o f   1   p . u .     , ≤ ≤ ,   ( 14 5 )     2 . 1 0 .   T est  ca s es a nd   s i m u la t io ns   T h r ee   r ad ial  d is tr ib u tio n   s y s t e m s   w er e  s e lecte d   to   te s t  t h e   m et h o d   [ 2 8 ] – [ 3 1 ] .   T h e  3 3 - n o d e  r ad ial  d is tr ib u tio n   n et w o r k   [ 2 8 ] ,   [ 2 9 ]   h as   3 3   n o d es,  3 2   lin e s ,   1   m ai n   s o u r ce ,   an d   3 2   lo ad s .   T h e  to tal  lo ad   o f   t h e   n et w o r k   i s   3 7 1 5   k W   an d   2 3 0 0   k V A r   an d   t h e  to tal  p o w er   s u p p l y   o f   3 9 2 6   KW   an d   2 4 4 3   k V A r .   T h e  6 9 - n o d e  r ad ial  d is tr ib u tio n   n et w o r k   [ 2 8 ] – [ 3 0 ]   h as  6 9   n o d es,  6 8   lin es,  1   m ai n   s o u r ce ,   a n d   4 9   lo ad s .   T h e  to tal  lo ad   o f   th e  n et w o r k   is   4 0 1 4   k W   an d   2 8 4 5   k VA r   an d   th e  to tal  g en e r atio n   o f   4 2 6 5   k W   an d   2 9 5 7   k V A r .   A n d   f in a ll y ,   t h e  1 1 8 - n o d e  r ad ial  d is tr ib u ti o n   n et w o r k   [ 3 1 ]   h as  1 1 8   n o d es,  1 1 7   lin es,   1   m ain   s o u r c e,   an d   1 1 7   l o ad s .   T h e  to tal  lo ad   o f   t h e  n et w o r k   i s   2 2 7 0 9   k W   an d   1 7 0 4 1   k VA r   an d   t h e  t o tal  g en er atio n   o f   2 4 0 0 0   k W   an d   1 8 0 1 9   k VA r .       3.   RE SU L T S  A ND  AN AL Y SI S   3 . 1   No de  s elec t io n   T ab le  2   s h o w s   th e  r es u lt s   o b tain ed   w h e n   lo ca ti n g   a n d   s izi n g   d if f er en t  g e n er ato r s   in   t h e  d is tr ib u tio n   n et w o r k   w i th   t h e  o b j ec tiv e  f u n ctio n   s t u d ied .   T h e  f ir s t  co lu m n   is   t h e  d is tr ib u tio n   n et w o r k   test   ca s e,   t h e  s ec o n d   co lu m n   i s   t h e  n o d e  s elec ted   f o r   in s talli n g   DG,   a n d   t h e  o th e r   co lu m n s   co r r esp o n d   to   t h e  r esu lt s   o b tain ed   w i t h   th e  al g o r ith m   tes tin g   t h e  f o u r   s ce n ar io s .   T h e  h i g h er   p o w er   i n j ec tio n   is   o b tain ed   f o r   th e  n o d es  a w a y   f r o m   t h e  m ai n   s o u r ce .   A d d itio n a ll y ,   f r o m   t h e  tab le  w e  ca n   co n cl u d e  th at  th e  alg o r it h m s   f i n d   th e   s a m e  s o lu t io n s ,   b u t   S A   h a v e  a  lar g e  ti m e  to   co n v e r g e  f o r   t h e  s o l u tio n   co m p ar ed   to   th e  P SO.  T h e  n u m b er   o f   ite r atio n s   o f   th e  S A   i s   g r ea ter   th a n   t h e  u s ed   w it h   th e  P SO.  T h e  v o ltag e  s e n s it iv i t y   an al y s is   f o u n d   w it h   P SO  a n d   S A   p r esen ted   a  co r r elatio n   co ef f icie n t  o f   0 . 9 ,   in d icati n g   a  s tr o n g   an d   p o s iti v e  co r r elatio n   b et w ee n   th e  d ata  o b tain ed   b y   ea c h   alg o r ith m .       T ab le  2 .    L o ca tio n   an d   S ize  o f   DG  w i th   P SO   an d   S A   P o w e r   S y st e m   N o d e s   S c e n a r i o   ( M W )   1   2   3   4   PSO   SA   PSO   SA   PSO   SA   PSO   SA   I EEE  3 3   29   0   0   1 . 1   1 . 1   1 . 1   1 . 1   0 . 0   0 . 0   30   0   0   0 . 0   0 . 0   0 . 0   0 . 0   0 . 0   0 . 0   32   0   0   4 . 4   4 . 4   2 . 5   2 . 5   3 . 4 8   3 . 4 8   3 . 4 8   1 . 2   I EEE  6 9   19   0   0   0 . 0   0 . 0   1 . 6   1 . 2   0 . 0   0 . 0   25   0   0   2 . 2   2 . 2   0 . 0   0 . 0   0 . 0   0 . 0   68   0   0   4 . 8   4 . 5   2 . 9 2   2 . 9 2   3 . 2   3 . 2   3 . 2   2 . 2   I EEE  1 1 8   21   0   0   3 . 7 8   3 . 7 8   0 . 0   0 . 0   0 . 0   0 . 0   22   0   0   0 . 0   0 . 0   1 . 1   1 . 1   0 . 0   0 . 0   1 1 7   0   0   9 . 5 7   8 . 5 7   4 . 1 6   4 . 1 6   4 . 3 6   4 . 3 6   4 . 3 6   1 . 1       Fig u r e  2   s h o w s   t h e  v o lta g e  s e n s it iv i t y   a n al y s i s   w h e n   th e  p o w er   i n j ec ted   v ar ies  f r o m   1 0 %  to   6 0 %  o f   th e  to tal  lo ad .   W h e n   t h e  p o w e r   in j ec tio n   ex ce ed s   th e   3 0 %,  t h e  v o ltag e  s en s iti v it y   v al u es i n cr ea s e  a n d   s ep ar ate  f r o m   t h e  i n it ial  v alu e s .   T h e  v o ltag es   h a v e  a n   e x p o n en tial  i n c r ea s e  an d   t h e  p o w er   f lo w   s h o w s   t h at  s o m e  n o d es   ar e  o v er lo ad ed .   T h e  s i m u lat io n s   s h o w   a   s i m ilar   r es u lt   o b tain ed   in   p r ev io u s   r es u lts   r elate d   to   n o t  e x ce ed   3 0 %   o f   th e  p o w er   lo ad   [ 1 6 ] ,   [ 2 1 ] .    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       V o lta g e  s en s itivity a n a lysi s   to   d etermin e  th e  o p tim a l in teg r a t io n   o f d is tr ib u ted ...   ( K a th erin e   C a b a n a )   61       Fig u r e  2 .   Vo ltag e  s e n s iti v it y   w it h   d i f f er e n t p o w er   i n j ec tio n       3 . 2   Sens it iv it y   a n a ly s is   o f   t he  3 3 - no de  t est  ca s e   Fig u r e  3   p r esen ts   th e  v o lta g e  s en s iti v it y   a n al y s is   o f   th e  3 3 - no d e  r ad ial  d is tr ib u tio n   n et w o r k .   T h e  r ea l  p o w er   w as  in j ec ted   ch a n g i n g   f r o m   1 0 %  to   6 0 %   o f   t h e  to tal  lo ad   in   s tep s   o f   1 0 %.  T h e  ax is   y   r ep r esen ts   t h e  ch a n g e  i n   v o lta g e  m ag n it u d es  w i th   r esp ec t  to   th e  c h an g e  i n   r ea l  p o w er .   T h e  ax is   x   r ep r esen t s   th e  n o d e  o f   t h e  d is tr ib u tio n   n et w o r k .   W h e n   t h e  r e al  p o w er   in j ec tio n   r ea ch es  4 0 %,  th e  v o ltag e  c h an g e s   s ig n i f ica n tl y .   T h e  ch a n g es  i n   v o ltag e   r ep r esen ts   a  lar g e  v ar iatio n   f o r   all  n o d es  o f   th e   d is tr ib u tio n   n et w o r k .   T h is   r esu lt  co n f ir m s   t h e  m ax i m u m   le v el s   o f   DG  p en etr atio n   f o r   th e  3 0 %  o f   t h e  m ax i m u m   lo ad   [ 2 1 ] .   N o d es  s elec ted   b y   t h e  al g o r ith m s   ( 2 9 ,   3 0   an d   3 2 )   ar e   th e  m o s t  s en s iti v e  o f   t h e  n et w o r k ,   ch an g i n g   v o ltag e s   s ig n i f ica n tl y .   Fu r t h er m o r e,   a  n o d e  r an d o m l y   s e lecte d   ( n o d e  6 )   s h o w s   t h at  t h e  m a x i m u m   p er ce n tag e  h as  a   d if f er e n t b eh a v io r   in   v o lta g e s   o f   all  n o d es .           Fig u r e  3 .   Vo ltag e  s e n s iti v it y   a n al y s i s   Δ V/ Δ P   f o r   th e  3 3 - n o d e  r ad ial  d is tr ib u tio n   n et w o r k   0 . 0 0 0 . 0 1 0 . 0 2 0 . 0 3 0 . 0 4 0 . 0 5 P O W E R   I N J E C T I O N   A T   N O D E   6 10% 20% 30% 40% 50% 60% 0 . 0 0 0 . 0 1 0 . 0 2 0 . 0 3 0 . 0 4 0 . 0 5 P O W E R   I N J E C T I O N   A T   N O D E   2 9 0 . 0 0 0 . 0 1 0 . 0 2 0 . 0 3 0 . 0 4 0 . 0 5 P O W E R   I N J E C T I O N   A T   N O D E   3 0 0 . 0 0 0 . 0 1 0 . 0 2 0 . 0 3 0 . 0 4 0 . 0 5 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 P O W E R   I N J E C T I O N   A T   N O D E   3 2 V o l t a g e   s e n s i t i v i t y N o d e 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.  9 ,   No .   1 ,  Feb r u ar y   2 0 1 9   :   5 5   -   65   62   3 . 3   Sens it iv it y   a n a ly s is   o f   t he  6 9 - no de  t est  ca s e   Fig u r e  4   p r esen t s   t h e  v o lta g e   s en s iti v it y   a n al y s is   o f   t h e  n o d es  in   t h e  6 9 - n o d e  r ad ial  d is tr ib u tio n   n et w o r k .   T h e  r ea l  p o w er   w a s   in j ec ted   ch an g in g   f r o m   1 0 %  t o   6 0 %  o f   th e  to tal  lo ad   in   s tep s   o f   1 0 %.  T h e  ax is   y   r ep r esen t s   t h e  ch a n g e  i n   v o ltag e  m a g n i tu d e  w i th   r e s p ec t  to   th e  c h an g e  i n   r ea l  p o w er   i n j ec tio n .   T h e  n o d es   s elec ted   b y   t h e  al g o r ith m s   ar e   1 9 ,   2 5   an d   6 8 ,   an d   th e  n o d e  7   w as   s elec ted   r an d o m l y   to   co m p ar e  t h e  v o ltag e   v ar iatio n s .   Vo ltag e  m a g n i tu d e   v ar iatio n s   ar e  co n f ir m ed ,   esp ec iall y   w h e n   th e  g en er atio n   is   lar g er   th a n   3 0 %  o f   th e  lo ad .   T h e  v o ltag e  v ar iatio n s   ar e  s i m ilar   f o r   all  n o d es.  W h en   th e  p en e tr atio n   is   h ig h er   th e  v o ltag e s   ar e  lar g el y   i n cr ea s ed .           Fig u r e  4 .   Vo ltag e  s e n s iti v it y   a n al y s i s   Δ V/ Δ P   f o r   th e  6 9 - n o d e  r ad ial  d is tr ib u tio n   n et w o r k       3 . 4   Sens it iv it y   a na ly s is   o f   t he  1 1 8 - no de  t est  ca s e   Fig u r e  5   p r esen t s   t h e  v o lta g e   s en s iti v it y   a n al y s is   o f   t h e  n o d es  in   t h e  1 1 8 - no d e  r ad ial  d is tr ib u tio n   n et w o r k .   T h e  r ea l  p o w er   w a s   in j ec ted   ch an g in g   f r o m   1 0 %  t o   6 0 %  o f   th e  to tal  lo ad   in   s tep s   o f   1 0 %.  T h e  ax is   y   r ep r esen t s   t h e  v o lta g e  m a g n itu d e  ch a n g e  w it h   r esp ec t  to   t h e  r ea l  p o w er   c h a n g e.   T h e  a x is   x   r ep r esen ts   th e   n o d e  o f   th e  d is tr ib u tio n   n et w o r k .   T h e  P SO a n d   SA   s elec ted   t h e  n o d es 2 1 ,   2 2   an d   1 1 7 .               0 . 0 0 0 . 0 1 0 . 0 2 0 . 0 3 0 . 0 4 0 . 0 5 0 . 0 6 0 . 0 7 0 . 0 8 0 . 0 9 P O W E R   I N J E C T I O N   A T   N O D E   7 10% 20% 30% 40% 50% 60% 0 . 0 0 0 . 0 1 0 . 0 2 0 . 0 3 0 . 0 4 0 . 0 5 0 . 0 6 0 . 0 7 0 . 0 8 0 . 0 9 P O W E R   I N J E C T I O N   A T   N O D E   1 9 0 . 0 0 0 . 0 1 0 . 0 2 0 . 0 3 0 . 0 4 0 . 0 5 0 . 0 6 0 . 0 7 0 . 0 8 0 . 0 9 P O W E R   I N J E C T I O N   A T   N O D E   2 5 0 . 0 0 0 . 0 1 0 . 0 2 0 . 0 3 0 . 0 4 0 . 0 5 0 . 0 6 0 . 0 7 0 . 0 8 0 . 0 9 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52 54 56 58 60 62 64 66 68 P O W E R   I N J E C T I O N   A T   N O D E   6 8 V o l t a g e   s e n s i t i v i t y N o d e 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       V o lta g e  s en s itivity a n a lysi s   to   d etermin e  th e  o p tim a l in teg r a t io n   o f d is tr ib u ted ...   ( K a th erin e   C a b a n a )   63       Fig u r e  5 .   Vo ltag e  s e n s iti v it y   a n al y s i s   Δ V/ Δ P   f o r   th e  1 1 8 - n o d e  r ad ial  d is tr ib u tio n   n et w o r k       A d d itio n al l y ,   t h e  n o d e  8   w as   s elec ted   to   co m p ar e  th e  r es u lts   w it h   th e  b es t  n o d es  f o r   th e  p o w er   in j ec tio n .   Si m ilar   to   th e  p r ev io u s   r es u lts ,   t h e  n o d es  s elec t ed   s h o w   a  h i g h   in cr ea s e  o f   v o ltag e  m a g n it u d es,   esp ec iall y   w h e n   t h e  p o w er   i n j ec tio n s   ar e  g r ea ter   th a n   3 0 %  o f   t h e  to tal  lo ad .   T h e  n o d e  8   p r esen ts   a  lo w   v o ltag e  c h an g es  a f ter   th e  p o w er   in j ec tio n s   an d   th e  v ar iatio n   d o   n o t  r ep r esen t  s ig n if ican t  c h an g es  o n   v o ltag e   m ag n it u d es o f   al l n o d es.         4.   CO NCLU SI O N     T h is   ar ticle  p r esen ted   th e  p lac e m en t  an d   s ize  o f   DG  i n   d is tr i b u tio n   s y s te m s   u s i n g   v o lta g e  s en s iti v it y   an al y s is .   P SO  a n d   S A   w er e  u s ed   in   t h is   r esear c h   to   id en ti f y   th e  n o d es  th a t  ac ce p t  th e  m ax i m u m   r ea l  p o w er   in j ec tio n s .   T h e  alg o r ith m s   id en ti f ied   w e ll  th e  n o d es  f o r   p o w er   in j ec tio n ,   b u t  P SO  w a s   f aster   th a n   t h e  S A .   No d es  a w a y   f r o m   t h e  m ai n   s o u r ce   ca n   in cr ea s e  m o r e  th e   v o ltag e  m ag n it u d es  an d   ar e   m o r e  lik e l y   to   b e  s elec ted   w i th   t h e  m o d el  ap p lied .   T h e  m o d el  p r esen ted   in   t h is   p ap er   s h o w ed   h o w   to   p lac e  d if f er en t  t y p es  o f   DG  i n   d is tr ib u tio n   s y s te m s   to   i m p r o v e  v o ltag e   p r o f iles   w it h   a  g o o d   p er ce n tag e   o f   s u cc ess .   T h e  r esu l ts   o f   t h e   s i m u lat io n s   s h o w   t h e  lo ca tio n   an d   s ize  o f   t h e  in j ec tio n s   o f   p o w er   to   i m p ac t p o s iti v el y   o n   t h e  s y s te m .   0 . 0 0 0 . 0 1 0 . 0 2 0 . 0 3 0 . 0 4 0 . 0 5 0 . 0 6 0 . 0 7 0 . 0 8 0 . 0 9 0 . 1 0 0 . 1 1 P O W E R   I N J E C T I O N   A T   N O D E   8 10% 20% 30% 40% 50% 60% 0 . 0 0 0 . 0 1 0 . 0 2 0 . 0 3 0 . 0 4 0 . 0 5 0 . 0 6 0 . 0 7 0 . 0 8 0 . 0 9 0 . 1 0 0 . 1 1 P O W E R   I N J E C T I O N   A T   N O D E   2 1 0 . 0 0 0 . 0 1 0 . 0 2 0 . 0 3 0 . 0 4 0 . 0 5 0 . 0 6 0 . 0 7 0 . 0 8 0 . 0 9 0 . 1 0 0 . 1 1 P O W E R   I N J E C T I O N   A T   N O D E   2 2 0 . 0 0 0 . 0 1 0 . 0 2 0 . 0 3 0 . 0 4 0 . 0 5 0 . 0 6 0 . 0 7 0 . 0 8 0 . 0 9 0 . 1 0 0 . 1 1 2 5 8 11 14 17 20 23 26 29 32 35 38 41 44 47 50 53 56 59 62 65 68 71 74 77 80 83 86 89 92 95 98 101 104 107 110 113 116 P O W E R   I N J E C T I O N   A T   N O D E   1 1 7 V o l t a g e   s e n s i t i v i t y N od e 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.  9 ,   No .   1 ,  Feb r u ar y   2 0 1 9   :   5 5   -   65   64   T h e  m o d el  s h o w ed   a  g o o d   p er ce n tag e   o f   s u cc ess   w h en   lo c atin g   d i f f er e n t  t y p es   o f   DG  t o   i m p r o v e  v o ltag e  m ag n it u d es  i n   th e  t h r ee   d is tr ib u tio n   n et w o r k s .   L o ca tio n   an d   s ize  o f   p o w er   s o u r c es  i m p ac t  p o s itiv e l y   th e  r ad ial  n et w o r k   an d   af ter   r ep ea tin g   all   th e   test   t h e  r e s u lt s   w er e   s i m ilar ,   al th o u g h   in   al l  t h e  a n al y s i s   p er f o r m ed   t h e  P SO is f a s ter   th an   th e  S A.         RE F E R E NC E S   [1 ]   P .   S u re sh   Ba b u   a n d   R.   M a d h a n   M o h a n ,   “ Op ti m a l  P e rf o rm a n c e   En h a n c e m e n t   o f   D G   f o r  L o ss   R e d u c ti o n   u si n g   F u z z y   a n d   Ha r m o n y   S e a rc h   A l g o rit h m , ”   in   2 0 1 5   In ter n a ti o n a l   Co n fer e n c e   o n   El e c trica l,   El e c tro n ics ,   S ig n a ls,   Co mm u n ica ti o n   a n d   Op ti miz a ti o n   ( EE S CO) ,   2 0 1 5 ,   p p .   1 – 5.   [2 ]   Y.  O.  G u m m a d i  S rin iv a sa   Ra o ,   “ V o l tag e   P ro f il e   Im p ro v e m e n t  o f   Distrib u ti o n   S y ste m   u sin g   Distrib u ted   G e n e ra ti n g   Un it s,”   In t .   J .   El e c tr.  C o mp u t.   E n g . ,   v o l .   3 ,   n o .   2 0 8 8 – 8 7 0 8 ,   p p .   3 3 7 – 3 4 3 ,   2 0 1 3 .   [3 ]   A .   Ya d a v   a n d   L .   S riv a sta v a ,   “ Op t im a l  P lac e m e n t  o f   Di strib u ted   G e n e ra ti o n :   A n   Ov e rv i e w   a n d   Ke y   I ss u e s, ”   in   2014  In ter n a t io n a l  C o n fer e n c e   o n   P o w e r S ig n a ls C o n tr o l  a n d   Co m p u t a ti o n s ( EP S CICON) ,   2 0 1 4 ,   p p .   1 – 6.   [4 ]   M .   P . S .   a n d   S .   He m a m a li n i,   “ Op ti m a l  S it in g   o f  Distrib u ted   G e n e ra to rs  in   a   Distrib u ti o n   Ne tw o rk   u sin g   A rti f icia l  Im m u n e   S y ste m , ”   In t.   J .   El e c tr.  C o mp u t .   E n g . ,   2 0 1 7 .   [5 ]   A .   A .   A b o u   El - El a ,   A .   M .   A z m a y ,   a n d   A .   A .   S h a m m a h ,   “ Op ti m a l   S it ti n g   a n d   S izin g   o f   Distrib u ted   G e n e ra ti o n s  I n   Distrib u ti o n   Ne tw o rk s  Us in g   He u risti c   A lg o rit h m ,”   in   2 0 1 5   5 0 t h   In ter n a ti o n a l  U n ive rs it ies   Po we r  En g in e e rin g   Co n fer e n c e   ( UPEC) ,   2 0 1 5 ,   p p .   1 – 7.   [6 ]     a n d   A .   G .   Ho c in e   A it - S a a d i1 ,   Je a n - Yv e s  Ch o u in a rd 2 ,   “ A   P A P R  Re d u c ti o n   f o r  OFDM   S ig n a ls  Ba se d   o n   S e lf - A d a p ti v e   M u lt ip o p u latio n   DE  a lg o rit h m   Ho c in e , ”   In t.   J .   E lec tr.  Co mp u t.   En g . ,   2 0 1 7 .   [7 ]   R.   S .   A l  A b ri,   E.   F .   El - S a a d a n y ,   a n d   Y.  M .   A tw a ,   “ Op ti m a l  P lac e m e n t  a n d   S izin g   M e th o d   t o   Im p ro v e   th e   V o lt a g e   S tab il it y   M a rg in   in   a   Distr ib u ti o n   S y ste m   Us in g   Distrib u ted   G e n e r a ti o n , ”   IE EE   T r a n s.   Po we r  S y st. ,   v o l.   2 8 ,   n o .   1 ,   p p .   3 2 6 – 3 3 4 ,   F e b .   2 0 1 3 .   [8 ]   H.  W .   K.  M .   Am a r a se k a ra ,   L .   M e e g a h a p o la,  A .   P .   A g a lg a o n k a r,   a n d   S .   P e re ra ,   “ Im p a c t  o f   Re n e w a b le  P o w e r  In teg ra ti o n   On   V Q  S tab il it y   M a rg in , ”   in   2 0 1 3   A u stra l a sia n   Un ive rs it ies   Po we r  En g i n e e rin g   C o n fer e n c e   ( AUPE C) ,  2 0 1 3 ,   p p .   1 – 6.   [9 ]   R.   S .   A l  A b ri,   “ Vo lt a g e   S tab il i ty   A n a l y si s W it h   Hig h   Distrib u ted   G e n e r a ti o n   P e n e tratio n , ”   W a terlo o ,   2 0 1 2 .   [1 0 ]   L .   W e i  a n d   Zh a n g   Ha i y a n ,   “ A ll o c a ti o n   o f   Distrib u ted   G e n e ra ti o n s  Ba se d   o n   Im p ro v e d   P a rti c le  S w a r m   Op ti m iza ti o n   A lg o rit h m , ”   In t.   Co n f.   M e a s.  I n f.   C o n tr o l ,   2 0 1 3 .   [1 1 ]   W .   S .   Ke - y a n   L iu ,   Ka i y u a n   H e ,   “ M u lt ip le - Ob jet iv e   D G   Op ti m a l  S izin g   In   Distrib u ti o n   S y s tem   Us in g   A n   Im p ro v e rd   P S O A lg o rit h , ”   I EE E  T ra n s.  Au t o ma t.   Co n tr. ,   p p .   1 – 4 ,   2 0 1 3 .   [1 2 ]   S .   S .   M u sa ,   H. ;   A d a m u ,   “ En h a n c e d   P S O  Ba se d   M u l ti - Ob jec ti v e   Distrib u te d   G e n e ra ti o n   P lac e m e n t  A n d   S izin g   F o r   P o w e r  L o ss   Re d u c ti o n   A n d   Vo lt a g e   S tab il it y   In d e x   Im p ro v e m e n t, ”  IEE E  T r a n s.  Au t o ma t .   Co n tr. ,   p p .   1 – 6 ,   2 0 1 3 .   [1 3 ]   M .   S h e k e e w ,   M .   El sh a h e d ,   a n d   M .   El m a rs a f a wy ,   “ I m p a c t   o f  Op ti m a l   L o c a ti o n ,   S ize   A n d   Nu m b e r  O f   Distrib u ted   G e n e r a ti o n   Un i ts  On   T h e   P e rfo rm a n c e   O f   Ra d ial  Distrib u ti o n   S y ste m s , ”   in   2 0 1 6   I EE E  1 6 t h   In ter n a ti o n a l   Co n fer e n c e   o n   En v ir o n me n t   a n d   El e c trica l  En g in e e rin g   ( EE EIC) ,   2 0 1 6 ,   p p .   1 – 6.   [1 4 ]   D.  Jia ,   L .   Hu ,   K.  L iu ,   Y.  L iu ,   X .   M e n g ,   a n d   W .   S h e n g ,   “ S im p li f ied   P r o b a b i li stic  Vo lt a g e   S tab i li ty   Ev a lu a ti o n   Co n sid e ri n g   V a riab le  Re n e w a b le   Distrib u ted   G e n e ra ti o n   In   Distri b u ti o n   S y ste m s , ”   IET   G e n e r.  T r a n sm .   Distrib . ,  v o l.   9 ,   n o .   1 2 ,   p p .   1 4 6 4 – 1 4 7 3 ,   S e p .   2 0 1 5 .   [1 5 ]   J.  S il v a   e t  a l. ,   “ A   7 5   Bu s  Ba rs  M o d e l  T o   Ev a lu a te  T h e   S tea d y   S tate   Op e ra ti o n   O f   A   S u b - T ra n s m is sio n   El e c tri c a l   P o w e r  G rid , ”  Esp a c i o s ,   2 0 1 6 .   [1 6 ]   K.  Ca b a n a ,   “ S tatisti c a l  A n a l y sis   o f   V o lt a g e   S e n siti v it y   in   Distr ib u ti o n   S y ste m s   In teg ra ti n g   D G,”  IEE E  L a ti n   Ame ric a   T ra n s a c ti o n s .   2 0 1 6 .   [1 7 ]   Z.   G a rc ia  S á n c h e z ,   J.  A .   G o n z á lez   Cu e to ,   G .   Qu in t a n a   d e   Ba ste rra ,   a n d   J.  G .   Bo z a   V a leri n o ,   “ Im p le m e n tac ió n   d e  Un   Estu d io   De   Estab il i d a d   De   L a   T e n sió n   A l  P a q u e te  De   P ro g ra m a s  P sx .   2 . 8 7 , ”   In g .   E n e rg é ti c a ,   v o l.   3 4 ,   n o .   1 ,   p p .   33 – 4 2 .   [1 8 ]   K.  M o riso n ,   X .   W a n g ,   A .   M o sh re f ,   a n d   A .   Ed ris,   “ Id e n ti f ica ti o n   o f   V o lt a g e   Co n tro l  A re a s   A n d   Re a c ti v e   P o w e r  Re se rv e ;  A n   A d v a n c e m e n t  In   On - L in e   V o lt a g e   S e c u rit y   As se ss m e n t, ”   in   2 0 0 8   IEE E  Po we r  a n d   En e rg y   S o c iety   Ge n e ra l  M e e ti n g   -   C o n v e rs io n   a n d   De li v e ry   o f  El e c trica l  E n e rg y   i n   th e   2 1 st Cen t u ry ,   2 0 0 8 ,   p p .   1 – 7.   [1 9 ]   R.   A .   W a ll in g ,   R.   S a in t ,   R.   C .   D u g a n ,   J.  B u rk e ,   a n d   L .   A .   Ko j o v ic,  “ S u m m a r y   o f   Distrib u ted   Re so u rc e s  Im p a c t  o n   P o w e r  De li v e r y   S y ste m s,”   IEE E  T ra n s.  Po we r De li v . ,   v o l .   2 3 ,   n o .   3 ,   p p .   1 6 3 6 – 1 6 4 4 ,   J u l.   2 0 0 8 .   [2 0 ]   H.  Zein e ld in ,   E.   El - sa a d a n y ,   a n d   M .   A .   S a lam a ,   “ Distrib u ted   G e n e r a ti o n   M icro - G rid   Op e ra ti o n :  C o n tr o l  a n d   P r o tec ti o n , ”   in   2 0 0 6   P o we r  S y ste ms   Co n fer e n c e :  Ad v a n c e d   M e te rin g ,   Pro tec ti o n ,   Co n tro l ,   Co mm u n ica ti o n ,   a n d   Distrib u ted   Res o u rc e s ,   2 0 0 6 ,   p p .   1 0 5 – 1 1 1 .   [2 1 ]   P .   C.   L u   Zh a n g ,   W e i  T a n g ,   M u k e   Ba i,   “ A n a l y si s  o f   D istri b u ted   G e n e r a ti o n   In f lu e n c e s  On   T h e   V o l tag e   L i m it   V io latio n   P r o b a b il it y   Of   Distrib u ti o n   L in e , ”  E n e rg y   Po we r E n g . ,   v o l.   5 ,   p p .   7 5 6 – 7 6 2 ,   2 0 1 3 .   [2 2 ]   Y.  M .   A t w a ,   E.   F .   El - S a a d a n y ,   M .   M .   A .   S a lam a ,   a n d   R.   S e e th a p a th y ,   “ Op ti m a l  Re n e w a b le  Re so u rc e s  M ix   f o r   Di strib u ti o n   S y ste m   En e rg y   L o ss   M in im iza ti o n , ”   IEE E   T ra n s.  P o w e r S y st. ,   v o l.   2 5 ,   n o .   1 ,   p p .   3 6 0 – 3 7 0 ,   F e b .   2 0 1 0 .   [2 3 ]   Y.  M .   A tw a ,   E.   F .   El - S a a d a n y ,   M .   M .   A .   S a lam a ,   a n d   R.   S e e th a p a th y ,   “ Distrib u ti o n   S y ste m   L o ss   M in im iza ti o n   Us in g   Op ti m a l   D G   M ix , ”   in   2 0 0 9   IEE E   P o we r  &   En e rg y   S o c iety   G e n e ra l  M e e ti n g ,   2 0 0 9 ,   p p .   1 – 6.   [2 4 ]   M .   H.  A lb a d i  a n d   E .   F .   E l - S a a d a n y ,   “ No v e l  M e th o d   F o r  Esti m a ti n g   th e   CF   o f   V a riab le  S p e e d   W in d   T u rb i n e s , ”   i n   2 0 0 9   IE EE   P o we r  &   En e rg y   S o c i e ty Ge n e ra l  M e e ti n g ,   2 0 0 9 ,   p p .   1 – 6.   [2 5 ]   M .   H.  A lb a d i  a n d   E.   F .   El - S a a d a n y ,   “ W in d   T u rb in e s  Ca p a c it y   F a c to r  M o d e li n g & # x 2 0 1 4 ;A   No v e l  A p p ro a c h , ”   IEE E  T ra n s.  P o we r S y st. ,   v o l.   2 4 ,   n o .   3 ,   p p .   1 6 3 7 – 1 6 3 8 ,   A u g .   2 0 0 9 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.