I nte rna t io na l J o urna l o f   P o wer   E lect ro nics   a nd   Driv S y s t em   ( I J P E DS)   Vo l.  16 ,   No .   3 Sep tem b er   20 25 ,   p p .   2 0 4 3 ~ 2 0 5 4   I SS N:  2 0 8 8 - 8 6 9 4 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 / ijp ed s . v 16 .i 3 . p p 2 0 4 3 - 2 0 5 4           2043       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ij p e d s . ia esco r e. co m   Co st - ef fect iv e  opt imiza tion o uni fi ed power  quali ty  co ndition er  in wind  energy  co nv ersio n sy stems  using  a hy brid    EnHBA - G WO   a lg o rithm       Sh a ziy a   Su lt a na ,   Um m Sa l m a   D e p a r t me n t   o f   El e c t r i c a l   En g i n e e r i n g ,   G I TA M   ( D e e me d   t o   b e   U n i v e r si t y ) ,   V i sak h a p a t n a m ,   I n d i a       Art icle  I nfo     AB S T RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Feb   1 ,   2 0 2 5   R ev is ed   J u n   6 ,   2 0 2 5   Acc ep ted   J u l 2 3 ,   2 0 2 5       Th e   ra p i d   in teg ra ti o n   o f   win d   e n e rg y   c o n v e rsio n   s y ste m (W ECS i n to   m o d e rn   p o we n e two rk s   h a l e d   t o   p re ss in g   p o we q u a li t y   c o n c e rn s,   in c lu d in g   v o lt a g e   i n sta b il it y ,   h a rm o n ic  d isto r ti o n ,   a n d   re a c ti v e   p o we imb a lan c e .   To   a d d re ss   th e se   c h a ll e n g e s,  t h is  stu d y   in tr o d u c e a   h y b ri d   o p ti m iza ti o n   stra teg y   t h a c o m b in e th e   g l o b a se a rc h   c a p a b il it i e o th e   e n h a n c e d   h o n e y   b a d g e a l g o ri t h m   (En HBA wit h   t h e   lo c a e x p l o it a ti o n   stre n g th o t h e   g re y   wo l o p ti m ize (G WO)  fo th e   b e st   o p e ra ti o n a l   p a ra m e ters   o a   u n ifi e d   p o we r   q u a li t y   c o n d it i o n e (UPQC).   Ex ten si v e   sim u latio n s   in   M ATLAB   S imu li n k   d e m o n stra te  si g n if ica n imp r o v e m e n t   in   p e rfo rm a n c e .   Th e   p ro p o se d   m e th o d   a c h iev e s   9 5 %   e n e rg y   e ffi c ien c y ,   p o we fa c to of   0 . 9 9 ,   a n d   to tal   h a rm o n ic  d ist o rti o n   ( THD )   d o wn   to   5 % ,   m e e ti n g   IEE 5 1 9 - 2 0 2 2   sta n d a rd s.  Th is   o u tco m e   re flec ts  a n   e ffe c ti v e   b a lan c e   b e twe e n   c o st   a n d   p o w e q u a li t y   p e rfo rm a n c e ,   h ig h li g h ti n g   t h e   p o ten ti a o h y b rid   o p ti m iza ti o n   to   imp r o v e   g r id   sta b i li ty   a n d   e ffi c ien c y   i n   re n e wa b le en e rg y   e n v ir o n m e n ts .   K ey w o r d s :   E n h a n c e d   h o n e y   b a d g e r   a l g o r i t h m   G r e y   w o l f   o p t i m i z e r   P o w e r   q u a l i t y   i m p r o v e m e n t   T H D   r e d u c t i o n   U n i f i e d   p o w e r   q u a l i t y   c o n d i t i o n e r     V o l t a g e   s t a b i l i t y   W i n d   e n e r g y   c o n v e r s i o n   s y s t e m s   T h is i a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Sh az iy Su ltan a   Dep ar tm en t o f   E lectr ical  E n g i n ee r in g ,   GI T AM   ( Dee m ed   to   b Un iv er s ity )   Vis ak h ap atn am ,   An d h r Pra d e s h ,   I n d ia   E m ail:  s h az iy a. 2 k n @ g m ail. co m       1.   I NT RO D UCT I O   A s   g l o b a l   e n e r g y   d e m a n d s   g r o w   a n d   t h e   t r a n s i t i o n   t o   s u s t ain a b l e   r e s o u r c e s   a c c el e r a t es ,   wi n d   e n e r g y   c o n v e r s i o n   s y s t e m s   ( W E C S )   h a v e   b e c o m e   a   v it a l   c o m p o n e n t   o f   m o d e r n   p o w e r   g r i d s .   H o w ev e r ,   t h e   i n t e r m i t t e n t   a n d   v a r i a b l e   n a t u r e   o f   w i n d   in t r o d u c e s   s i g n i f i c a n t   p o w e r   q u a l i t y   ( PQ )   i s s u es ,   s u c h   as   v o l t a g e   f l u c t u a ti o n s ,   h a r m o n i c   d i s t o r t i o n s ,   a n d   r e a ct i v e   p o w e r   i m b a l a n c es .   T h es d i s t u r b a n c es   c h al l e n g e   t h e   r el i a b i li t y ,   e f f ic i e n c y ,   a n d   s t a b i l it y   o f   g r i d - c o n n e c t e d   s y s t e m s .   C a p a b l e   o f   b o t h   s e r i e s   a n d   s h u n t   c o m p e n s a t i o n ,   t h e   u n i f i e d   p o w e r   q u a l i t y   c o n d i t i o n e r   ( U P QC )   h as   g r o w n   t o   b e   a   v al u a b l e   i n s t r u m e n t   f o r   a d d r e s s i n g   s u c h   is s u es .   B e c a u s e   UP QC s   m a y   l o w e r   h a r m o n i c s ,   s t a b i l iz e   v o l t a g e ,   a n d   r a i s e   p o w e r   f a c t o r ,   t h e y   a r e   e s p e c i al l y   h e l p f u l   i n   r e n e w a b l e - i n t e g r a t e d   s y s t e m s M a i n t a i n i n g   p o w e r   q u a l it y   at   t h p o i n t   o f   c o m m o n   c o u p l i n g   ( PC C ) ,   c al l s   f o r   t h e   b es t U P QC   p e r f o r m a n c e   a s   W E C S   p e n e tr a t i o n   r is e s .   T r a d it i o n a l   o p tim i z a t i o n   a p p r o a c h e s ,   l i k e   t h w h a l o p t i m iz a t i o n   a l g o r i t h m   ( W O A ) ,   s i n c o s i n a l g o r i t h m   ( S C A ) ,   a n d   p a r ti c l s w a r m   o p t i m i za t i o n   ( P S O ) ,   h a v e   b e e n   e m p l o y e d   t o   c h a n g e   U P QC   s e t ti n g s .   T h e s e   m e t h o d s   o f te n   f a i l   i n   d y n a m i c   e n v i r o n m e n t s   li k e   W E C S ,   w h e r e   e v e n   w it h   c e r t a i n   a d v a n c es ,   i n   d y n a m ic  e n v i r o n m e n t s   li k e   W E C S ,   w h e r e   m a i n t ai n i n g   a   c o n s is t en t   b a l a n c e   b et w e e n   p e r f o r m a n c e   a n d   c o s t   i s   c o m p l e x .   I n   r e s p o n s e ,   t h i s   p a p e r   s u g g e s t s   a   n e w   c o m b i n e d   o p t i m i z a t i o n   m e t h o d   t h a u s e s   t h e   e n h a n c e d   h o n e y   b a d g e r   a l g o r i t h m   ( E n H B A )   t o   e x p lo r e   g l o b a l l y   a n d   t h e   g r e y   w o l f   o p t i m i z e r   ( GW O )   t o   f i n e - t u n e   l o c a l   s o l u t i o n s .   T h i s   c o m b i n e d   a p p r o a c h   a i m s   t o   e n h a n c e   U P QC   c o n t r o l   i n   W E C S   b y   i m p r o v i n g   k e y   f a c t o r s   l i k e   e n e r g y   e f f i c i e n c y   ( E E ) ,   v o l t a g e   s t a b il i t y   i n d e x   ( VS I ) ,   t o t al   h a r m o n i c   d i s t o r t i o n   ( T H D ) ,   p o w e r   f a c t o r   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 6 9 4   I n t J Po E lec  &   Dr i Sy s t Vo l.  16 ,   No .   3 Sep tem b er   20 25 :   204 3 - 2 0 5 4   2044   i m p r o v e m e n t   ( P F I ) ,   s y s te m   r e li a b i l it y   ( R I S ) ,   a n d   o p e r a t i o n a l   c o s t ,   a l l   a t   o n c e .   T h e   b r o a d e r   c o n t e x t   o f   t h i s   w o r k   b u i l d s   o n   p r e v i o u s   r e s e a r c h   i n t o   b i o - i n s p i r e d   a n d   A I - b a s e d   o p t i m i za t i o n   t e c h n i q u es  f o r   p o w e r   s y s t e m   a p p l i c a t i o n s .   E a r l ie r   s t u d i es   d e v e l o p e d   a l g o r i t h m s   li k e   HB A   a n d   G W O ,   a n d   l a t e r   r e s e a r c h   i n v e s t i g at e d   u s i n g   n e u r a l   n e t w o r k s ,   f u z z y   l o g i c ,   an d   e v o l u t i o n a r y   s t r a t e g i es   t o   s m a r t l y   a d j u s t   UP QC   s e t ti n g s .   R e c e n t   s t u d i es   h a v e   e x p l o r e d   a d v a n c e d   m e t a h e u r i s t i c   al g o r i t h m s   f o r   p o w e r   q u a l i t y   ( PQ )   c o n t r o l   a n d   o p t i m iz a t i o n   i n   r e n e w a b le  e n e r g y   s y s t e m s   [ 1 ] [ 3 ] ,   i n t e l li g e n t   U PQ C   t u n i n g   s t r a t e g i e s   u s i n g   h y b r i d   t e c h n i q u e s   [ 4 ] [ 6 ] ,   a n d   A I - b a s e d   c o n t r o l   f r a m e w o r k s   i n c l u d i n g   n e u r a l   n e tw o r k s   a n d   A N F I c o n t r o l l e r s   [ 7 ] [ 1 0 ] .   T h e s e   e f f o r t s   c o ll e c ti v e l y   d e m o n s t r a t t h e   p o t e n t i a o f   a d a p t i v e   a n d   i n t e ll i g e n t   s o l u tio n s   i n   m i t i g at i n g   PQ   i s s u e s   s u c h   as   h a r m o n i cs ,   v o l t a g e   f l u c t u a t i o n s ,   a n d   n o n - l i n e a r   l o a d   e f f e c t s   i n   s m a r t   g r id s .   B u i l d i n g   o n   t h i s   f o u n d a t i o n ,   t h e   p r e s e n t   s t u d y   p r o p o s e s   a   u n i f i e d   c o n t r o l   f r am e w o r k   l e v e r a g i n g   h y b r i d   o p t i m i z a ti o n   a n d   m a c h i n e   l e a r n i n g   t o   e n h a n c e   P Q   i n   R E S - i n t e g r a t e d   m ic r o g r i d s .   T h e   f o l l o w i n g   s e ct i o n s   d et a i l   t h e   s y s t e m   c o n f i g u r a t i o n ,   c o n t r o l   m e t h o d o l o g y ,   a n d   p e r f o r m a n c e   v a l i d a t i o n .   O t h er   e f f o r t s   h a v e   i n v e s t i g a t e d   h y b r i d   e n e r g y   i n t e g r a t i o n   [ 1 1 ] [ 1 4 ] ,   a d v a n c e d   c o n t r o l l e r   d es i g n   [ 1 5 ] [ 2 0 ] ,   a n d   c o m p r e h e n s i v e   m e ta h e u r i s t i c   f r a m ew o r k s   [ 2 1 ] [ 2 6 ] .   P ar a l l e r e s ea r c h   h as  a d d r e s s e d   t h e   b r o a d e r   c h a l l e n g e s   o f   r e n e w a b l e   e n e r g y   i n t e g r a t i o n   a n d   i t s   i m p a c t   o n   p o w e r   q u a l i t y   [ 2 5 ] [ 2 7 ] ,   e m p h a s i z i n g   t h e   n e e d   f o r   u n i f i e d   c o n t r o a r c h i t ec t u r e s   a n d   r e a l - t i m d is t u r b a n c e   m it i g a t i o n .   A d d it i o n a l l y ,   s y s te m a t i r e v i e ws   o n   o p ti m i za t i o n   a l g o r i t h m s   h a v e   h i g h l i g h t e d   t h e   e f f e ct i v e n e s s   o f   h y b r i d   m e t a h e u r is t i cs   i n   m a n a g i n g   c o n f l i c t i n g   P Q   o b j ec t i v e s   s u c h   a s   T H D,   v o l t a g e   s ta b i l i t y ,   a n d   e n e r g y   e f f i c i e n c y   in   s m a r t   g r i d s   [ 2 8 ] ,   w h i l e   r e n ew a b l c o m p l e m e n t ar i t y   h a s   b e e n   e x p l o r e d   a s   a   s t r a t e g i c   a p p r o a c h   t o   e n h a n c s y s t e m   r e s il i e n c a n d   s u p p l y   c o n s i s t e n c y   [ 2 9 ] .   T h e s e   s t u d i e s   r e i n f o r c e   t h e   i m p o r ta n c e   o f   i n t e l l i g e n t ,   a d a p t i v e ,   a n d   m u l t i - o b j e c t i v c o n t r o l   s o l u ti o n s   i n   f u t u r e   p o w e r   s y s t e m s ,   a li g n i n g   w i t h   t h g o a l s   a n d   d es i g n   p h i l o s o p h y   o f   t h e   p r e s e n t   w o r k .   T h i s   p a p e r   c o n t r i b u t es   t o   t h is   g r o w i n g   f i e l d   b y   o f f e r i n g   a   s c a l a b l e   a n d   i n t e ll i g e n t   o p t i m i z a t i o n   f r a m e w o r k   c a p a b l e   o f   a d d r e s s i n g   t h e   m u l t i f a c et e d   P Q   c h a ll e n g e s   p o s ed   b y   r e n e w a b l e   i n t e g r a t i o n .   Fu t u r e   s e c t i o n s   w i ll  e l a b o r a t e   o n   t h e   m o d e l   d es i g n ,   o p t i m i z a ti o n   p r o c e s s ,   s i m u la t i o n   r e s u l ts ,   a n d   p o t e n t i al   f o r   r e a l - w o r l d   a p p l i c a ti o n .   a)     Ob jectiv es o f   th e   s tu d y   T h i s   w o r k   f o c u s e s   o n   i m p r o v in g   p o w e r   q u a l i t y   i n   W E C S   b y   t h e   u s e   o f   a   h y b r i d   o p t i m i z a t io n   m e t h o d .   O u r   m a i n   g o a l s   a r e :   i )   C o m p a r a t i v e   p e r f o r m a n c e   a s s e s s m e n t   t o   e v a l u a t e   t h e   p l a n n e d   E n H B A - GW O' s   p e r f o r m a n c e   a p p r o a c h ,   c h a l l e n g i n g   a c c e p t e d   U PQ C   t u n i n g   t ec h n i q u e s .   i i )   E x a m i n i n g   h o w   s y s t e m   p e r f o r m a n c e   c h a n g e s   w it h   c o s t   w il l   h el p   o n e   t o   d e v e l o p   i d e as   a b o u t   i d ea l   in v e s t m e n t   m et h o d s .   ii i )   P r a c t i ca l   A p p l i ca b i l it y :   T o   s h o w   t h a t   t h e   o p t i m a l   U PQ C   s y s t e m   c o u l d   b e   u s e d   i n   r e a l - w o r l d   w i n d   e n e r g y   s i t u at i o n s   w i t h   v i a b i l i t y .   b)     Sy s tem   co n f ig u r atio n   o v er v iew   T h is   r esear ch   m o d els  th r ee - p h ase  UPQC   s y s tem   in teg r ated   in s id W E C ar ch itectu r e,   wh ich   h as  b ee n   d esig n ed   a n d   s im u lated   u s in g   MA T L AB /Si m u lin k .   T h e   co m p r eh e n s iv co n f ig u r atio n   co m p r is es  win d   tu r b in g e n er ato r   ( W T G) ,   w h ich   tr an s f o r m s   m ec h an ical  win d   en er g y   in to   v ar iab le - f r eq u en cy   elec tr ical  p o wer .   T h r o t o r - s id co n v e r ter   ( R SC )   m an ag es  th o u t p u f r o m   th win d   tu r b in g en er ato r ,   en ab lin g   ef f icien en e r g y   ac q u is itio n   an d   r e g u latio n .   T h e   g r id - s id co n v er ter   ( GSC )   s y n ch r o n izes  th p r o ce s s ed   elec tr icity   with   th u tili ty   g r id   an d   r e g u lates  p o wer   in j ec tio n .   T h e   s er ies  ac tiv p o wer   f ilter   ( SeAPF)  allev iates v o ltag s ag s ,   s wells,   an d   o t h er   d is tu r b a n ce s   at  th p o in t o f   co m m o n   co u p lin g   ( P C C ) .   T h e   S h A P F   m it i g a t es   c u r r e n h a r m o n i c s   a n d   d e l i v e r s   r e a ct i v e   p o w e r   c o m p e n s a t i o n   t o   s u s ta i n   a n   e l e v a t e d   p o w e r   f a ct o r .   T h e   D C - l i n k   c a p a c i t o r   m ai n t a i n s   a   c o n s t a n t   D C   v o lt a g e   f o r   U PQ C   o p e r a t i o n ,   s e r v i n g   as  a n   e n e r g y   b u f f e r   b e t w e e n   t h t w o   c o n v e r t e r s .   T h e   E n H B A - G W O   c o n t r o l l e r   e x e c u t e s   t h e   s u g g e s te d   h y b r i d   o p t i m i z a ti o n   t e c h n i q u e ,   a d j u s t in g   U P QC   p a r a m et e r s   d y n a m ic a l l y   t o   e n h a n c c r i ti c a l   p o wer   q u a l i t y   m e t r i c s   i n   r e a l   t i m e .   T a b l e   1   s u m m a r i z es   t h e   k e y   i m p r o v e m e n t s   i n t r o d u c e d   b y   t h e   p r o p o s e d   h y b r i d   E n H B A - GW O   m e t h o d   o v e r   e x i s t i n g   o p t i m i z at i o n   a n d   c o n t r o l   a p p r o a c h e s   i n   P Q   m an a g e m e n t .   T r a d i t i o n a l   a l g o r it h m s   l i k e   PS O ,   SC A ,   W OA ,   a n d   S SA   o f t e n   s t r u g g l e   t o   m a i n t a i n   a n   e f f ec t i v e   b a la n c e   b e t w e e n   c o s t   a n d   PQ ,   wh e r e a s   t h e   p r o p o s ed   h y b r i d   E n H B A - GW O   a l g o r i th m   i s   d e s i g n e d   t o   a d d r e s s   th i s   b y   c o m b i n i n g   e x p l o r a t i o n   a n d   e x p l o i t a t i o n   c a p a b i l i ti e s ,   t h e r e b y   e n h a n c i n g   b o t h   c o s t - e f f e c ti v e n e s s   a n d   s y s te m   p e r f o r m a n c e .   F u r t h e r m o r e ,   c o n v e n t i o n a l   U P QC   t u n i n g   m e t h o d s   r e l y   o n   f i x e d   p a r a m e t e r s ,   l i m i t i n g   t h e i r   a d a p t a b i l i t y   i n   d y n a m ic   e n v i r o n m e n t s .   I n   c o n t r a s t ,   t h e   p r o p o s e d   a p p r o a ch   i n t r o d u c e s   a n   a d a p t i v e   c o n t r o l   s t r a t e g y   t h at   e n a b l e s   r e al - t im e   p a r a m e t e r   t u n i n g ,   i m p r o v i n g   s y s t e m   r es p o n s i v en e s s .   F i n a ll y ,   w h i le   e x is t i n g   m e t a h e u r i s t i c   al g o r i t h m s   t y p i ca l l y   f o c u s   o n   e it h e r   g l o b a l   o r   l o c a l   s e a r c h ,   t h e   E n H B A - GW O   m e t h o d   i n t e g r a t es  b o t h ,   r e s u l t i n g   i n   f a s t e r   c o n v e r g e n c e   a n d   h i g h e r - q u a l i t y   s o l u t i o n s .   T h is   m a k es   th e   p r o p o s e d   m e t h o d   a   r o b u s t   a n d   e f f i c i e n t   s o l u t i o n   f o r   m o d e r n   p o w e r   s y s t e m s .       T ab le   1 .   Pro p o s ed   co n tr ib u tio n s   to   th ex is tin g   m eth o d s   Ex i s t i n g   m e t h o d s   Li mi t a t i o n s   P r o p o se d   c o n t r i b u t i o n   P S O ,   S C A ,   W O A ,   S S A   O f t e n   f a i l   t o   ma i n t a i n   a n   o p t i m a l   t r a d e - o f f   b e t w e e n   c o st   a n d   P Q   H y b r i d   E n H B A - G W O   e f f e c t i v e l y   b a l a n c e s   c o s t   a n d   p e r f o r m a n c e   Tr a d i t i o n a l   U P Q C   t u n i n g   F i x e d   p a r a me t e r s,   l i mi t e d   a d a p t a b i l i t y   A d a p t i v e   c o n t r o l   s t r a t e g y   t h r o u g h   d y n a m i c   p a r a m e t e r   t u n i n g   Ex i s t i n g   m e t a h e u r i st i c   a l g o r i t h ms   F o c u o n   e i t h e r   g l o b a l   o r   l o c a l   sea r c h   En H B A - G W O   i n t e g r a t e b o t h ,   i m p r o v i n g   c o n v e r g e n c e   s p e e d   a n d   s o l u t i o n   q u a l i t y   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Po E lec  &   Dr i Sy s t     I SS N:   2088 - 8 6 9 4         C o s t - effec tive  o p timiz a tio n   o f u n ified   p o w er q u a lity c o n d itio n er in   w in d   en erg   ( S h a z iy a   S u lta n a )   2045   2.   M E T H O   2 . 1 .     P r o p o s e d   e nh a n c ed   h o ne y   b a d g e r   a l g o r i t h ( H B A )   a n d   g r e y   w o l f   o p t i mi z a t i o n   ( G W O )   o p t i mi z a t i o n   T h E n HB A - GW m eth o d   is   h y b r id   s tr ateg y   th at  in teg r ates  th E n HB A   with   t h GW O lev er ag in g   t h co n v er g e n ce   ef f icien cy   o f   th GW an d   th ex p lo r atio n   ca p ab ilit y   o f   th E n HB A.   T h is   in teg r atio n   is   cr af ted   to   ad d r ess   co m p lex   o p tim izatio n   is s u es  in   p o wer   q u ality   m a n ag em en t,  p ar ticu lar ly   in s id win d   e n er g y   co n v er s io n   s y s tem s   W E C u tili zin g   UPQC ,   p r o v i d in g   r o b u s an d   a d ap tab le   o p tim izatio n   f r am ewo r k .   I n   c o n tr ast  to   t r ad itio n al   m o d els  th at  r ely   s o lely   o n   eith e r   E n HB o r   GW O,   th h y b r id   ap p r o ac h   d y n a m ically   eq u ilib r ates in ten s if icatio n   an d   v ar iety .   I n   s m ar g r i d   s y s tem s   ch ar ac ter ized   b y   f r eq u en f lu ct u atio n s   in   p o wer   ci r cu m s tan ce s ,   s u ch   ad ap tab ilit y   is   cr u cial.   C o m p a r ativ s im u latio n s   d em o n s tr ate  th at  E n HB A - GW en h an ce s   im p o r tan in d ices,  in clu d in g   T HD,   PF I ,   an d   VSI ,   b y   ar o u n d   2 5 o v er   cu r r en ap p r o ac h es.  I ts   u tili za tio n   in   r ea l - tim r en ewa b le  en er g y   s y s tem s   is   b o ls ter ed   b y   s ig n if ican t c o m p u tatio n al  ef f i cien cy   an d   co s t - ef f ec tiv en ess .       2 . 2 .     E nh a nced  ho ney   ba dg er   a lg o rit hm   Acc o r d in g   t o   th E n HB A,   th h o n ey   b ad g er ' s   ad ap tab le  an d   s tr o n g   wa y s   o f   f in d in g   f o o d   ar a   m o tiv atio n .   B y   s witch in g   b etwe en   g lo b al   an d   lo ca s ea r c h   s tep s ,   it  s h o ws  th at  it  is   g o o d   at  m o v in g   th r o u g h   co m p licated ,   h ig h - d im en s io n al  s p ac es  in   o p tim izatio n .   T h is   ch an g in g   b e h av io r   m ak es  it  b etter   at  s o lv in g   n o n lin ea r ,   m u lti - m o d al  p r o b l em s ,   wh ich   m ak es  it  s u itab le  f o r   en g in ee r i n g   s y s tem s   th at  n ee d   to   ch an g q u ick ly   a n d   s m ar tly .     2 . 3 .     G re y   wo lf   o ptim iza t i o n   T h GW alg o r ith m   ac ts   lik g r ey   wo lf ' s   s o cial  o r g an izatio n   an d   h o th ey   wo r k   to g eth er   to   h u n t.  Ag en ts   ar p u in t o   g r o u p s   ca l led   alp h a,   b eta,   d elta,   a n d   o m eg a,   wh ich   s h o h o lead e r s h ip   wo r k s   a n d   h o jo in tr ac k in g   wo r k s .   T h is   f r am ewo r k   m a k es  it  ea s ier   to   f in d   g o o d   m ix   b etwe e n   ex p lo r atio n   an d   ex p lo itatio n ,   wh ich   s p ee d s   u p   co n v er g e n ce   with   f ew  ch an g es  to   th p ar am eter s .   T h is   m et ah eu r is tic  is   wid ely   u s ed   in   en g i n ee r in g   o p tim izati o n   b ec a u s it is   ea s y   to   u s an d   wo r k s   well.     2 . 4 .     H y brid E nH B A - G WO   F ra m ewo r k   T h ex p er im en tal  f ea tu r es  o f   th E n HB ar co m b in ed   with   th f ast  co n v er g en ce   f ea t u r es  o f   th GW in   th E n HB A - GW alg o r ith m .   T h is   m eth o d   wo r k s   well  f o r   d if f icu lt   p r o b lem s   with   m an y   g o als  b ec au s it  av o id s   lo ca o p tim a.   Fo r   ex am p le,   it  ca n   b u s ed   to   f in d   th b est  UPQC   s etti n g s   in   W E C S.  T h p r o g r a m   im p r o v es p er f o r m an c an d   c o s t - ef f ec tiv en ess   b y   f o cu s in g   o n   im p o r tan f ac t o r s   s u ch   as  p o wer   f ac to r ,   s y s tem   r eliab ilit y ,   en er g y   ef f icien cy ,   v o ltag s tab ilit y ,   h ar m o n ic  d is to r tio n ,   an d   ec o n o m ic  f ea s ib ilit y .   T h o b jectiv f u n ctio n   is   s tr u ctu r e d   as  w₁· E E   w₂ · VSI     w ₃· T HD  w₄· PF I   w₅· R I   w₆· C o s t,  wh er e   EE  m ea s u r es  th r atio   o f   en er g y   d eliv er ed   t o   th e   g r id   v er s u s   i n p u f r o m   win d ,   tar g etin g   h ig h er   u tili za tio n   an d   lo wer   lo s s es.  VSI   r ef lects  v o ltag co n s is ten cy   at  th PC C ,   with   h ig h er   v alu es  in d icatin g   im p r o v e d   r eg u latio n   u n d er   d y n am ic  c o n d itio n s .   T HD  r ep r esen ts   wav ef o r m   d is to r tio n m in im izin g   th e   v alu en s u r es  g r id   co m p lian ce   ( I E E E - 519 - 2 0 2 2 )   an d   r ed u c es  eq u ip m en s tr ess .   PF I   aim s   f o r   v alu es  n ea r   1 ,   in d icatin g   r ed u ce d   r ea ctiv p o wer   an d   b etter   en e r g y   tr an s f er .   R I is   d er iv ed   f r o m   MT B an d   s y s tem   r o b u s tn ess ;   h ig h er   s co r es  s u g g est  b etter   u p tim a n d   r e s ilien ce .   C o s in clu d es  ca p ital,  o p er atio n al,   an d   m ain ten an ce   ex p en s es;  lo wer   v alu es  ar p r ef er r ed   f o r   co m m er cial  v iab ilit y .   W eig h tin g   f ac to r s   ( w₁  to   w₆)   allo th e   o b jectiv to   b e   tailo r ed   b ased   o n   ap p licatio n - s p ec if ic  tr ad e - o f f s   b etwe en   p er f o r m an ce   m etr ics  an d   co s t.  T o   en s u r v alid   a n d   f ea s ib le   s o lu tio n s ,   th o p tim izatio n   is   s u b ject  to   th f o llo win g   c o n s tr a in ts : V SI≥ 0 . 9 0 ,   T HD≤ 1 0 %,  an d   PF I     0 . 9 7 .     F ig u r 1   p r esen ts   s ev en - p h a s h y b r id   o p tim izatio n   f r am e wo r k   co m b in in g   E n HB an d   Gr ey   W o lf   Op tim izatio n   ( GW O)   f o r   p o wer   q u ality   im p r o v em en t.  I b e g in s   with   in itializatio n   an d   p o p u latio n   g en e r atio n ,   f o llo wed   b y   f itn ess   ev alu ati o n   u s in g   MA T L AB /Si m u lin k .   Glo b al   ex p lo r atio n   ( v ia  E n HB A)   an d   lo ca l   ex p lo itatio n   ( v ia  GW O)   ar a p p lied   in   p ar allel  to   r ef i n ca n d id ate  s o lu tio n s .   T h p o p u lati o n   is   th en   u p d ate d ,   an d   co n v er g e n ce   is   ch ec k e d   b ased   o n   f itn ess   ch an g es  o r   ite r atio n   lim its .   I f   co n v er g e n ce   i s   m et,   th p r o ce s s   p r o ce ed s   to   s im u latio n   v alid at io n ,   ass ess in g   m etr ics   lik E E ,   T HD,   VSI ,   PF ,   R I S,  an d   co s t,  en s u r in g   o p tim al   p er f o r m an ce   in   R E S - in teg r ate d   s y s tem s .     2 . 5 .     M o dellin g   o f   wind   ener g y   co nv er s io n sy s t em   W in d   s p ee d   is   ef f icien tly   tr an s f o r m ed   in to   elec tr ical  en er g y   u s in g   th W T .   T h g en er ated   p o wer ,   as   em b o d ied   in   th eq u atio n ,   is   ef f ec tiv ely   s ep ar ated ,   an d   u tili ze d   f o r   f u r th er   p r o ce s s in g   an d   in teg r atio n   in to   th e   p o wer   g r id ,   en s u r i n g   s tab le  v o ltag lev els,  o p tim ized   p o we r   f lo w,   an d   s ea m less   co m p atib ilit y   with   e x is tin g   en er g y   i n f r astru ctu r th r o u g h   ap p r o p r iate  co n tr o l a n d   co n v e r s io n   m ec h an is m s .       = 1 2 ( , ) 3   ( 1 )   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 6 9 4   I n t J Po E lec  &   Dr i Sy s t Vo l.  16 ,   No .   3 Sep tem b er   20 25 :   204 3 - 2 0 5 4   2046   = 0 . 73 ( 151 λ i   0 . 58β 0 . 02 β 2 . 14   1 3 . 2 ) 18 . 4   ( 2 )     =   ( 3 )     =     ( 4 )       = = 2   ( 5 )           Fig u r 1 .   Hy b r id   E n HB A - GW o p tim izatio n   alg o r ith m       2 . 6 .     Sy s t e m   co nfig ura t io n a nd   det a iled m o delin g   A   c o m p a c t   s i m u l a t i o n   m o d e l   is   d e v e l o p e d   i n   M A T L AB / Si m u l i n k   t o   a s s e s s   t h e   p e r f o r m a n c e   o f   a   t h r e e - p h a s e   UP QC   i n t e g r a te d   wi t h   W E C S .   T h e   W E C i n c l u d es   a   W T G ,   an   R SC ,   a n d   G SC .   T h e   W T G ,   a   v a r i a b l e - s p e e d   h o r i z o n t a l - a x is   t u r b i n e ,   c o n v e r t s   w i n d   e n e r g y   i n t o   m e c h a n i c a l   p o w e r .   T h e   p o w e r   o u t p u t   i s   m o d e l e d   b y   = 1 2 ρ ( λ , β ) 3   ,   W h e r e :   ρ   =   a i r   d e n s i t y ,   A   =   s w e p t   a r e a ,   C p   =   p o w e r   c o e f f i c i e n t   ( f u n c t i o n   o f   t i p   s p e e d   r a t i o   λ   a n d   p i t c h   a n g l e   β) ,   V w   =   w i n d   s p e e d .   R SC   C o n v e r t s   v a r i a b l e   f r e q u e n c y   A C   f r o m   t h e   g e n e r a t o r   t o   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Po E lec  &   Dr i Sy s t     I SS N:   2088 - 8 6 9 4         C o s t - effec tive  o p timiz a tio n   o f u n ified   p o w er q u a lity c o n d itio n er in   w in d   en erg   ( S h a z iy a   S u lta n a )   2047   a   r e g u l a t e d   D C   o u t p u t .   W h e r e   a   t h r e e - p h a s e   i n s u la t e d   g a t e   b ip o l a r   t r a n s is t o r   ( I G B T ) - b as e d   in v e r t e r   i s   m o d e l e d   u s i n g   U n i v e r s a l   B r i d g e   b l o c k   ( p o w e r   e l e c t r o n i cs   t o o l b o x ) ,   p u l s e   wi d t h   m o d u l a t i o n   ( PW M )   b as e d   c o n t r o s t r a t e g y   ( S V PW M   o r   S PW M ) ,   a n d   c u r r e n t   c o n t r o l   l o o p   t o   r e g u l a t e   r o t o r   c u r r e n t .   T h e   c o n tr o l   l o g i c   is   t h a t   t h e   v e c t o r   c o n t r o l   i n   t h e   s y n c h r o n o u s   r e f e r e n c e   f r a m e   ( d - q   c o n t r o l ) .   A n d   m a i n t ai n s   t h e   d e s i r e d   a c t i v e/ r e a c ti v p o w e r   f l o w   f r o m   t h e   g e n e r a t o r .   T h e   G SC   F u n c ti o n   i s   t o   c o n v e r t   D C   t o   s y n c h r o n i z e d   t h r e e - p h a s e   AC   f o r   g r i d   i n j e c t i o n .   W h e r s i m i l a r   U n iv e r s a l   B r i d g s et u p   as   R SC ,   wh i c h   is   c o n t r o ll e d   u s i n g   v o lt ag e - o r i e n t e d   c o n t r o ( V O C )   s t r at e g y   t o   m a i n t a i n   DC - l i n k   v o l ta g e   s y n c h r o n i z e d   wi t h   p h a s e - l o c k e d   l o o p   ( P L L )   b l o c k   t o   s y n c h r o n i ze   w i t h   t h g r i d   v o l t a g a PC C .   T h e   o b j e c ti v e   is   t o   m i n i m iz i n j e c te d   h a r m o n i c   c o n t e n t   a n d   m a i n t a i n   v o lt a g e   s u p p o r t .   T h e   DC - L i n k   c a p a c ito r ` s   f u n c t i o n   is   t o   a ct   as   a n   en e r g y   b u f f e r   b e t w e e n   R SC   a n d   G SC ,   a n d   e n s u r e   s m o o t h   p o w e r   f l o w   a n d   v o l ta g e   s ta b i l it y   a c r o s s   c o n v e r t e r s .   M o d e l e d   a s   a   s t a n d a r d   ca p a c i to r   ( C a p a c it o r   b l o c k )   c o n n e c t e d   a c r o s s   t h e   DC   b u s ,   w h o s e   S i ze   i s   b as e d   o n   t h e   t r a n s i e n t   e n e r g y   b a l a n c e   e q u a t i o n :    = 2 Δ  2 ,   W h e r Δ E   is   t h e   e n e r g y   f l u c t u at i o n ,   an d   V d c   i s   t h e   D C   v o lt a g e   l e v el .           Fig u r 2 .   MA T L AB /S im u lin k   m o d el       T h d iag r am   in   Fig u r e   2   illu s tr ates  win d   en er g y   co n v er s io n   s y s tem   in teg r ated   with   th p o wer   g r id   th r o u g h   a n   ac tiv e   p o wer   f ilt er   ( APF) - b ased   c o m p e n s atio n   s ch em t o   en h an ce   p o wer   q u ality   an d   f au lt   r esil ien ce .   W in d - g en er ated   th r ee - p h ase  p o wer   is   f ed   th r o u g h   ter m in als  A,   B ,   an d   C   in t o   th s y s tem .   T h n etwo r k   in clu d es  f au lt  b lo c k s   f o r   s im u latin g   th r ee - p h ase  an d   lin e - lin f au lts ,   allo win g   th m o d el  to   test   s y s tem   r esp o n s u n d er   f au lted   co n d itio n s .   s er ies   APF   an d   s h u n t   APF,  ea ch   co n tr o lled   b y   d ed icate d   Ser ies   an d   s h u n t   APF  c o n tr o ller s ,   ar in co r p o r ated   t o   m itig ate   d is tu r b an c es.  T h e   s er ies   A PF   co m p en s ates  f o r   v o ltag e - r elate d   is s u es  ( lik s ag s /s well s ) ,   wh ile  th Sh u n APF  ad d r ess es  cu r r en h ar m o n ics  an d   p r o v id es   r ea ctiv p o we r   s u p p o r t.   L C   f ilter   is   u s ed   b ef o r f ee d in g   t h co n d itio n ed   p o we r   in to   th GR I D,   en s u r in g   s m o o th   v o ltag an d   r ed u ce d   h ar m o n ic  co n ten t.  T h m ea s u r em en t   b lo ck   is   in clu d ed   f o r   m o n ito r in g   s y s tem   p er f o r m an ce   m etr ics  s u ch   as   v o ltag e,   c u r r en t,   p o wer   q u a lity   in d ices,  an d   h a r m o n ic  lev els.  Ov er all,   th e   co n f ig u r atio n   en h an ce s   th r eliab ilit y ,   s tab ilit y ,   an d   p o w er   q u ality   o f   win d   en e r g y   s u p p lied   to   t h g r id ,   esp ec ially   u n d er   f au lt o r   f lu ctu atin g   co n d itio n s .   T h e   m o n i t o r i n g   c o m p o n e n t s   c o l l a b o r a t e   t o   d e l i v e r   d e t a i l e d   i n s i g h ts   i n t o   t h e   o p e r a t i o n a l   b e h a v i o r   o f   t h e   U P QC - i n te g r a t e d   W E C S ,   es t ab l i s h i n g   a   b as i s   f o r   r e al - t i m co n t r o l   a n d   p e r f o r m a n c e   o p t i m iz a t i o n   m e c h a n i s m   o f   E n H B A - G W O .   A   h y b r i d   o p t im i z a t i o n   l o o p   i s   i m p l e m e n t e d   e x t e r n a l l y   i n   M A T L AB   a n d   i n t e r a c ts   d y n a m i c al l y   w i t h   t h e   S i m u li n k   m o d e l .   T h i s   c o n f i g u r a t i o n   f a ci l it a t es   t h r e a l - t i m e   a s s es s m e n a n d   a d ju s t m e n t   o f   c o n t r o p a r a m e t e r s   f o r   t h e   U P QC ,   i n   r es p o n s e   t o   v a r y i n g   s y s t e m   c o n d it i o n s   a n d   p e r f o r m a n c e   o b j e c ti v e s .   T h d iag r am   p r esen ts   u n if ied   p o wer   q u ality   co n d itio n e r   ( UPQC )   b ased   co m p en s ati o n   s y s tem   in teg r ated   with   a   W in d   Gen er ato r   ( W G)   an d   an   in tellig en E n HB A - GW co n tr o ller   f o r   p o wer   q u ality   en h an ce m e n in   g r id - c o n n e cted   en v i r o n m e n t,  as  s h o wn   i n   Fig u r e   3 .   T h e   win d   g en e r a to r   s u p p lies   p o wer   th r o u g h   an   im p ed an ce   p ath   Z _ f ,   an d   th s y s tem   in clu d es  b o th   s er ies   APF  an d   Sh u n APF  co m p o n en ts .   T h ese  f ilter s   f o r m   th e   UPQC ,   wh ich   is   p lace d   b etwe en   th s o u r ce   ( W G)   an d   t h lo ad   to   m i tig ate  v o ltag a n d   cu r r en t - r elate d   p o wer   q u ality   is s u es.  T h Ser ies  APF  co m p en s ates  f o r   v o ltag s ag s /s wells  an d   h ar m o n ics  b y   in jectin g   s er ies  v o ltag e,   wh ile  th Sh u n APF  m an ag es  cu r r en h ar m o n ics  an d   r ea ctiv p o wer   d em a n d s   b y   in jectin g   ap p r o p r iate  co m p e n s atin g   cu r r en ts .   co n tr o ller   p r o ce s s es  r ea l - tim s ig n als  in clu d in g   s o u r ce   v o ltag es  V_ s ^ab c,   lo ad   v o lta g es  V_ L ^ab c,   lo ad   cu r r e n ts   I _ L ^ab c,   an d   th v o ltag r ef er en ce   Vac r ef .   T h ese  ar f ed   in to   h y b r i d   o p tim i za tio n   en g in ( E n HB A - GW O) ,   wh ich   co m b in es  th en h an ce d   h o n ey   b a d g er   alg o r ith m   an d   g r ey   wo lf   o p tim izatio n   to   ad a p tiv ely   tu n th co n t r o ller   p a r am eter s ,   en s u r in g   o p tim al   co m p en s atio n   p e r f o r m an ce   u n d er   v ar y in g   lo a d   an d   s o u r ce   co n d itio n s .   T h lo a d   r ec eiv es  s tab le  an d   d is to r tio n - f r ee   s u p p ly   th r o u g h   th ter m in al  im p ed a n ce   Z _ t,  d em o n s tr atin g   th e   s y s tem s   ab ilit y   to   co r r ec f o r   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 6 9 4   I n t J Po E lec  &   Dr i Sy s t Vo l.  16 ,   No .   3 Sep tem b er   20 25 :   204 3 - 2 0 5 4   2048   PQ  d is tu r b an ce s   o r ig in atin g   f r o m   b o t h   th s o u r ce   a n d   th lo ad   s id e.   T h is   ar ch itectu r e f f ec tiv ely   en h a n ce s   v o ltag r eg u latio n ,   h ar m o n ic  s u p p r ess io n ,   a n d   o v er all  p o we r   q u ality   in   r e n ewa b le - in teg r ate d   m icr o g r id s .           Fig u r 3 .   B lo ck   d iag r am   o f   th p r o p o s ed   UPQC   s y s tem       2 . 7 .     Unifie d po wer   qu a lity   c o nd it io ner  m o dellin g   T h UPQC   co n tr o ls   th f lo o f   elec tr icity   b y   f ix in g   co m m o n   p o we r   q u ality   p r o b lem s   lik v o ltag e   s ag s ,   h ar m o n ic  d is to r tio n ,   an d   r ea ctiv p o wer   im b alan ce .   T h is   is   m ad p o s s ib le  b y   two   in teg r ated   elem en ts   wo r k in g   to g eth er .   T h e   SeAPF  r ed u ce s   v o ltag p r o b lem s   lik s ag s ,   s wells,  an d   tr an s ien ts   b y   ad d i n g   co m p en s atin g   v o ltag es  in   s er ies  with   th s o u r ce .   I is   th S h APF ' s   jo b   to   b alan ce   o u h ar m o n ic  cu r r e n ts   an d   th n ee d   f o r   r ea ctio n   p o wer .   Pu ttin g   th r ig h am o u n o f   cu r r en in to   th m ac h in m a k es  s u r th at  s in u s o id al   cu r r en f lo ws  an d   m ak es  p o wer   f ac to r   co r r ec tio n   ea s ier .   At  th PC C ,   th ese  p ar ts   wo r k   to g eth er   in   r ea tim t o   im p r o v th q u ality   o f   th p o wer .   T h is   co m b in ed   co m p e n s atio n   m ak es  th s y s tem   m o r r eliab le,   ef f icien t,  an d   r esil ien t,  esp ec ially   in   p la ce s   wh er lo ad s   ch an g an d   win d   en er g y   s y s tem s   ar ad d e d .     = =   . 0   ( 6 )     =     ( 7 )     = + c os   ( 8 )     = +    ( 9 )     =   ( 1 0 )     = c os   ( 1 1 )     = s in   ( 1 2 )       3.   RE SU L T S AN D I SCU SS I O N     T h e   s u g g e s t e d   h y b r i d   o p t i m i z a t i o n   t e c h n i q u e ,   w h i c h   b l e n d s   t h e   E n H B A   a n d   G W O ,   w a s   t h o r o u g h l y   t e s t e d   t o   o p t i m i z e   a   U P Q C   i n   a   W E C S .   P S O ,   S S A ,   a n d   W O A   w e r e   c o m p a r e d .   I n   a l l   K P I s ,   t h e   E n H B A - G W O   h y b r i d   o u t p e r f o r m e d   i t s   c o m p e t i t o r s .   T o t a l   h a r m o n i c   d i s t o r t i o n ,   p o w e r   f a c t o r ,   v o l t a g e   s t a b i l i t y   i n d e x ,   e n e r g y   e f f i c i e n c y ,   s y s t e m   d e p e n d a b i l i t y ,   a n d   o p e r a t i n g   c o s t   i m p r o v e d .   P e r f o r m a n c e   e v a l u a t i o n   y i e l d s   t h e   f o l l o w i n g   m a i n   f i n d i n g s .   E n H B A - G W O   o u t p e r f o r m s   a l l   o t h e r   m o d e l s   a c r o s s   a l l   m e t r i c s .   T r a d i t i o n a l   U P Q C   s h o w s   t h e   l o w e s t   p e r f o r m a n c e ,   e s p e c i a l l y   i n   T H D   r e d u c t i o n   a n d   r e l i a b i l i t y .   M e t a h e u r i s t i c   m o d e l s   l i k e   P S O ,   S S A ,   a n d   W O A   s h o w   m o d e r a t e   i m p r o v e m e n t s ,   w i t h   W O A   g e n e r a l l y   p e r f o r m i n g   b e t t e r   a m o n g   t h e m .   T h e   E n H B A - G W O   m o d e l   d e m o n s t r a t e s   s t r o n g   p o t e n t i a l   f o r   r e a l - w o r l d   i m p l e m e n t a t i o n   d u e   t o   i t s   h i g h   e f f i c i e n c y ,   s t a b i l i t y ,   a n d   r e l i a b i l i t y   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Po E lec  &   Dr i Sy s t     I SS N:   2088 - 8 6 9 4         C o s t - effec tive  o p timiz a tio n   o f u n ified   p o w er q u a lity c o n d itio n er in   w in d   en erg   ( S h a z iy a   S u lta n a )   2049   w i t h   s i g n i f i c a n t   c o s t   r e d u c t i o n .   T a b l e   2   p r e s e n t s   a   c o m p a r a t i v e   e v a l u a t i o n   o f   d i f f e r e n t   U P Q C   o p t i m i z a t i o n   m o d e l s   a c r o s s   s e v e r a l   k e y   p e r f o r m a n c e   m e t r i c s ,   h i g h l i g h t i n g   t h e   s u p e r i o r i t y   o f   t h e   p r o p o s e d   E n H B A - G W O   a l g o r i t h m .   I n   t e r m s   o f   e n e r g y   e f f i c i e n c y ,   E n H B A - G W O   a c h i e v e s   t h e   h i g h e s t   v a l u e   a t   9 5 % ,   s i g n i f i c a n t l y   o u t p e r f o r m i n g   t r a d i t i o n a l   U P Q C   ( 6 0 % )   a n d   o t h e r   a l g o r i t h m s   l i k e   P S O   ( 7 5 % ) ,   S S A   ( 8 0 % ) ,   a n d   W O A   ( 8 5 % ) .   I t   a l s o   d e m o n s t r a t e s   s u p e r i o r   v o l t a g e   s t a b i l i t y   w i t h   a   v o l t a g e   s t a b i l i t y   i n d e x   ( V S I )   o f   0 . 9 9 ,   c o m p a r e d   t o   l o w e r   v a l u e s   i n   o t h e r   m e t h o d s .   T h e   T H D   i s   s u b s t a n t i a l l y   r e d u c e d   t o   j u s t   5 %   u n d e r   E n H B A - G W O ,   w h e r e a s   t r a d i t i o n a l   U P Q C   s h o w s   t h e   w o r s t   p e r f o r m a n c e   a t   5 0 % .   F o r   p o w e r   f a c t o r   i m p r o v e m e n t ,   E n H B A - G W O   a t t a i n s   n e a r - u n i t y   ( 0 . 9 9 ) ,   a g a i n   e x c e e d i n g   a l l   a l t e r n a t i v e s .   A d d i t i o n a l l y ,   i t   s c o r e s   h i g h e s t   i n   b o t h   r e l i a b i l i t y   ( 9 0 )   a n d   c o s t   r e d u c t i o n   ( 8 5 ) ,   i n d i c a t i n g   b e t t e r   o v e r a l l   s y s t e m   r o b u s t n e s s   a n d   e c o n o m i c   p e r f o r m a n c e .   T h e s e   r e s u l t s   c o l l e c t i v e l y   e s t a b l i s h   E n H B A - G W O   a s   a   h i g h l y   e f f e c t i v e   a n d   b a l a n c e d   s o l u t i o n   f o r   o p t i m i z i n g   U P Q C   p e r f o r m a n c e .       T ab le  2 .   C o m p a r ativ an aly s is   o f   UPQC   o p tim izatio n   m o d els   M e t r i c   En H B A - G W O   Tr a d i t i o n a l   U P Q C   PSO   SSA   W O A   En e r g y   e f f i c i e n c y   ( %)   95   60   75   80   85   V o l t a g e   s t a b i l i t y   i n d e x   ( V S I )   0 . 9 9   0 . 7 5   0 . 8 0   0 . 8 5   0 . 8 8   TH D   r e d u c t i o n   ( %)   5   50   35   30   20   P o w e r   f a c t o r   i m p r o v e me n t   0 . 9 9   0 . 8 5   0 . 9 0   0 . 9 2   0 . 9 5   R e l i a b i l i t y   i m p r o v e me n t   sc o r e   90   55   65   70   75   C o s t   r e d u c t i o n   sc o r e   85   50   65   70   75       3 . 1 .     Sens it iv it y   a na l y s is :   Co s t   v s .   perf o rma nce  t ra de - o f f   S e n s it i v it y   a n a l y s i s   r e v e a ls   t h a t   E n HB A - GW c o n s is te n t l y   m a i n t a i n s   a n   o p t i m a l   p e r f o r m an c e - to - c o s r a t i o ,   p a r t ic u l a r l y   w i t h i n   t h e   co s t   m u lt i p l ie r   r a n g e   o f   0 . 8   t o   1 . 2 .   W h e n   c o m p a r e d   t o   t r a d it i o n a l   o p t i m i z a ti o n   m e t h o d s ,   t h e   h y b r i d   E n HB A - G W O   a p p r o a c h   d i s p l a y e d   g r e a t e r   p e r f o r m a n c e   i n   t e r m s   o f   p o w e r   q u a l i t y   e n h a n c e m e n t   a n d   c o m p u t a t i o n a l   e f f i c i e n c y .   F i g u r e   4   s h o wca s es   t h e   v o l t a g e   s t a b i l it y   i m p r o v e m e n t   s c o r e s   f o r   v a r i o u s   o p t i m i z a ti o n   m e t h o d s ,   w h e r e   E n H B A - GW O   d e m o n s t r a t es   t h e   h i g h e s t   v o l t a g e   s t ab i l i t y ,   s i g n i f i c a n tl y   o u t p e r f o r m i n g   t r a d i t i o n a U PQ C   a n d   o t h e r   a l g o r it h m s   ( P SO ,   SS A ,   W O A ) .   T r a d it i o n a U P QC   h as   t h e   l o we s s t a b il i t y   s c o r e ,   i n d i c at i n g   a   cle a r   l i m it a t i o n   o f   n o n - o p t i m i z ed   m e t h o d s .   F i g u r e   4   c o m p a r es   t h e   c o m p u t a ti o n a t i m e s   ( i n   s e c o n d s )   r e q u i r e d   b y   d i f f e r e n t   m e t h o d s ,   w h e r e   E n H B A - GW O   i s   t h e   m o s t   c o m p u t a t i o n a l l y   e f f i ci e n m e t h o d ,   w i t h   t h e   l e a s t   p r o c es s i n g   t i m e .   T r a d i t i o n a l   UP QC   ta k e s   t h e   l o n g e s t   t i m e ,   s u g g e s ti n g   i n e f f i c i e n c y   f o r   l a r g e - s c al e   a p p l i c at i o n s .   Fi g u r e   4   h i g h l i g h t s   t h e   c o s t - e f f ec t i v e n e s s   s c o r es   o f   o p t i m i z a tio n   m e t h o d s ,   w h e r e   E n H B A - G W O   a c h i e v es   t h e   h ig h e s t   c o s t - e f f e c t i v e n ess   s c o r e ,   b a l a n c i n g   p e r f o r m a n c e   a n d   e c o n o m i c   f e a s i b il i t y .   T r a d i t i o n a l   UP QC   e x h i b it s   t h e   l o w e s t   s c o r e ,   e m p h as i zi n g   i ts   l im i t a t i o n s   i n   c o s t   o p t i m iz a t i o n .   T h e   b a r   c h a r t   i n   Fi g u r e   5   il l u s t r at es   t h e   c o m p u t a ti o n a l   ti m e   ( i n   s ec o n d s )   f o r   d i f f e r en t   U P QC   o p t i m i z a ti o n   m o d e l s .   T h e   E n HB A - GW O   m o d e l   e x h i b i ts   t h e   lo w e s t   c o m p u t at i o n   t i m e   ( ~ 1 0 s ) ,   s h o w c a s i n g   h i g h   e f f i c i e n c y .   I n   c o n t r as t ,   t h e   T r a d i t i o n a l   U PQ C   m e t h o d   r e q u i r e s   t h h i g h e s t   t i m e   ( ~ 5 8 s ) ,   i n d i c at i n g   p o o r   o p t i m i z a ti o n   s p e e d .   M e t a h e u r is t i c   m o d e ls PS O   ( ~ 4 2 s ) ,   S SA   ( ~ 3 6 s ) ,   a n d   W OA   ( ~ 3 0 s ) p e r f o r m   m o d e r a t e l y ,   b u t   s t il l   la g   b e h i n d   E n HB A - GW O .   T h i s   h i g h li g h t s   E n H B A - G W O s   a d v a n t a g i n   d e li v e r i n g   f a s t e r   s o l u t i o n s   f o r   p o w e r   q u a l i t y   o p t i m i z at i o n .   T h e   b a r   c h a r i n   F i g u r e   6   c o m p a r e s   t h o v e r a l p e r f o r m a n c s c o r es   o f   v a r i o u s   U P QC   o p ti m i z at i o n   m o d e ls .   E n H B A - G W O   l ea d s   w i t h   t h e   h ig h e s t   s c o r e   ( ~ 8 5 ) ,   i n d i ca t i n g   s u p e r i o r   p e r f o r m a n c e   i n   a l l   e v a l u at e d   as p e c ts .   W O A   a n d   S S A   f o ll o w   wi t h   s c o r es   a r o u n d   7 5   a n d   7 0 ,   r e s p e c t i v e l y ,   w h i l e   P S O   a c h i e v es  a   m o d e r a t e   s c o r e   ( ~ 6 5 ) .   I n   c o n t r a s t ,   t h e   T r a d it i o n a l   UP QC   m o d e l   r a n k s   l o w e s t   ( ~ 5 0 ) ,   u n d e r s c o r i n g   i ts   l i m it e d   e f f e c t i v e n es s .   T h i s   c l e a r l y   d em o n s t r a t es   t h e n h a n c e d   c a p ab i l i t y   o f   E n H B A - GW o v e r   tr a d i t i o n a l   a n d   o t h e r   m e t a h e u r i s t i c   a p p r o a c h e s .   F i g u r e   7   s h o w s   r e l i a b il i t y   i m p r o v em e n t   s c o r e s   a c r o s s   m et h o d s ,   wh e r e   E n H B A - GW O   i s   t h e   m o s t   r e l ia b l e   o p t i m i z at io n   a p p r o a c h ,   e n h a n c i n g   s y s t em   s t a b i l it y .   T r a d i t i o n a l   UP QC   p e r f o r m s   p o o r l y   i n   r e l i a b i li t y   e n h a n c e m e n t .   I n   Fig u r e   8 ,   e n e r g y   e f f i c i e n c y   ( % )   i s   c o m p a r e d   f o r   e a c h   m e t h o d ,   a n d   E n H B A - GW a c h i e v e s   t h e   h i g h e s t   e n e r g y   e f f i c i e n c y   ( ~ 9 5 % ) ,   m a k i n g   i t   i d e a l   f o r   e n e r g y - c o n s c i o u s   a p p l ic a t i o n s .   T r a d it i o n al  U P QC   s t r u g g l e s   t o   e x c e e d   6 0 % ,   s h o w ca s i n g   a   s i g n i f ic a n t   d is a d v a n t a g e .   Fig u r 9   h ig h lig h ts   p o wer   f ac t o r   im p r o v em en t v alu es f o r   ea c h   m eth o d   ar s h o w n   an d   E n H B A - GW O   ac h iev es  n ea r - u n ity   p o wer   f ac to r   ( ~0 . 9 9 ) ,   e n s u r in g   m in im al  lo s s es  in   r ea ctiv p o wer .   T r ad itio n al  UPQC   h as  th lo west  im p r o v em en t,  h ig h lig h tin g   in ef f icie n cy .   Fig u r e   1 0   d ep icts   co m p ar is o n   o f   c o s r ed u ctio n   s co r es  ac r o s s   m eth o d s illu s tr ates  th r elatio n s h ip   b etwe en   co s m u ltip lier s ,   an d   th p er f o r m a n c e - to - co s r atio .   T h p er f o r m an ce - to - co s r atio   d ec r ea s es  as  th co s t   m u ltip lier   in cr ea s es.  E n HB A - GW ac h iev es  o p tim al   tr ad e - o f f s   with in   a   co s m u ltip lier   r an g o f   0 . 8   to   1 . 2 .   Fig u r e   1 1   co m p ar es  T HD  r ed u ctio n   p er ce n tag es  wh e r e   E n HB A - GW ac h iev es  th e   lo west  T HD  ( ~5 %),   s ig n if ican tly   r ed u ci n g   h a r m o n ics.  T r ad itio n al  UPQC   ex h ib its   th h ig h est T HD,   s h o win g   lim itatio n s   in   h ar m o n ic  m itig atio n .     As  s h o wn   in   Fig u r 1 1 ,   th p r o p o s ed   tech n iq u ac h iev es  T HD  o f   5 %,  wh ich   is   s ig n if ican tly   lo wer   th an   th T HD  v alu es  o b tain ed   b y   o th er   m eth o d s .   T h is   d em o n s tr ates  th g r ea ter   p er f o r m an ce   o f   th p r o jecte d   m eth o d   in   m in im izin g   T HD  co m p ar ed   to   ex is tin g   o p tim iz atio n   tech n iq u es.  W h er ea s   F i g u r 1 2   s h o ws  th e   co n v er g en ce   o f   th p r o p o s ed   E n HB v s   o th er s .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 6 9 4   I n t J Po E lec  &   Dr i Sy s t Vo l.  16 ,   No .   3 Sep tem b er   20 25 :   204 3 - 2 0 5 4   2050       Fig u r 4 .   C o m p a r is o n   o f   v o lta g s tab ilit y   in d ex   ac r o s s           Fig u r 5 .   C o m p a r is o n   o f   c o m p u tatio n al           Fig u r 6 .   C o s t e f f ec tiv en ess   a cr o s s   m eth o d s   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Po E lec  &   Dr i Sy s t     I SS N:   2088 - 8 6 9 4         C o s t - effec tive  o p timiz a tio n   o f u n ified   p o w er q u a lity c o n d itio n er in   w in d   en erg   ( S h a z iy a   S u lta n a )   2051       Fig u r 7 .   C o m p a r is o n   o f   r elia b ilit y   im p r o v e m en t a cr o s s   m eth o d s           Fig u r 8 .   C o m p a r is o n   o f   e n er g y   ef f icien c y   ac r o s s   all  m eth o d s           Fig u r 9 .   C o m p a r is o n   o f   p o we r   f ac to r   im p r o v em en t a cr o s s   m eth o d s       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 6 9 4   I n t J Po E lec  &   Dr i Sy s t Vo l.  16 ,   No .   3 Sep tem b er   20 25 :   204 3 - 2 0 5 4   2052       Fig u r 10 .   C o s t v s   p er f o r m an c tr ad e - o f f           Fig u r 1 1 .   T o tal  h ar m o n ic  d is to r tio n   ( T HD)           Fig u r 1 2 .   C o n v er g en ce   o f   E n HB A - G W O   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.