Voltage Sag Mitigation in the Distribution System by Optimal Allocation of Distributed Generation Units

Abstract

In this thesis, a genetic algorithm (GA) based optimization is used to increase the voltage stability of a power network employing Distributed Generation (DG) Units. GA determines the best placements for DG Units in the power network. The number and sizes of DGs utilized are likewise calculated using the specified method. First, the backward/forward sweep method has been tweaked to enable for analysis of the iterative process' convergence. Then, rectified the issue without the use of GA has been applied. The key rationale for adopting GA to tackle the problem is that, given the quantity and size of DGs, determining the ideal locations for them might be quite difficult and time intensive. An index termed objective indices, which indicates the power flow and voltage deviation of the power network, is proposed to evaluate and compare the possible options. The bus voltages, and hence the network's VI, are determined using a Forward/Backward load flow. Moreover, by weight factors method (WF), because of the approach utilized, all WFs have an equal probability of influencing the output of the objective function, making them unified and dimensionless. As a result, by considering the number of buses affected by voltage sag has been considered to mitigate the voltage sag and enhancing voltage amplitudes in a radial distribution system. The findings imply that using DGs enhances the voltage stability of the network. Furthermore, because GA is an optimization algorithm, it may discover the best solution for the issue in terms of the number, size, and position of DGs after a given number of iterations. The thesis finishes with the best solution to the problem as well as the load flow data for the ideal condition. Keywords: Distributed Generation, Genetic Algorithm, Particle Swarm Optimization, Objective Function, Weight Factor, Backward/Forward Power Flow, Voltage Indices, Active and Reactive Power Losses.Bu tezde, Dağıtılmış Üretim (DG) Birimleri kullanan bir güç şebekesinin voltaj kararlılığı, genetik algoritma (GA) tabanlı bir optimizasyon kullanılarak geliştirildi. Güç ağındaki DG Birimleri için en uygun konumlar GA tarafından belirlenir. Önerilen yaklaşım ayrıca kullanılan GM'lerin sayısını ve boyutlarını da hesaplar. İlk olarak, geri/ileri tarama yöntemi, yinelemeli sürecin yakınsamasının analizini mümkün kılmak için ince ayar yapılmıştır. Daha sonra sorun giderilerek GA kullanılmadan uygulandı. Sorunu çözmek için GA'yı benimsemenin temel mantığı, DG miktarı ve boyutu göz önüne alındığında, bunlar için ideal konumların belirlenmesinin oldukça zor ve zaman alıcı olabileceğidir. Olası seçenekleri değerlendirmek ve karşılaştırmak için, güç şebekesinin güç akışını ve voltaj sapmasını gösteren, nesnel endeksler olarak adlandırılan bir endeks önerilmiştir. Bara voltajları ve dolayısıyla ağın VI'sı bir İleri/Geri yük akışı kullanılarak belirlenir. Ayrıca, ağırlık faktörleri yöntemine (WF) göre, kullanılan yaklaşım nedeniyle, tüm WF'ler, onları birleştirilmiş ve boyutsuz hale getirerek, amaç fonksiyonunun çıktısını etkileme konusunda eşit bir olasılığa sahiptir. Sonuç olarak, gerilim çökmesinden etkilenen bara sayısı dikkate alınarak, bir radyal dağıtım sisteminde gerilim çökmesini azalttığı ve gerilim genliklerini arttırdığı düşünülmüştür. Sonuçlar, DG'lerin kullanılmasının ağın voltaj kararlılığını geliştirdiğini göstermektedir. Ayrıca, bir optimizasyon algoritması olan GA, belirli sayıda iterasyondan sonra DG'lerin sayısı, boyutu ve konumu açısından problem için en uygun çözümü belirleyebilir. Tez, problemin en iyi çözümü ve optimum durum için yük akışının bulguları ile sona ermektedir. Anahtar Kelimeler: Dağıtılmış Nesil, Genetik Algoritma, Parçacık Sürü Optimizasyonu, Amaç Fonksiyonu, Ağırlık Faktörü, Geri/İleri Güç Akışı, Gerilim İndeksleri, Aktif ve Reaktif Güç Kayıpları.