Optimal location of tcsc due to power loss reduction and static voltage stability improvement using genetic algorithm shadmesgaran m. R., Hashimov a. M., Yusifbeyli n. A

1. INTRODUCTION 

The main duty of power systems is energy supply. Supplying demand and power system 

stability  with  the  minimum  cost  needs  services  which  are  named  side  services.  Of  these 

services  it  is  possible  to  name  supplying  reactive  power  needed  for  network.  On  the  other 

hand,  maintaining  security  of  network  with  developing  the  network  and  increasing  power 

transactions  is  one  of  the  serious  problems  for  system  operator.  Supplying  reactive  power 

needed for network is one of the services which impose some costs to system. Reactive power 

is considered as side services of electricity network which plays an important role in stability 

of  electricity  supply  and  in  reduction  of  network  costs.  Supplying  reactive  power  and 

common problems of transmission systems which cause improper exploitation alongside with 

low efficiency and high cost of available and traditional compensators lead to new generation 

compensators based on electronic devices of power in the late 70s.These devices were named 

FACTS devices due to flexibility they give to ac transmission system. These devices could be 

effective in  changing flow active and reactive power of the lines  by controlling amount and 

angle  of  voltage  of  busses  and  impedance  of  the  lines.  Of  these  devices  it  is  possible  to 

mention to cases below: 

These  advantages  alongside  with  desired  performance,  high  reliability,  high  flexibility, 

proper  cost  and  economical  saving,  has  caused  rapid  spread  of  these  devices  around  the 

world.  By  developing  technology,  a  new  generation  of  these  devices  was  provided  which 

showed  a  better  performance  comparing  with  previous  generations  and  became  competitor-

less  compensators  of  transmission  and  distribution  networks  [1].  References  [2-9]  show 

samples of installing these devices in electricity networks of the world. 

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Various  articles  on  voltage  static  stability  and  reducing  loss  have  been  provided  which 

will be mentioned below. References [10] and [11] have involved with finding weak busses of 

network  using  medal  analysis.  Results  of  these  articles  have  shown  that  medal  analysis  has 

provided  acceptable  performance  determining  weak  busses  of  network.  Reference  [12]  has 

involved  with  evaluating  network  voltage  stability  of  Khuzestan  using  continuation  demand 

distribution  and  medal  analysis.  This  evaluation  has  been  investigated  in  two  conditions  of 

normal  and  occurrence  of  event  in  demand  peak  condition  in  summer  2007.  Finally  weak 

busses  of  network  have  been  identified  in  terms  of  voltage  collapse.  Reference  [13]  has 

provided a new possible approach for finding optimal capacity of FACTS devices to improve 

voltage stability of a power network. In this article uncertainties related to demand of system 

and  generator  planning,  have  been  considered.  Two  scenarios  have  been  considered  in  this 

article for installing  FACTS devices  and finally article has solved the problem using Monte 

Carlo  simulation  and  bisection  algorithm.  Reference  [14]  also  deals  with  increase  in  power 

system  voltage  static  stability  using  FACTS  devices.  In  this  reference  using  continuation 

demand  distribution,  a  comparison  has  been  made  between  TCSC  and  STATCOM.  Results 

show that STATCOM has had better performance than TCSC. 

Reference [15] has  studied the issue of  finding  TCSC optimal place and  adjustments  in 

power  system.  In  this  reference  reduction  of  loss  in  transmission  lines  has  been  addressed 

using  evolutionary  algorithms.  This  reference  has  used  one  of  the  newest  evolutionary 

algorithms known as differential-evolutionary algorithm to solve the problem. Simulations of 

reference  [15]  have  been  conducted  on  IEEE  standard  14-bus  network.  Reference  [16] 

addressed  performance  of  another  device  in  loss  reduction.  This  article  has  studied 

performance  of  APLC  in  reducing  loss  of  distribution  network.  APLC  is  a  combination  of 

series and parallel convertors which could have an effective and determining role in reducing 

losses.  In  this  reference  PSCAD  software  has  been  used  in  order  to  conduct  simulations. 

Mentioned equipping has also been effective on reducing harmonics as well as reducing costs. 

Reference  [17]  has  introduced  differential  particles  cumulative  optimization  algorithm  in 

order  to  distribute  optimal  reactive  power  for  reducing  losses  and  preventing  voltage 

instability.  This  reference  has  dealt  with  optimum  control  of  reactive  power  in  the  network 

using differential particles cumulative optimization algorithm and has succeeded to minimize 

loss  amounts  in  system.  In  this  article  standard  30-bus  network  has  been  used  for  running 

simulations.  In  reference  [18]  the  subject  of  optimal  allocation  of  sources  for  distribution 

reactive power for reducing losses  has  been studied and investigated considering constraints 

of  network.  Of  reactive  power  sources  used  in  this  article  are  wind  farms  with  double-fed 

induction  generators.  In  order  to  run  simulations,  IEEE  standard  30-bus  network  has  been 

used in this reference. 

In  this  article  we  are  dealing  with  simultaneously  improving  voltage  static  stability  and 

reducing  power  losses  in  normal  and  emergency  conditions  of  network  by  finding  location 

and optimum capacity of TCSC.