REDUCING ACTIVE POWER LOSSES WITH OPTIMAL REACTIVE POWER DISPATCH IN 114 BUS NORTHWESTERN ANATOLIAN POWER SYSTEM

Aim: In this study, it has been proposed to solve the Optimal Reactive Power Dispatch (ORPD) problem with Genetic Algorithm (GA) in order to minimize the active power losses and voltage fluctuations in the 114 bus Northwestern Anatolian (NWA) power system. Method: The ORPD problem, which is modeled as a nonlinear optimization problem, has been solved by using GA. The ORPD problem has been applied to a large 114 bus power system in Northwestern Anatolia. By solving the ORPD problem, terminal voltages of generators and reactive power values of shunt compensators, which are optimal control variables, have been found. Control variables values to minimize active power losses and voltage fluctuations have been obtained by using GA. Results: The proposed approach has successfully solved the ORPD problem by finding the voltage values of the generators and the sizes of the reactive power sources which are the control variables of the optimization problem. The aim of the ORPD problem is to minimize power losses and to reduce the voltage deviations in the system considering some operational constraints. The proposed approach has been applied to the 114 bus NWA power system and it has been observed that the active power losses are reduced by 4.63% and the bus voltage deviations are decreased from 0.08 to 0.0798 after ORPD. Conclusion: By solving the ORPD problem, active power losses and voltage fluctuations at buses are simultaneously minimized by ensuring that all bus voltages remain within the defined limits in the 114-bus NWA power system. Simulation studies have shown that with the proposed ORPD approach, the bus voltages remain within the specified limits and the active power losses are reduced compared to the first case. The reduction in bus voltage deviations means that the system becomes more stable in terms of stability. Thus, while saving is achieved by increasing the efficiency in the power system, it is also possible to monitor the stability of the system.

Keywords: Optimal Reactive Power Dispatch, Optimization, Active Power Loss Minimization, Genetic

Doi:10.17366/uhmfd.2022.18.5

Amaç: Bu çalışmada, 114 baralı Kuzeybatı Anadolu (KBA) güç sisteminde aktif güç kayıplarının ve gerilim dalgalanmalarının azaltılması amacıyla Optimal Reaktif Güç Dağıtım (ORPD) problemi Genetik Algoritma (GA) kullanılarak çözülmesi önerilmiştir. Yöntem: Doğrusal olmayan bir optimizasyon problemi olarak modellenen ORPD problemi Genetik Algoritma (GA) kullanılarak çözülmüştür. ORPD problemi, KBA'daki büyük bir 114 baralı güç sistemine uygulanmıştır. ORPD problemi çözülerek optimal kontrol değişkenleri olan generatörlerin terminal gerilimleri ve şönt kompansatörlerin reaktif güç değerleri bulunmuştur. Aktif güç kayıplarını ve gerilim dalgalanmalarını en aza indirmek için kontrol değişkenleri değerleri GA kullanılarak elde edilmiştir. Bulgular: Önerilen yaklaşım ile, optimizasyon probleminin kontrol değişkenleri olan generatörlerin terminal gerilim değerlerini ve reaktif güç kaynaklarının boyutlarını bularak ORPD problemi başarıyla çözülmüştür. ORPD probleminin amacı güç kayıplarını ve sistemdeki gerilim dalgalanmalarını bazı işletme kısıtları göz önünde bulundurarak azaltmaktır. Önerilen yaklaşım 114 baralı KBA güç sistemine uygulanmış ve ORPD sonrası sistemin aktif güç kayıplarının %4,63 azaldığı ve bara gerilim dalgalanma değerinin 0,08’den 0,0798’e azaldığı gözlemlenmiştir. Sonuç: ORPD probleminin çözülmesiyle, 114 baralı KBA güç sisteminde bara gerilimlerinin belirlenen limitler içinde kalması sağlanarak, aktif güç kayıpları ve baradaki gerilim dalgalanmaları aynı anda minimize edilmiştir. Benzetim çalışmaları, önerilen ORPD yaklaşım ile bara gerilimlerinin belirlenen sınırlar içinde kaldığını ve aktif güç kayıplarının ilk duruma göre azaldığını göstermiştir. Bara gerilim dalgalanmalarının azalması, sistemin kararlılığı açısından daha kararlı hale gelmesi anlamına gelir. Böylece güç sisteminde verimi artırılarak tasarruf sağlanırken sistemin kararlılığının izlenmesi de mümkün olmaktadır.

Anahtar Kelimeler: Optimal Reaktif Güç Dağıtımı, Optimizasyon, Aktif Güç Kaybı Minimizasyonu, Genetik Algoritma

Doi:10.17366/uhmfd.2022.18.5