HPA algoritması ile çok makinalı güç sistemi kararlı kılıcısı tasarımı

Ekinci, Serdar; Hekimoğlu, Baran

HPA algoritması ile çok makinalı güç sistemi kararlı kılıcısı tasarımı

Serdar EKİNCİ, (Batman Üniversitesi, Mühendislik Mimarlık Fakültesi, Bilgisayar Mühendisliği Bölümü, 72060, Batman, Türkiye)

Baran HEKİMOĞLU (Batman Üniversitesi, Mühendislik Mimarlık Fakültesi, Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü, 72060, Batman, Türkiye)

Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi

0 0

Yıl: 2017 Cilt: 32 Sayı: 4 Sayfa Aralığı: 1271 - 1285 Metin Dili: Türkçe İndeks Tarihi: 29-07-2022

HPA algoritması ile çok makinalı güç sistemi kararlı kılıcısı tasarımı

Öz:

Bu makale, parçacık sürüsü optimizasyonu (PSO) ve yapay arı kolonisine (ABC) dayalı, çok makinalı güçsisteminde güç sistemi kararlı kılıcısının (PSS) optimal tasarımı için iyimser sonuçlar bulmak için güçlüyetilere sahip HPA tekniği adında yeni bir hibrit yaklaşımı tanımlamaktadır. PSS parametrelerinin en uygunayarlarının elde edilmesi için PSS parametrelerini seçme problemi, özdeğer tabanlı bir amaç fonksiyonu ile basit bir optimizasyon problemine çevrildi ve HPA tekniği kullanılarak çözüldü. Önerilen HPA tabanlı PSStasarımının etkinliği özdeğer analizi, zaman domeni simülasyonları ve bazı performans indeksleriaracılığıyla farklı arızalar altındaki 3-makinalı 9-baralı güç sistemi üzerinde doğrulandı. Bu çalışmalarınsonuçları, HPA algoritmasının PSS parametrelerinin ayarlanması için alternatif ve daha etkin bir iyileştiriciolduğunu ve PSO ile ABC'ye oranla güç sisteminin dinamik kararlılığını büyük oranda artırdığını göstermiştir. Ayrıca hesaplama zamanı, yaklaşım hızı ve çözüm kalitesi açısından HPA algoritmasının PSOve ABC'ye göre potansiyeli ve üstünlüğü kanıtlanmıştır

Anahtar Kelime:

Multi-machine power system stabilizer design via HPA algorithm

Öz:

This paper describes a novel hybrid approach based on particle swarm optimization (PSO) and artificial beecolony algorithm (ABC) called HPA technique that has powerful capabilities to discover the optimisticresults for optimal design of power system stabilizer (PSS) in a multi-machine power system. For achieving optimal tuning of PSS parameters, the problem of selecting PSS parameters is converted to a simpleoptimization problem with an eigenvalue-based objective function and is solved by using the HPA technique.The effectiveness of the proposed HPA based-PSS design is verified through eigenvalue analysis, timedomain simulations and some performance indices on a 3-machine 9-bus power system under different disturbances. The results of these studies show that the HPA algorithm is an alternative and more effective optimizer for tuning of PSS parameters and enhance greatly the dynamic stability of the power systemcompared with PSO and ABC. Also, the potential and superiority of the HPA algorithm over PSO and ABCin terms of computational time, convergence rate and solution quality is proved

Anahtar Kelime:

Belge Türü: Makale Makale Türü: Araştırma Makalesi Erişim Türü: Erişime Açık

1. Abido M.A., Abdel-Magid Y.L., Eigenvalue assignments in multimachine power systems using tabu search algorithm, Comput. Electr. Eng., 28 (6), 527-545, 2002.
2. Keumarsi V., Simab M., Shahgholian G., An integrated approach for optimal placement and tuning of power system stabilizer in multi-machine systems, Int. J. Electr. Power Energy Syst., 63, 132-139, 2014.
3. Ekinci S., Application and comparative performance analysis of PSO and ABC algorithms for optimal design of multi-machine power system stabilizers, Gazi Journal of Science, 29 (2), 323-334, 2016.
4. Khodabakhshian A., Hemmati R., Multi-machine power system stabilizer design by using cultural algorithms, Int. J. Electr. Power Energy Syst., 44 (1), 571-580, 2013.
5. Alkhatib H., Duveau J., Dynamic genetic algorithms for robust design of multimachine power system stabilizers, Int. J. Electr. Power Energy Syst., 45 (1), 242-251, 2013.
6. Ekinci S., Demiroren, A., Modeling, simulation and optimal design of power system stabilizers using ABC algorithm, Turk J Elec Eng & Comp Sci, 24, 1532-1546, 2016.
7. Abido M.A., Parameter optimization of multimachine power system stabilizers using genetic local search, Int. J. Electr. Power Energy Syst., 23 (8), 785-794, 2001.
8. Abdel-Magid Y.L., Abido M.A., Al-Baiyat S., Mantawy A.H., Simultaneous stabilization of multimachine power systems via genetic algorithms, IEEE Trans. Power Syst., 14 (4), 1428-1439, 1999.
9. Hassan L.H., Moghavvemi M., Almurib H.A.F., Muttaqi K.M., Ganapathy V.G., Optimization of power system stabilizers using participation factor and genetic algorithm, Int. J. Electr. Power Energy Syst., 55, 668- 679, 2014.
10. Sundareswaran K., Razia Begum S., Genetic tuning of a power system stabilizer, Euro. Trans. Electr. Power, 14, 151–160, 2004.
11. Sun Z., Wang N., Srinivasan D., Bi Y., Optimal tunning of type-2 fuzzy logic power system stabilizer based on differential evolution algorithm, Int. J. Electr. Power Energy Syst., 62, 19-28, 2014.
12. Wang S.K, Coordinated parameter design of power system stabilizers and static synchronous compensator using gradual hybrid differential evaluation, Int. J. Electr. Power Energy Syst., 81, 165-174, 2016.
13. Ekinci S., Demiroren A., PSO based PSS Design for Transient Stability Enhancement, IU-Journal of Electrical & Electronics Engineering, 15 (1), 1855- 1862, 2015.
14. Labdelaoui H., Boudjema F., Boukhetala D., A multiobjective tuning approach of power system stabilizers using particle swarm optimization, Turk J Elec Eng & Comp Sci, 24, 3898-3909, 2016.
15. Sambariya D.K., Prasad R., Robust tuning of power system stabilizer for small signal stability enhancement using metaheuristic bat algorithm, Int. J. Electr. Power Energy Syst., 61, 229-238, 2014.
16. Peres W., Oliveira E.J.D, Filho J.A.P., Silva Junior I.C.D., Coordinated tuning of power system stabilizers using bio-inspired algorithms, Int. J. Electr. Power Energy Syst., 64, 419-428, 2015.
17. Eke İ., Taplamacıoğlu M.C., Kocaarslan İ., Design of robust power system stabilizer based on Artificial Bee Colony Algorithm, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 26 (3), 683-690, 2011.
18. Eslami M., Shareef H., Khajehzadeh M., Optimal design of damping controllers using a new hybrid artificial bee colony algorithm, , Int. J. Electr. Power Energy Syst., 52, 42-54, 2013.
19. Elazim S.M.A., Ali E.S., Optimal Power System Stabilizers design via Cuckoo Search algorithm, Int. J. Electr. Power Energy Syst., 75, 99-107, 2016.
20. Sheeba R., Jayaraju M., Sundareswaran K., Performance enhancement of power system stabilizer through colony of foraging ants, Electr. Power Compon. Syst., 42 (10), 1016-1028, 2014.
21. Ekinci S., Çok makinalı güç sisteminde açısal kararlılık analizi ve kontrolör parametre Optimizasyonu, Doktora Tezi, İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul, 2015.
22. Kıran M.S., Gündüz M., A recombination-based hybridization of particle swarm optimization and artificial bee colony algorithm for continuous optimization problems, Appl. Soft Comput., 13 (4), 2188-2203, 2013.
23. Sauer P.W., Pai M.A., Power system Dynamics and Stability, Prentice Hall, 1998.
24. Haltaş A., Alkan A., Karabulut M., Performance analysis of heuristic search algorithms in text classification, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 30 (3), 417-427, 2015.
25. Kennedy J., Eberhart R.C., Swarm Intelligence, San Francisco, CA, USA: Morgan Kaufmann Publishers, 2001.
26. Fereidouni A.R., Vahidi B., Hoseini Mehr T., Tahmasbi M., Improvement of low frequency oscillation damping by allocation and design of power system stabilizers in the multi-machine power system, Int. J. Electr. Power Energy Syst., 52, 207-220, 2013.
27. Öztürk C., Hançer E., Karaboğa D., Automatic clustering with global best artificial bee colony algorithm, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 29 (4), 677-687, 2014.
28. Karaboga D., Basturk B., On the performance of artificial bee colony (ABC) algorithm, Appl. Soft Comput., 8 (1), 687-697 2008.
29. Karaboga D., Özturk C., A novel clustering approach: Artificial Bee Colony (ABC) algorithm, Appl. Soft Comput., 11 (1), 652-657, 2011.
30. Akay B., Karaboga D., A modified Artificial Bee Colony algorithm for real-parameter optimization, Information Sciences, 192, 120-142, 2012.
31. Li G., Niu P., Xiao X., Development and investigation of efficient artificial bee colony algorithm for numerical function optimization, Appl. Soft Comput., 12 (1), 320- 332, 2012.
32. Adaryani M.R., Karami A., Artificial bee colony algorithm for solving multi-objective optimal power flow problem, Int. J. Electr. Power Energy Syst., 53, 219-230, 2013.
33. Kundur P., Power System Stability and Control. New York, USA: McGraw-Hill, 1994.
34. Anderson P.M., Fouad A.A., Power System Control and Stability, Ames, IA: Iowa State Univ. Press, 1977.
35. Ekinci S., Zeynelgil H.L., Demiroren A., A didactic procedure for transient stability simulation of a multimachine power system utilizing SIMULINK, Int. J. Electr. Eng. Educ., 53 (1), 54-71, 2016.

APA	Ekinci S, Hekimoğlu B (2017). HPA algoritması ile çok makinalı güç sistemi kararlı kılıcısı tasarımı. , 1271 - 1285.
Chicago	Ekinci Serdar,Hekimoğlu Baran HPA algoritması ile çok makinalı güç sistemi kararlı kılıcısı tasarımı. (2017): 1271 - 1285.
MLA	Ekinci Serdar,Hekimoğlu Baran HPA algoritması ile çok makinalı güç sistemi kararlı kılıcısı tasarımı. , 2017, ss.1271 - 1285.
AMA	Ekinci S,Hekimoğlu B HPA algoritması ile çok makinalı güç sistemi kararlı kılıcısı tasarımı. . 2017; 1271 - 1285.
Vancouver	Ekinci S,Hekimoğlu B HPA algoritması ile çok makinalı güç sistemi kararlı kılıcısı tasarımı. . 2017; 1271 - 1285.
IEEE	Ekinci S,Hekimoğlu B "HPA algoritması ile çok makinalı güç sistemi kararlı kılıcısı tasarımı." , ss.1271 - 1285, 2017.
ISNAD	Ekinci, Serdar - Hekimoğlu, Baran. "HPA algoritması ile çok makinalı güç sistemi kararlı kılıcısı tasarımı". (2017), 1271-1285.

APA	Ekinci S, Hekimoğlu B (2017). HPA algoritması ile çok makinalı güç sistemi kararlı kılıcısı tasarımı. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 32(4), 1271 - 1285.
Chicago	Ekinci Serdar,Hekimoğlu Baran HPA algoritması ile çok makinalı güç sistemi kararlı kılıcısı tasarımı. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 32, no.4 (2017): 1271 - 1285.
MLA	Ekinci Serdar,Hekimoğlu Baran HPA algoritması ile çok makinalı güç sistemi kararlı kılıcısı tasarımı. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, vol.32, no.4, 2017, ss.1271 - 1285.
AMA	Ekinci S,Hekimoğlu B HPA algoritması ile çok makinalı güç sistemi kararlı kılıcısı tasarımı. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi. 2017; 32(4): 1271 - 1285.
Vancouver	Ekinci S,Hekimoğlu B HPA algoritması ile çok makinalı güç sistemi kararlı kılıcısı tasarımı. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi. 2017; 32(4): 1271 - 1285.
IEEE	Ekinci S,Hekimoğlu B "HPA algoritması ile çok makinalı güç sistemi kararlı kılıcısı tasarımı." Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 32, ss.1271 - 1285, 2017.
ISNAD	Ekinci, Serdar - Hekimoğlu, Baran. "HPA algoritması ile çok makinalı güç sistemi kararlı kılıcısı tasarımı". Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 32/4 (2017), 1271-1285.