I nte rna t io na l J o urna l o f   E lect rica l a nd   Co m pu t er   E ng ineering   ( I J E CE )   Vo l.   15 ,   No .   4 A u g u s t   20 25 ,   p p .   3 6 3 2 ~ 3 6 4 8   I SS N:  2088 - 8 7 0 8 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /ijece. v 15 i 4 . pp 3 6 3 2 - 3 6 4 8           3632       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ij ec e. ia esco r e. co m   Renewab le   energ y  impa ct  int eg ra ti o n in  M o ro ccan  grid - lo a flow a na ly sis       Sa f a a   E s s a id,  L o ub na   L a zr a k ,   M o uh s ine G ha za o ui   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 ,   F a c u l t y   o f   S c i e n c e s   a n d   Te c h n o l o g y   ( F S TB M ) ,   S u l t a n   M o u l a y   S l i ma n e   U n i v e r s i t y ,     B e n i   M e l l a l ,   M o r o c c o       Art icle  I nfo     AB S T RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Oct  8 ,   2 0 2 4   R ev is ed   Ma r   2 8 ,   2 0 2 5   Acc ep ted   Ma y   2 4 ,   2 0 2 5       Th is  p a p e a n a ly z e th e   b e h a v i o o a   M o r o c c a n   e lec tri c   tran sp o rtati o n   sy ste m   in   th e   p re se n c e   o f   a n   in te g ra ti o n   o re n e wa b le   e n e rg y   so u r c e s,  wh ich   re p re se n ts  a   sig n ifi c a n t   c h a ll e n g e   d u e   to   t h e ir  i n term it ten t   n a t u re .   Th e   a im  i s   to   e v a lu a te t h e   p e rfo rm a n c e   o th e   tran sp o rtatio n   sy ste m   in   v a ri o u s   situ a ti o n s   a n d   p o ss ib le  c o n fig u ra ti o n s.  T h e   c u rre n st u d y   e n a b les   th e   c a lcu latio n   o f   p o we flo i n   t h e   n e two r k   u si n g   th e   Ne wto n - Ra p h s o n   m e th o d   u n d e t h e   M ATLAB/ S imu li n k   s o ftwa re .   T o   a c h iev e   th is,  a   se ries   o p o we flo sim u latio n we re   c o n d u c ted   o n   a   5 - b u M o r o c c a n   e lec tri c a n e two rk ,   e x a m in in g   f o u d isti n c sc e n a rio s.  In   a d d it i o n ,   t h is  a rti c le  o ffe rs  a n   e v a lu a ti o n   o t h e   p o we fl o p e rf o rm a n c e   o th e   sa m e   e lec tri c   tran sp o rtati o n   sy ste m   with   v a r y in g   p e rc e n tag e o re n e wa b le   e n e rg y   p e n e trati o n .   In   o rd e r   to   p r o v id e   a   c o m p lete   c rit ica a n a ly sis,  m a n y   sim u latio n we re   c o n d u c ted   t o   o b tai n   t h e   v o lt a g e   a n d   a c ti v e   p o we p ro fi le  g e n e ra ted   a d iff e re n b u s   lo c a ti o n s,   a s we ll   a s a n   e v a lu a ti o n   o t h e   lo ss e s in   th e   st u d ie d   n e two rk .   K ey w o r d s :   Activ p o wer   g e n er ated   I n ter m itten ce   L o ad   f lo w   Mo r o cc an   p o wer   n etwo r k   Po wer   lo s s es   R en ewa b le  en er g ies   Vo ltag p r o f ile   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 :   Saf aa   E s s aid   Dep ar tm en t o f   E lectr ical  E n g i n ee r in g ,   Facu lty   o f   Scien ce s   a n d   T ec h n o lo g y   ( FS T B M) ,   Su ltan   Mo u lay   Sli m an Un iv er s ity     C am p u s   Mg h illa,  B P 5 2 3 ,   2 3 0 0 0 ,   B én i M ellal,   Mo r o cc o   E m ail: saf aa ess aid 5 @ g m ail. c o m       1.   I NT RO D UCT I O N   C lim ate  ch an g is   h i g h ly   co n ce r n in g   p r o b lem   th at   h u m an ity   is   n o g r ap p lin g   with   [ 1 ] Un d o u b te d ly ,   th n o ta b le  in cr ea s in   wo r ld wid tem p er atu r e,   as  s h o wn   b y   th Had C R UT 4   g lo b al   tem p er atu r d ata,   n ec ess itates   an   im m ed iate  s h if to war d s   s u s tain ab le  en er g y   s o u r ce s .   C o n s eq u en tly ,   th e r is   n ee d   f o r   u p d ated   clim ate  m o d els  th at  ca n   in c o r p o r ate  th e   ef f ec ts   o f   clim ate   ch an g in t o   en er g y   s tr ateg ies   [ 2 ] .   T h m ai n   ca u s o f   g lo b al  war m in g   is   g r ee n h o u s g as  e m is s io n s ,   b u d ef o r estatio n   ac co u n ts   f o r   o v er   2 4 %   [ 3 ] ,   to   th e x ten th at  E ast  Af r ica,   f o r   ex am p le,   h as  in teg r ate d   clim ate  ch an g in to   it s   s ch o o p r o g r am s   [ 4 ] ,   a   s tr ateg y   th at  co u ld   h elp   p r o m o te  clim ate - r esil ien s u s ta in ab le  d ev elo p m en t.  R esear ch   em p h asizes   th d etr im en tal  co n s eq u en ce s   o f   air   p o llu tio n   ca u s ed   b y   f o s s il  f u els  an d   u n d er s co r es  th c r itical  s ig n if ican ce   o f   tr an s itio n in g   to   r e n ewa b le  en er g y   s o u r ce s   to   allev iate  th ese  ef f ec ts .   I p r e d icts   s u b s tan tial  d ec r ea s in   air   p o llu tio n   em is s io n s   an d   th e x p en s es  r elate d   to   air   p o llu tio n   b y   2 0 5 0 ,   wh ile  also   p r o v id i n g   ad v an tag es  f o r   p u b lic  h ea lth   an d   th g lo b al  ec o n o m y   [ 5 ] [ 6 ] İ n al   et  a l.   [ 7 ]   h as  d em o n s tr ated   v er y   clo s r elatio n s h ip   b etwe en   r en ewa b le  e n er g ies,   C O 2   em is s io n s   an d   ec o n o m ic  g r o wth   i n   Af r ican   o il - p r o d u cin g   co u n tr ies,   m ak in g   th e n er g y   tr a n s itio n   to   r en ewa b le   s o u r ce s   p ar am o u n i n   o r d er   to   m itig ate  g lo b al  war m i n g   a n d   s tim u late  ec o n o m ic   g r o wth .   On   th e   o th er   h a n d ,   r ec en t   liter atu r [ 8 ]   h as  clea r ly   p r esen ted   th e   im p ac t   o f   g lo b aliza tio n ,   tech n o lo g ical  in n o v atio n   an d   ec o n o m ic  g r o wth   o n   air   q u ality   in   6 0   o f   th wo r ld ' s   m o s o p en   co u n tr ies  b etwe en   1 9 6 0   a n d   2 0 2 0 ,   m ak in g   r en ewa b le  en er g y   p o licies  cr u cial  to   en s u r in g   h ea lth y   an d   s u s tain ab le  g lo b al  en v ir o n m e n t.    Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8         R en ewa b le  en erg imp a ct  i n teg r a tio n   in   mo r o cc a n   g r id - lo a d   flo w   a n a lysi s   ( S a fa a   E s s a id )   3633   T h tr an s itio n   to   r en ewa b le   en er g ies,  d o m in ated   b y   win d   an d   s o lar   p o wer ,   r e q u ir es   elec tr icity   s to r ag to   m an ag th e x is ten tial  v ar iab ilit y   o f   p r o d u ctio n ,   wh ich   ca lls   f o r   in - d ep t h   r esear ch   an d   a p p r o p r iate   en er g y   p o licies  [ 9 ] .   I n   a d d itio n ,   th in ter g o v e r n m en tal  p an e o n   clim ate  ch an g ( I PC C )   r e p o r h ig h lig h ts   th ch allen g es  th at  Mo r o cc o   f ac e s   in   its   ch o ice  to   in teg r ate  r e n ewa b le  tech n o lo g ies,  u n d e r lin in g   th n ee d   f o r   a   co h er en ap p r o ac h   an d   in cr ea s ed   awa r en ess   to   m ee th ese   m ajo r   an d   p r o m is in g   ch allen g es  [ 1 0 ] .   Fo r   th is   r ea s o n ,   s in ce   2 0 0 8 ,   Mo r o cc o   h as  e m b ar k e d   o n   s tr ate g y   o f   r eg io n al   en e r g y   in teg r atio n   to   m ee t   th e   ch allen g es  o f   en er g y   d ep en d en cy   a n d   clim ate   im p er ati v es,  with   an   e m p h asis   o n   t h d ev el o p m en t   o f   r en ewa b le  en e r g ies.  T h is   tr an s itio n   aim s   to   tr an s f o r m   th e   en er g y   s ec to r   in   d e p th   an d   ex p lo it  in ter co n n ec ti o n s   with   n eig h b o r in g   co u n tr ies  to   ac h iev en er g y   i n d ep e n d en ce ,   d esp ite  th o b s tacle s   en co u n t er ed ,   p a r ticu lar ly   in   r eg io n s   s u ch   as Da k h la  O u ed - E d d ah ab ,   wh ich   p lay   s tr ateg ic  r o le  in   th is   tr an s f o r m atio n   [ 1 1 ] [ 1 2 ]   I n teg r atin g   in ter m itten r e n e wab le  en er g y   s o u r ce s   in to   p o wer   g r id s   p r esen ts   s ig n if ican tech n ical  ch allen g es,  n ec ess itatin g   ex te n s iv r esear ch   t o   g u ar an tee   th r eliab ilit y   an d   s tab ilit y   o f   th s y s tem ,   esp ec ially   wh en   d ea lin g   with   in ter m itten cy   r ates  o f   u p   to   1 0 0 [ 1 3 ] .   T h g eo g r a p h ical  d is tr ib u tio n   o f   r en ewa b le  en er g y   f ac ilit ies  h elp s   to   al lev iate  th e   is s u o f   in ter m itten p o wer   g en er atio n   b y   m i n im izin g   th i n f lu en ce   o f   clim atic   co n d itio n s   o n   th eir   g en er atio n .   Ad d itio n ally ,   th u tili za ti o n   o f   d iv er s tech n o lo g ies  h elp s   to   lo wer   th ex p en s es  ass o ciate d   with   in teg r atin g   th ese  r en ewa b le  e n er g y   s o u r ce s   [ 1 4 ] .   T h v ar iatio n   o f   r en ewa b le  en er g y   s o u r ce s ,   s u ch   as  win d   o r   s o lar ,   p o s es  o b s tacle s   to   th eir   o p ti m al  in teg r atio n   in to   t h p o wer   g r id .   Var iatio n s   in   win d   s p ee d   an d   s o lar   ir r ad ia n ce   cr ea te  r eliab ilit y   an d   s tab ili ty   is s u es,  lead in g   to   o v e r v o lta g es  an d   im b alan ce s   in   th d is tr ib u tio n   n etwo r k   [ 1 5 ] [ 1 6 ] .   T h m ain   g o al  o f   p o wer   s y s tem   o p er ato r   is   to   en s u r th d ep en d a b le  b alan ce   b etwe en   p o we r   g e n er atio n   an d   d em an d ,   wh ile  m in im izin g   c o s ts   an d   lo s s es.  No n eth eless ,   th e   in escap ab le  in f lu e n ce   o f   th i r r eg u lar ity   o f   win d   a n d   s o lar   p o wer   o n   th e   elec tr ical  s y s tem   r elies  o n   t h s ca le  an d   in h er en t   ad ap tab ilit y   o f   th g r id ,   as  well  as  th e   ex ten t o   wh ich   in te r m itten r e n ewa b le   en er g y   s o u r ce s   ar in clu d ed   in to   t h g r id   [ 1 7 ] .   Ug wu an y et  a l [ 1 8 ]   s u g g ested   t h at  u s in g   f lex ib le  alter n atin g   c u r r en t tr an s m is s io n   s y s tem   ( FAC T S)  d ev ices  ca n   in cr ea s r en ewa b le  en er g y   p en etr atio n   in   Nig er ia  b y   4 0 %,  allo win g   f o r   t h e   in teg r atio n   o f   a n   a d d itio n al  1 5 2   MW  o f   win d   en er g y   with o u co m p r o m is in g   s y s tem   s tab ilit y .   T h e   p ap er   [ 1 9 ]   ex am in es  h y b r id   win d   an d   p h o to v o ltaic  ( PV)   i n teg r atio n   in   u r b a n   ar ea s ,   f o cu s in g   o n   co n s is ten DC   b u s - b ar   v o ltag an d   b atter y   c o n n e ctio n s .   MA T L AB   m o d el  is   d ev elo p ed   to   s im u late  g r id   p e r f o r m an ce ,   h ig h lig h tin g   th ef f icac y   o f   h y b r id   win d   a n d   PV  in   m ee tin g   s u s tain ab le   en er g y   g o als,  co n t r ib u tin g   to   p o licy m ak in g   an d   r esear ch .   I n   p ap er   [ 2 0 ]   r en ew ab le  en er g y   s o u r ce s   lik e   s o lar   an d   win d   ar e   in cr ea s in g ly   b ein g   u s ed   to   m ee t   g lo b al  en er g y   d em an d s   wh ile  r ed u cin g   g r ee n h o u s g as  em is s io n s .   Ho wev er ,   th eir   u n p r ed i ctab le  n atu r p o s es  ch allen g es f o r   g r id   o p er ato r s .   T h co m b i n ed   u s o f   th ese  s o u r ce s   co u ld   im p r o v g r i d   o p e r ab ilit y   an d   s af ety .   T h is   s tu d y   f o cu s es  o n   t h M o r o cc an   5 - b u s   p o we r   g r id ,   a n aly zin g   its   b e h av io r   an d   p e r f o r m a n ce   u n d er   v a r y in g   s ce n ar io s   o f   s o lar   an d   win d   en er g y   in teg r a tio n .   Usi n g   th New to n - R ap h s o n   m eth o d   in   th e   MA T L AB / S im u lin k   en v ir o n m en t,  th r esear ch   ex a m in es  v o ltag lev els  an d   ac tiv p o wer   f lo ws  ac r o s s   d if f er en t   n o d es  in   th e   n etw o r k .   Fo u r   d is tin ct  s ce n ar io s   o f   r e n ewa b le  en e r g y   p en etr a tio n   ar e x p lo r ed ,   h ig h lig h tin g   th g r i d ' s   r esp o n s to   v ar iab ilit y   in   r e n ewa b le  e n er g y   g en er atio n .   T h a n aly s is   p r o v id es  v alu a b le  in s ig h ts   in to   th e   im p ac t   o f   r e n ewa b le  in teg r ati o n   o n   v o ltag s tab ilit y ,   ac tiv p o wer   d is tr ib u tio n ,   an d   p o wer   lo s s es,  id en tify in g   tech n ical  c h allen g es  an d   ar ea s   f o r   o p tim izatio n .   B ased   o n   th ese  f in d in g s ,   th s tu d y   o f f e r s   r ec o m m en d atio n s   to   en h an c g r id   s tab ilit y ,   m an a g v o ltag f lu ctu atio n s ,   a n d   m in i m ize  p o wer   lo s s es,   s u p p o r tin g   ef f icien t in te g r atio n   o f   r e n ewa b le  en e r g y   s o u r ce s .   T h p ap er   is   s tr u ctu r ed   as  f o llo ws:   in   s ec t io n   2   o u tlin es  th th eo r etica f o u n d atio n s   o f   lo ad   f lo w   an aly s is ,   d etailin g   its   o b jecti v es,  th class if icatio n   o f   n o d es  with in   th p o wer   g r id ,   an d   th r eso lu tio n   m eth o d s ,   s p ec if ically   th ap p l icatio n   o f   th New to n - R ap h s o n   m eth o d   f o r   p o wer   f lo ca lc u latio n s .   I n   s ec tio n   3 ,   we  p r esen t h d esig n   o f   t h Mo r o cc a n   5 - bu s   n etwo r k   m o d el,   in clu d in g   d ata  p a r am eter s   f o r   b u s es  an d   lin es,  an d   d escr ib v ar io u s   s ce n ar io s   f o r   r e n ewa b le  en er g y   in teg r atio n   in to   th g r id .   Sect io n   4   p r o v id es  th r esu lts   o f   th lo ad   f lo an a ly s is   f o r   f o u r   d if f er en s ce n ar io s ,   an aly zin g   v o ltag p r o f iles ,   ac tiv p o wer   g en er atio n ,   an d   p o we r   lo s s es,  f o llo wed   b y   a   co m p ar ativ d is cu s s io n   to   id en tify   t h o p tim al  ca s e.   Als o ,   we  ex am in h o v ar iatio n s   in   s o lar   en er g y   p e n etr atio n   im p ac th n etwo r k ' s   v o ltag p r o f ile,   p o wer   g en er atio n ,   an d   lo s s es.  Fin ally ,   s ec tio n   5   s u m m ar izes  th f in d in g s ,   e m p h asizes  th im p licatio n s   f o r   f u tu r r en ewa b le  en er g y   in teg r atio n ,   an d   p r o v i d es  r ec o m m en d atio n s   f o r   im p r o v in g   g r id   s tab ilit y   an d   ef f icien cy   in   Mo r o cc o ' s   p o wer   s y s tem .   L o ad   f lo a n aly s is   is   an   in n o v ativ tech n iq u u s ed   to   p r ed i ct  an d   m an a g th d e cr ea s in   v o ltag e   r esu ltin g   f r o m   th in teg r atio n   o f   r en ewa b le  en er g ies  in to   th p o wer   g r i d   [ 2 1 ] .   T h s tu d y   also   d eter m in es  p o wer   lo s s es,  b u s   v o ltag es,  g en er ato r   ac tiv p o wer ,   a n d   lo ad   ac tiv p o wer   d u r i n g   c o m p lete  d ay   in   a   test   s y s tem   b y   em p lo y in g   lo ad   f lo an aly s is   [ 2 2 ] .   T h u tili za tio n   o f   l o ad   f lo an aly s is   m eth o d o lo g y   p r o v id es  a   co m p r eh e n s iv ass ess m en o f   v o lta g im b alan ce ,   e n ab lin g   o p er ato r s   to   id en tif y   k ey   n o d es  an d   s ce n ar io s   in   th p o wer   g r id   [ 2 3 ] .   n o v el  i ter ativ ap p r o ac h   is   s u g g ested   f o r   c o m p u tin g   p o wer   f lo i n   r ad ial  d is tr ib u tio n   n etwo r k s ,   co n s id er in g   b r o a d   s p ec tr u m   o f   r esis tan ce   an d   r ea ctan ce ,   as  well  as  th e   attr ib u tes  o f   s o lar   ( SO)   p r o d u ce r s .   T h e   ef f ec tiv e n ess   o f   t h is   m eth o d   is   v alid ate d   b y   s im u latio n s   u s in g   M AT L AB   [ 2 4 ] .   T h   New to n - R ap h s o n   ap p r o ac h   is   u s ed   f o r   o b tain in g   lo ad   f lo s o lu tio n s   in   elec tr ical  s y s t em s ,   with   an aly s es  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   15 ,   No .   4 Au g u s t   20 25 :   3 6 3 2 - 3648   3634   ex ec u ted   in   MA T L AB   to   en h an ce   th ef f icien cy   o f   th e   p r o ce s s   [ 2 5 ] [ 2 6 ] .   An   ap p r o ac h   f o r   s im u latio n   an d   d ata  co m p r ess io n   is   u s ed   to   d ec r ea s th am o u n t   o f   tim e   a n d   m e m o r y   n ee d ed   f o r   lo a d   f lo ca lcu latio n s   in   elec tr ical  s y s tem s   [ 2 7 ]   co m p ar ativ a n aly s is   is   co n d u cte d   to   ev al u ate  th e   p er f o r m an ce   o f   s ev er al  f l ex ib le  AC   tr an s m is s io n   s y s tem   ( FA C T S)   d ev ices.  T h is   an aly s is   is   d o n u s in g   New to n - R ap h s o n   lo a d   f lo m eth o d   an d   co n v en tio n al  I E E E   5 - b u s   an d   3 0 - b u s   s y s tem s   [ 2 8 ] .   T h in t eg r atio n   o f   win d   p o wer   in to   t h Nig er ian   g r i d   is   s tu d ied ,   ex a m in in g   th e   im p a cts  o n   ac tiv e   p o wer   f lo v ia   lo ad   b u s es  an d   t h p r o g r ess iv r ep lace m e n o f   co n v en tio n al  g e n er ato r s   b y   win d   tu r b in es  [ 2 9 ] .   Gian to   an d   Pu r w o h ar jo n o   [ 3 0 ]   p r o p o s ed   m eth o d   to   in co r p o r ate  win d   tu r b in g e n er atin g   s y s tem s   ( W T GS)   in   th r ee - p h ase   lo ad   f lo w   an al y s is   o f   u n b alan ce d   elec tr ic  p o wer   s y s tem s ,   b ased   o n   m o d if ie d   s in g le - p h ase  two - p o r n etwo r k   m o d el,   v alid ated   u s in g   1 2 - n o d e   an d   1 9 - n o d d is tr ib u tio n   s y s t em s .   T h wo r k   in   [ 3 1 ]   a n aly ze s   lo ad   f lo f o r   5 - B u s   s y s tem   an d   th e   IEEE    14 - b u s   d is tr ib u tio n   n etwo r k   u s in g   th New to n   R ap h s o n   m et h o d   an d   E T AP  s h o r cir cu it  an aly s is   s o f twar e.   I ev alu ates  f au lts   an d   lo ad   p r o f iles ,   p r o v id in g   v al u ab le  in s ig h ts   f o r   f u tu r lo a d   f lo an a ly s is   in   d is tr ib u tio n   n etwo r k   s y s tem s .   Gian to   [ 3 2 ]   p r o p o s ed   n ew  s tead y   s tate   m o d el  f o r   lo ad   f lo an al y s is   o f   DFI G - b ased   win d   p o wer   p lan ts   ( W PP s ) ,   d er iv ed   f r o m   DFI p o wer   f o r m u las,  allo win g   ea s y   r ep r esen tatio n   i n   s u b - s y n ch r o n o u s   an d   s u p er - s y n ch r o n o u s   co n d itio n s   an d   c o n s id er in g   co n s tan p o wer   f ac to r .   Hiwar k ar   et  a l .   [ 3 3 ]   p r esen ted   a   lo ad   f lo w   an aly s is   o f   an   I E E E 1 4   B US  s y s tem   u s in g   t h e   New to n - R ap h s o n   m eth o d ,   u s in g   MA T L AB   f o r   elec tr ical  p er f o r m an ce   a n d   p o wer   f lo ws  u n d er   s tead y   s tate  co n d itio n s .   T h is   r esear ch   [ 3 4 ]   f o cu s es  o n   u n ce r tain ty   m o d elin g   tech n iq u es  in   p r o b ab ilis tic  lo ad   f lo an aly s is   f o r   d is tr ib u te d   e n er g y   r eso u r ce s .   T h e   au th o r s   r ec o m m en d   th is   r ev ie f o r   en g in ee r s ,   s cien tis ts ,   an d   r esear ch er s   in   th is   f ield .   B in   et  a l [ 3 5 ]   p r o p o s ed   an   ad ap tiv b a n d wi d th   k e r n el   d en s ity   esti m atio n   with   L ati n   h y p er cu b s am p lin g   f o r   ac cu r ate  p r o b ab ilis tic  lo ad   f lo ( PLF)   an aly s is   o f   p o wer   in jectio n s   f r o m   s u s tain a b le  en er g y   s o u r ce s   lik e   s o lar   an d   win d ,   r ed u cin g   er r o r s   an d   co m p u tatio n al  b u r d en ,   an d   o f f er in g   p o ten tial  s o lu tio n   f o r   s u s tain ab le  en er g y   s o lu tio n s .   Sm all - s ca le  g en er ato r s   ar ess en tial  to   th elec tr ical  m ar k et  as  p o wer   s y s tem s   s h if f r o m   tr ad itio n al  to   co m p etitiv e   ar ch itectu r e,   ac co r d in g   to   Z ab ih an d   Par h am f ar   [ 3 6 ] .   T ab le  1   p r o v i d es  co m p r eh en s iv e n u m er atio n   o f   ea ch   r ef er en ce   cited   in   th e   s tu d y .   I d is tin ctly   em p h asizes  th p ar ticu lar   c o n tr ib u tio n s   o f   ea ch   r ef e r en ce   t o   th e   r esear ch .   T h tab le  also   d elin ea tes  th m eth o d o lo g y   u tili ze d   in   th ese  co n tr ib u tio n s ,   o f f er in g   th o r o u g h   s u m m ar y   o f   th eir   s ig n if ica n ce   to   th s tu d y .       T ab le  1 .   C o n tr ib u tio n s   an d   m e th o d o lo g ies in   p o wer   s y s tem   a n aly s is   R e f e r e n c e   C o n t r i b u t i o n   M e t h o d o l o g y   [ 2 1 ]   P r e d i c t s   a n d   ma n a g e s   v o l t a g e   d e c r e a s e s c a u s e d   b y   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 .   Lo a d   f l o w   a n a l y s i s   [ 2 2 ]   A ssesse p o w e r   l o ss e s,  b u v o l t a g e s,   g e n e r a t o r   a c t i v e   p o w e r ,   a n d   l o a d   a c t i v e   p o w e r   o v e r   d a i l y   c y c l e i n   t e st   sy s t e m s.   G e n e r a l   l o a d   f l o w   a n a l y si s   [ 2 3 ]   P r o v i d e s a   c o m p r e h e n si v e   a sses sme n t   o f   v o l t a g e   i mb a l a n c e ,   i d e n t i f y i n g   k e y   n o d e s   i n   t h e   p o w e r   g r i d .   Lo a d   f l o w   a n a l y s i s   [ 2 4 ]   P r o p o ses   a   n o v e l   i t e r a t i v e   a p p r o a c h   f o r   r a d i a l   d i st r i b u t i o n   n e t w o r k c o n s i d e r i n g   r e si st a n c e ,   r e a c t a n c e ,   a n d   s o l a r   p r o d u c e r   a t t r i b u t e s.   M A TLA B   si mu l a t i o n s   [ 2 5 ] [ 2 6 ]   U ses  N e w t o n - R a p h so n   met h o d   f o r   e f f i c i e n t   l o a d   f l o w   s o l u t i o n s,   i m p r o v i n g   c o m p u t a t i o n a l   p e r f o r m a n c e .   M A TLA B   [ 2 7 ]   Emp l o y d a t a   c o mp r e ssi o n   t e c h n i q u e s   t o   r e d u c e   c o mp u t a t i o n   t i me  a n d   mem o r y   i n   l o a d   f l o w   c a l c u l a t i o n s.   S i mu l a t i o n   a n d   d a t a   c o m p r e ss i o n   [ 2 8 ]   C o n d u c t p e r f o r ma n c e   e v a l u a t i o n   o f   F A C TS d e v i c e o n   I EEE  5 - B u s a n d   3 0 - B u s   sy s t e ms   u s i n g   N e w t o n - R a p h so n   l o a d   f l o w   m e t h o d s .   N e w t o n - R a p h s o n   me t h o d   [ 2 9 ]   Ex a m i n e t h e   e f f e c t o f   w i n d   t u r b i n e   i n t e g r a t i o n   o n   a c t i v e   p o w e r   f l o w   i n   t h e   N i g e r i a n   g r i d ,   h i g h l i g h t i n g   g e n e r a t o r   r e p l a c e me n t .   Lo a d   b u s a n a l y si s   [ 3 0 ]   P r o p o ses   i n t e g r a t i o n   o f   w i n d   t u r b i n e   g e n e r a t i n g   s y st e ms ( W TG S )   i n   u n b a l a n c e d   t h r e e - p h a s e   l o a d   f l o w   mo d e l u si n g   a   mo d i f i e d   s i n g l e - p h a s e   t w o - p o r t   n e t w o r k   m o d e l .   Tw o - p o r t   n e t w o r k   mo d e l   [ 3 1 ]   A n a l y z e s I EEE  5 - B u a n d   1 4 - B u s s y s t e ms f o r   f a u l t a n d   l o a d   p r o f i l e u s i n g   N e w t o n - R a p h s o n   a n d   ETA P   s h o r t - c i r c u i t   a n a l y s i s.   ETA P   so f t w a r e   a n d   N e w t o n - R a p h s o n   m e t h o d   [ 3 2 ]   D e v e l o p s   a   n e w   st e a d y - s t a t e   m o d e l   f o r   D F I G - b a se d   W i n d   P o w e r   P l a n t ( W P P s)   c o n si d e r i n g   s u b - / s u p e r - sy n c h r o n o u s c o n d i t i o n a n d   c o n s t a n t   p o w e r   f a c t o r s.   S t e a d y - st a t e   mo d e l i n g   [ 3 3 ]   P e r f o r ms l o a d   f l o w   a n a l y s i o n   I EEE  1 4 - B u s   sy s t e ms t o   e v a l u a t e   st e a d y - s t a t e   e l e c t r i c a l   p e r f o r m a n c e   a n d   p o w e r   f l o w s u si n g   M A TLA B .   N e w t o n - R a p h s o n   me t h o d   [ 3 4 ]   R e v i e w s   u n c e r t a i n t y   m o d e l i n g   t e c h n i q u e i n   p r o b a b i l i st i c   l o a d   f l o w   ( P LF) ,   i n c l u d i n g   st o c h a s t i c   a n d   p r o b a b i l i s t i c   met h o d s.   P r o b a b i l i st i c   l o a d   f l o w   a n a l y si s   [ 3 5 ]   I n t r o d u c e s a d a p t i v e   b a n d w i d t h   k e r n e l   d e n si t y   e s t i m a t i o n   w i t h   L a t i n   h y p e r c u b e   samp l i n g   f o r   a c c u r a t e   P LF  a n a l y si s   o f   so l a r   a n d   w i n d   p o w e r   i n j e c t i o n s.   P r o b a b i l i st i c   l o a d   f l o w   w i t h   k e r n e l   d e n si t y   [ 3 6 ]   D e mo n st r a t e s   t h e   b e n e f i t o f   t r a n sf o r mer - l e ss  i n v e r t e r s   i n   p h o t o v o l t a i c   ( P V )   sy st e ms,   r e d u c i n g   c o st s   a n d   i m p r o v i n g   e f f i c i e n c y   f o r   g r i d   c o n n e c t i o n s.   A n a l y s i o f   P V   g r i d   i n t e g r a t i o n     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8         R en ewa b le  en erg imp a ct  i n teg r a tio n   in   mo r o cc a n   g r id - lo a d   flo w   a n a lysi s   ( S a fa a   E s s a id )   3635   2.   M E T H O DO L O G Y   2 . 1 .     T heo re t ica l st ud y   2 . 1 . 1 .   T he  o bje ct iv es o f   lo a d f lo a na ly s is   L o ad   f lo an aly s is   is   ter m in o lo g y   th at  r e p r esen ts   s et   o f   n u m er ical  an aly s es  an d   p r o ce d u r es   p er f o r m ed   o n   co m p u ter   to   d eter m in th p o wer   d is tr ib u tio n   in   g iv en   s y s tem   in   o r d er   to   co n tr o th is   p o wer   d is tr ib u tio n .   T h d eter m in atio n   o f   r ea ctiv an d   ac ti v p o we r   in   th tr an s m is s io n   lin is   b ased   o n   p r ed e f in ed   co n s id er atio n s   r elate d   t o   th r ec eiv er   o r   g en e r ato r .   T h is   in cl u d es  ca lcu latin g   th e   p o ten tial  d if f er en ce s   at  ea c h   n o d o r   s et  o f   b u s es  an d   e n s u r in g   th at  n o   lin is   o v e r lo ad ed .   C o n tin u o u s   m o n ito r in g   is   also   r eq u ir ed ,   esp ec ially   in   th ev en o f   r ec l o s in g .   Ad d itio n ally ,   th s p ec i f ic  p o wer   f l o is   d eter m in ed   to   ac h iev o p tim al   d is p atch   b y   ca lcu latin g   t h n etwo r k ' s   s ta te  ( P,  Q,   V,   an d   )   u n d e r   s p ec if ied   p r o d u ctio n   an d   co n s u m p tio n   ass u m p tio n s .   E v er y   s et  o f   b ar s   ( n o d e)   is   ass o ciate d   with   4   d ef in ed   p ar am eter s th e   ac tiv e   p o wer   i n jecte d   o r   ex tr ac ted   ( P),   th e   r ea ctiv p o w er   in jecte d   o r   ex tr ac ted   ( Q) ,   th v o ltag m o d u le  ( V ) ,   v o ltag p h ase  s h if ( ) .   L o ad   f l o is   th er ef o r th e   r eso lu tio n   o f   s y s tem   o f   n o n - lin ea r   eq u atio n s ,   wh ich   elim in ates  th e   p o s s ib ilit y   o f   an   an aly tical  s o lu tio n   in   m o s ca s es.  Nu m er ical  s o lu tio n s   ar co m p u ter - aid ed .   L o ad   Flo w   an aly s is   o f   d is tr ib u tio n   n et wo r k   co n tain in g   h u n d r ed   b u s b ar s   an d   tr an s m is s io n   lin es  ap p ea r s   to   b a   co m p lex   p r o ce s s .   Fo r   h ig h l y   s im p lifie d   n etwo r k ,   Fig u r 1   s h o ws  s im p ler   n etwo r k   with   two   b u s b ar s .   T h e   tr an s m is s io n   lin will b co n s id er ed   lo s s less ; th lin ea r   r esis t an ce   is   n eg lig ib le  an d   th a d m ittan ce =  .           Fig u r 1 .   s im p ler   n etwo r k   with   two   b u s es       2 . 1 . 2 .   Det er m ina t i o n o f   g ene ra t o a nd   re ce pto a ct iv a nd   re a ct iv po wer   Ph ase  s h if   b etwe en   1 an d   2   s u ch   th at:     = 2 1   ( 1 )     T h co m p le x   p o we r   at  th g e n er ato r   an d   r ec eiv er   will b e:     { 1 = 1 + 1 = 1   2 = 2 + 2 = 2   ( 2 )     2   is   tak en   as th p h ase  o r ig in .   T h cu r r e n t in   th lin e:     = 1 2   ( 3 )     1   is   th co m p lex   a p p ar e n t p o we r   at  b u s   1     1 = 1 = 1 [ ( 1 2 ) ] = ( 1 2 1 2  ) (  )   ( 4 )     T h en :     1 = ( 1 2 ) s in         ( )     ( 5 )     1 = ( 1 2 1 2 co s )         (  )     ( 6 )     Fo r   b u s   2     2 = 2 = 2 [ 1 2 ] = ( 1 2  2 2 ) (  )   ( 7 )     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   15 ,   No .   4 Au g u s t   20 25 :   3 6 3 2 - 3648   3636   So :     2 = ( 1 2 ) s in         ( )   ( 8 )     2 = ( 1 2 co s 2 2 )         (  )   ( 9 )     Ass u m in g   th is   lin h as o n r es is tan ce   R   p er   p h ase,   th J o u le  E f f ec lo s s es a r e:     = | | 2         ( )   ( 1 0 )     = +  =     ( 1 1 )     T h en     = | | 2 = ( 2 + 2 ) | | 2   ( 1 2 )     So     = ( 2 + 2 | | 2 )         ( )     ( 1 3 )     I n   r ea s y s tem s ,   an   ex p licit  an aly tical  ex p r ess io n   will  b u n f ea s ib le  d u to   f lu ctu atin g   b u s b ar   lo ad s   o n   th o n e   h an d ,   an d   th in ab ilit y   to   p r ed eter m in th v o ltag at  th r ec eiv er   o n   th o th er .   I n   t h is   ca s e,   n u m er ical   m eth o d s   m u s t b u s ed   to   d ete r m in th u n k n o wn s ,   g en er ally   th r o u g h   iter ativ p r o ce d u r es.   T h cu r r e n t e n ter in g   n o d e   is   g iv en   b y :     = ( 2 + 2 | | 2 )         ( )     ( 1 4 )     W ith    ,   tr an s f er   ad m ittan ce   ass o ciate d   with   n o d es  ' '   an d   ' ',   , v o ltag at  n o d ' '   an d   to tal  n u m b er   o f   n o d es.  W h ich   ca n   b r ewr itten   as   ( 1 5 ) :     =  +    = 1   ( 1 5 )     ,   W o b tain     =  = 1   = 1       ( 1 6 )     =                                  :                         =       ( 1 7 )     = =     ( 1 8 )     Hen ce :     =   ( 1 9 )     = 1  (  = 1 )        = 1 , 2 , ,   ( 20 )     T h s et  o f     in   ( 2 0 )   co n s titu tes  th lo ad   f l o eq u atio n s .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8         R en ewa b le  en erg imp a ct  i n teg r a tio n   in   mo r o cc a n   g r id - lo a d   flo w   a n a lysi s   ( S a fa a   E s s a id )   3637   2 . 1 . 3 .   Cla s s if ica t io n o f   no des   No d es  ca n   b class if ied   in to   t h r ee   ca teg o r ies:   C o n s u m er   n o d ( lo ad   b u s ) it   i s   s et  o f   b ar s   f o r   wh ich   an d   ar k n o wn ,   wh ile  an d     ar to   b d eter m in ed .   Pro d u ce r   n o d ( g en er at o r   b u s ) th is   is   s et  o f   b ar s   f o r   wh ich   th a m p litu d o f   th e   g en er ated   v o ltag an d   t h c o r r esp o n d in g   p o wer   P a r k n o wn ,   wh ile  an d     ar to   b d ete r m in ed .   B alan ce   n o d e   ( Swin g   b u s ) :   it   i s   g e n er ato r   b ar   f o r   wh ich   V   an d     ar s p ec if ied ,   P   an d   ar to   b d eter m in ed .   T h is   is   u s u ally   th m o s t p o wer f u l g en er ato r   n o d e.   I t is tak en   as a   r ef er en ce .   Giv en   th e   lar g n u m b er   o f   v o ltag lev e ls   o n   m esh ed   n etwo r k ,   L o a d   Flo p r o b lem s   will  b s o l v ed   u s in g   r ed u ce d   q u an titi es:  = 1 0 °   p er   u n it.     2 . 1 . 4 .   Reso lutio n m et ho ds   Nu m er o u s   m eth o d s   h av e   b e en   u s ed   ( Gau s s ,   Gau s s   Sei d el,   New to n - R ap h s o n ,   R elax atio n ,   a n d   R esid u als)  o f   wh ich   th b est  k n o wn   a r th f o llo win g   [ 3 7 ] ,   [ 3 8 ] Gau s s - Seid el  an d   New to n - R ap h s o n .   T h m o s co m m o n ly   u s ed   m eth o d s   to d ay   ar v a r ian ts   o f   th New to n - R ap h s o n   ( NR )   m eth o d ,   to   ap p ly   it  to   L o ad   Flo p r o b lem ,   f o r   n o d e   K:     {         K K K VV = n n n VV = K n K n K n YY =   ( 2 1 )     T h u tili za tio n   o f   th New to n - R ap h s o n   ap p r o ac h   p r esen ts   n u m er o u s   n o tab le  b en ef its   wh e n   ap p lied   to   th an aly s is   o f   elec tr ical  s y s tem s .   I is   n o tab le  f o r   its   ca p ac ity   to   r ea ch   s o lu tio n   with   r ed u ce d   n u m b e r   o f   iter atio n s ,   lead in g   to   m o r e   e f f icien co m p u tin g   tim e.   I n   a d d itio n ,   its   im p r o v ed   p r ec is io n   m ak es   it  a   s tr o n g   ch o ice,   less   af f ec ted   b y   f ac to r s   lik th s elec tio n   o f   th Slac k   b u s   o r   twea k s   to   tr an s f o r m e r   m an ag em e n t.  An   esp ec ially   r em ar k ab le  f ea tu r o f   th is   m eth o d   is   th at  th n u m b er   o f   iter atio n s   n ee d ed   r e m ain s   n ea r ly   co n s tan t,   r eg ar d less   o f   th e   co m p le x ity   o f   th s y s tem   b ein g   an aly ze d .   T h is   h ig h lig h ts   its   r eliab ilit y   an d   ap p licab ilit y   in   d iv er s an d   c o m p lex   s itu atio n s .   Fro m   ( 2 1 ) :     = |    | = 1 (  + )     (2 2 )     T h is   lead s   u s   to   d ed u ce :     = |    | = 1 c os (  + )       (2 3 )     = |    | = 1 s in (  + )   ( 2 4 )     2 . 2 .     Sim ula t i o n m o dels   T h s in g le - lin s im p lifie d   d ia g r am   o f   Mo r o cc o ' s   2 2 5   k V,   5 - b u s   p o wer   s y s tem   is   s h o wn   in   Fig u r 2 ,   an d   co m p r is es  two   s ta tio n s ,   a   s o lar   p lan in   T in g h ir   I I   ( f r o m   th No o r   Ou ar za za te  s tatio n )   an d   win d   p ar k   ( W P)  in   Mid elt  ( Par c   E o lien   Mid elt) ,   an d   4   lo ad s .   E a ch   lin h as  a   s er ies  im p ed a n ce   R L .   Mo d elin g   p ar am eter s   ar p r esen ted   in   T ab les 2   an d   3 .     I n   th is   s tu d y ,   we  estab lis h ed   s ev er al  s ce n ar io s   to   s im u late  th p r o d u ctio n   an d   in teg r atio n   o f   s o lar   an d   win d   en er g y   i n to   th e   elec tr i ca g r id .   E ac h   s ce n ar io   m o d els  en er g y   o u tp u b ased   o n   v ar iatio n s   in   s o lar   ir r ad iatio n   an d   win d   s p ee d   th at  d ir ec tly   im p ac elec tr icity   g en er atio n   f r o m   r en ewa b le   s o u r ce s .   B y   a d ju s tin g   th ese  p ar am eter s ,   we  ca n   s im u late  h o r en ewa b le  e n er g y   s y s tem s   r esp o n d   to   d if f e r en en v i r o n m e n tal   co n d itio n s .   Fo r   s o lar   en er g y ,   s ce n ar io s   co n s id er   f lu ctu atio n s   in   s o lar   ir r ad iatio n   d u to   f ac to r s   lik tim o f   d ay ,   wea th er   co n d itio n s ,   a n d   s ea s o n al  ch an g es.   T h is   allo ws  u s   to   ass ess   th v ar iab ilit y   in   s o lar   p o wer   g en er atio n   a n d   its   ef f ec ts   o n   g r id   s tab ilit y .   Fo r   win d   e n e r g y ,   we  s im u late  d if f e r en w in d   s p ee d   p r o f iles ,   ac co u n tin g   f o r   ch a n g es  ca u s ed   b y   wea th er   p atter n s   an d   g eo g r a p h ical  in f lu en ce s .   T h e s p r o f iles   h elp   u s   u n d er s tan d   th r eliab ilit y   o f   win d   p o wer   u n d e r   v ar i o u s   co n d itio n s .   B y   in teg r atin g   th ese   s im u latio n s ,   we  ca n   ev alu ate  th p er f o r m a n ce   o f   t h g r id   w h en   s u b jecte d   t o   th e   in ter m itten n atu r o f   r e n ewa b le  en er g y   s o u r ce s .   T h s ce n ar io s   h elp   id en tify   p o ten tial  ch allen g es,  s u ch   as  p er io d s   o f   lo g en e r atio n   d u r i n g   ca lm   o r   clo u d y   d ay s ,   an d   allo u s   to   ex p l o r s o lu t io n s   lik en er g y   s to r a g o r   d em an d   r esp o n s s tr ateg ies.  T h d ata  p r esen ted   in   T ab le  3   is   s o u r ce d   f r o m   th Natio n al  Of f ice  o f   E lectr icity   an d   Dr in k i n g   W ater   ( ONE E ) .   Fig u r 3   illu s tr ates  th b lo ck   d iag r am   o f   s ec tio n   o f   th e   Mo r o cc an   n atio n al  elec tr ical  n etw o r k ,   m o d eled   i n   MA T L AB /Si m u lin k .   T h is   s ec tio n   co m p r is es  f iv k ey   b u s es:  th n ati o n al  n etwo r k ,   T in g h ir   I I ,   E r r ac h id ia,   PE  Mid elt,   an d   Mib lad en .   T h g lo b al  d iag r am   o f   th en tire   Mo r o cc a n   n etwo r k   was  also   d ev elo p e d   in   MA T L AB /Si m u lin k   to   p r o v id e   co m p r eh e n s iv r ep r esen tatio n   o f   its   s tr u ctu r an d   co m p o n en ts .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   15 ,   No .   4 Au g u s t   20 25 :   3 6 3 2 - 3648   3638       Fig u r 2 .   Simp lifie d   d iag r am   o f   Mo r o cc o ' s   5 - b u s   n etwo r k       T ab le  2 .   L in e   DAT o f   5 - b u s   Mo r o cc an   p o wer   s y s tem   Li n e   f r o m   Li n e   T o   Li n e   I mp e d a n c e   R ( Ω )   X ( Ω )   0   1   R = 7 . 2 4 3 3   X = 4 0 . 8 7 3 0   1   2   R = 9 . 6 8 9 6   X = 5 4 . 6 7 7 0   2   3   R = 7 . 2 4 3 3   X = 4 0 . 8 7 3 0   3   4   R = 0 . 7 9 3 0   X = 4 . 4 7 4 9   4   0   R = 7 . 2 4 3 3   X = 4 0 . 8 7 3 0       T ab le  3 .   B u s   DAT o f   5 - b u s   Mo r o cc an   p o wer   s y s tem   B u s     N a me   B u s   c o d e   V o l t a g e   ( p . u )   G e n e r a t i o n   Lo a d   MW   M v a r   MW   M v a r   0   N a t i o n a l   N e t w o r k   S w i n g   1 . 0 5 + 0 j   0   0   0   0   1   Ti n g h i r   I I   PV   1 + 0 j   1 4 0   2 2 6 . 1 7   20   3 2 . 3   2   Er r a c h i d i a   PQ   1 + 0 j   0   0   68   1 1 0   3   P M i d e l t   PV   1 + 0 j   1 8 0   2 9 0 . 8   1   1 . 6 1   4   M i b l a d e n   PQ   1 + 0 j   0   0   30   4 8 . 4 6           Fig u r 3 .   Simp lifie d   m o d elin g   o f   th 5 - b u s   Mo r o cc an   n etwo r k   in   MA T L AB / Simu lin k   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8         R en ewa b le  en erg imp a ct  i n teg r a tio n   in   mo r o cc a n   g r id - lo a d   flo w   a n a lysi s   ( S a fa a   E s s a id )   3639   3.   SI M UL A T I O R E S UL T AND  I N T E RP R E T AT I O NS   3 . 1 .     Resul t s   o f   lo a d f l o a na ly s is   f o 4   s ce na rio s   I n   th is   s tu d y ,   Mo r o cc a n   5 - b u s   p o wer   g r id   in clu d in g   d if f er en en er g y   s o u r ce s ,   s u ch   as  th n atio n al   g r id ,   s o lar   an d   win d   p o wer ,   is   u s ed   to   s u p p ly   co n s u m er   ar ea .   Mo s o f   th elec tr icity   will   b s u p p lied   b y   t h e   n atio n al  g r id ,   d u r in g   th e   co u r s o f   th e   d ay ,   s o lar   e n er g y   p r o d u ctio n   i n cr ea s es  p r o g r ess iv ely ,   wh ile  win d   en er g y   b e g in s   to   o p er ate  wh en   th r eg io n   is   win d y ,   th u s   r ed u cin g   d ep en d en ce   o n   th n atio n al  g r id .   Fo u r   ca s es   will b tr ea ted :   -   C ase  R 1   ( W P=0   &   SO=0 ) At  an y   tim o f   d a y ,   th e   n atio n al   n etwo r k   is   ac tiv ated   if   n eith er   s o lar   n o r   win d   en er g y   is   av ailab le  t o   s u p p ly   th p o wer   g r id .   -   C ase  R 2   ( W P=0   &   SO=1 ) W h en   th s u n   is   s h in in g   b r ig h tly ,   elec tr icity   is   s u p p lied   s o lely   b y   s o lar   p o wer ,   with o u t r ec o u r s to   th n atio n al  g r id .   -   C ase  R 3   ( W P=1   &   SO=0 ) I n   th p r esen ce   o f   f av o r ab le  win d s ,   win d   p o wer   o p er ates  au to n o m o u s ly   to   s u p p ly   th elec tr ical  g r id ,   in d e p en d en tly   o f   th e   n atio n al  g r id .   -   C ase  R 4   ( W P=1   &   SO=1 ) W h en   th s u n   is   s h in in g   an d   th e   win d   is   b lo win g   at  th s am t im e,   b o th   s o lar   an d   win d   e n er g y   co n t r ib u te  to   th p o wer   s u p p ly   with o u t h av i n g   to   r el y   o n   th n atio n al  g r id .     3 . 2 .     Ca s R1   ( WP = 0   & SO = 0 )   I n   th is   h y p o th esis ,   b o th   th wi n d   p ar k   an d   th s o lar   p ar k   d o   n o co n tr i b u te  to   p o wer   g en er atio n ,   an d   o n ly   th n atio n al  g r id   is   r esp o n s ib le  f o r   p r o d u cin g   elec tr icity .   Fig u r 4   illu s tr ates  th p r o p o r tio n al  v o ltag es   ( p er   u n it)  at  d if f er en b u s es  i n   th n etwo r k ,   in d icatin g   litt le  r is in   v o ltag at  b u s   0 ,   wh ich   s er v es  as  th p r im ar y   p o wer   s u p p ly .   B u s es  1 ,   3 ,   an d   4   ex h ib it  litt le  d ec lin in   v o ltag e,   wh ic h   m ay   b to ler ab le  f o r   r eg u la r   n etwo r k   o p er atio n .   Ho wev er ,   th v o ltag o n   b u s   2   is   m u ch   b elo its   d esig n ated   v alu e,   r e s u ltin g   in   im m in en t   s tab ilit y   an d   q u ality   is s u es th at  d em an d   im m ed iate  at ten tio n .     Fig u r 5   r ep r esen ts   th ac tiv p o wer   g en er ate d   at  d if f e r en b u s es  in   th an aly ze d   n etwo r k .   I d em o n s tr ates  th ass u m p tio n s   m ad in   th is   ca s s tu d y ,   wh er e   o n ly   th e   n atio n al   g r id   ( B u s   0 )   s er v es  as  th e   o n ly   p o wer   s o u r ce .   I is   cr u cial  to   tak in to   a cc o u n th e   p ar tic u lar   co n tex t   o f   th e   p o wer   s y s tem ,   s in ce   an   e x ce s s iv co n ce n tr atio n   o f   ac tiv g e n er atio n   o n   s in g le  b u s   co u ld   p r o v id d if f icu lties   in   ter m s   o f   n etwo r k   b alan cin g   an d   s tab ilit y .   Po wer   lo s s es a r ca lcu lated   u s in g   th f o llo win g   eq u atio n :         = (  +   ) (  )       I n   th is   ca s e,   p o wer   lo s s es a r eq u al  to   6 . 2 9 4 9   MW.             Fig u r 4 .   Vo ltag e   p r o f ile  o f   t h 5 - b u s   Mo r o cc an   n etwo r k   s y s tem   with   PE= 0   &   SO=0   o n   th b u s es     Fig u r 5 .   Activ p o wer   g e n er a ted   o f   th 5 - b u s   Mo r o cc an   n etwo r k   s y s tem   wit h   PE= 0   &   SO=0   o n   th b u s es       3 . 3 .     Ca s R2   ( WP = 0   & SO = 1 )   I n   th is   h y p o th esis ,   th e   s o lar   p ar k   is   p r o d u ctiv e,   wh ile   th e   win d   p ar k   is   o u o f   s er v ice.   Fig u r e   6   illu s tr ates  th r elativ v o ltag v alu es,  ex p r ess ed   in   p e r   u n it  ( p . u . ) ,   at  v ar io u s   b u s es  with in   th elec tr ical   n etwo r k .   At  B u s   0 ,   th e   v o lta g is   1 . 0 5   p . u . ,   s lig h tly   ab o v th n o m i n al  v alu e,   i n d icatin g   m in o r   v o ltag e   ex ce s s   th at  m ay   b e   ac ce p tab le  d ep en d i n g   o n   n etwo r k   s p ec if icatio n s .   B asically ,   th is   s itu atio n   r esu lts   in   f lu ctu atio n s   in   v o ltag lev els  at  v ar io u s   lo ca tio n s   with in   th n etwo r k .   I s ee m s   th at  b u s es  1 ,   2 ,   3   an d   4   ar e   ex p er ien cin g   v o ltag d e v iatio n s   th at  n ee d   to   b an aly ze d   an d   p o ten tially   ad ju s ted   in   o r d er   to   en s u r th e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   15 ,   No .   4 Au g u s t   20 25 :   3 6 3 2 - 3648   3640   s tab ilit y   o f   th p o we r   s y s tem .   B u s   0   s ee m s   to   b s lig h tly   h ig h er   th an   u s u al,   b u it  is   s till   w ith in   an   ac ce p tab le  r an g e.   Fig u r 7   d ep ictin g   th e   d is tr ib u tio n   o f   ac tiv e   p o we r   in   th elec tr ical  n etwo r k   s h o w ca s es  th r elatio n s h ip   b etwe en   ac tiv p o wer   an d   b u s es.  Simp ly   p u t,   ac tiv p o wer   is   p r im ar ily   g en e r a ted   b y   b u s   1 ,   wh ile  bus   0   co n s u m es  ac tiv p o we r .   I s ee m s   th at  b u s es  2 ,   3 ,   a n d   4   a r n o c u r r en tly   p lay in g   r o le  in   p o wer   g en er atio n .   T h is   d is tr ib u tio n   o f   ac tiv p o wer   s u g g ests   s p ec if ic  ar r an g em en o f   th elec tr ical  n etwo r k ,   with   ac tiv s o u r ce s   an d   lo ad s   u n iq u to   ea ch   b u s .   Un d er s tan d in g   th u n iq u cir c u m s tan ce s   s u r r o u n d in g   ea c h   b u s   is   cr u cial.   C o n s id er in g   th s p ec if ic  co n tex o f   t h s y s tem   is   cr u cial  wh e n   ev al u atin g   n et wo r k   b ala n ce   an d   s tab ilit y .   I n   th is   c ase,   p o wer   lo s s es a r eq u al  to   4 . 5 1 2 6   MW.             Fig u r 6 .   Vo ltag e   p r o f ile  o f   t h 5 - b u s   Mo r o cc an   n etwo r k   s y s tem   with   PE= 0   &   SO=1   o n   th b u s es     Fig u r 7 .   Activ p o wer   g e n er a ted   o f   th 5 - b u s   Mo r o cc an   n etwo r k   s y s tem   wit h   PE= 0   &   SO=1   o n   th b u s es       3 . 4 .     Ca s R3   ( WP = 1   & SO = 0 )   I n   th is   ca s e,   th e   win d   p ar k   is   p r o d u ctiv e,   wh ile  th e   s o lar   p ar k   is   o u o f   s er v ice,   Fig u r 8   s h o ws   v o ltag p r o f ile  o f   th 5 - b u s   Mo r o cc an   n etwo r k   s y s tem   o n   th b u s es .   B u s e s   0 ,   1   an d   2   ex h ib it  v o ltag th at  is   s lig h tly   ab o v th e   s tan d ar d   v o ltag lev el,   n ec ess itatin g   s p ec if ic  m o n ito r in g .   B u s   3   an d   4   ar e   d is p lay in g   elev ated   v o ltag es,  s u g g esti n g   t h p o s s ib ilit y   o f   r e q u ir in g   r eg u latio n   to   en s u r s tab ilit y .   T h ac tiv p o wer   f o r   ea ch   b u s   s h o wn   in   Fig u r 9   illu s tr ates th d is tr ib u tio n   o f   p o wer   in   th e   elec tr ical  n etwo r k .   T o   s u m m ar ize,   ac tiv p o wer   is   p r im ar ily   g en er ate d   b y   b u s   3 ,   wh ile   b u s   0   co n s u m es  ac tiv p o wer .   I t   s ee m s   th at  th o th er   b u s es  a r n o ac tiv el y   p ar ticip atin g   i n   p o wer   g en e r atio n .   T h is   d is tr ib u tio n   o f   ac tiv e   p o wer   s u g g ests   p ar ticu lar   a r r an g em e n o f   th e   elec tr ical  n etwo r k ,   with   ac tiv s o u r ce s   a n d   lo a d s   u n i q u to   ea ch   b u s .   C o n s id er in g   th s p ec if ic  co n tex o f   th s y s tem   is   cr u cial  wh en   ev alu atin g   n etwo r k   b alan ce   an d   s tab ilit y .   I n   th is   ca s e,   p o wer   lo s s es a r eq u al  to   4 . 9 2 1 3   MW.             Fig u r 8 .   Vo ltag e   p r o f ile  o f   t h 5 - b u s   Mo r o cc an   n etwo r k   s y s tem   with   PE= 1   &   SO=0   o n   th b u s es     Fig u r 9 .   Activ p o wer   g e n er a ted   o f   th 5 - b u s   Mo r o cc an   n etwo r k   s y s tem   wit h   PE= 1   &   SO=0   o n   th b u s es   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8         R en ewa b le  en erg imp a ct  i n teg r a tio n   in   mo r o cc a n   g r id - lo a d   flo w   a n a lysi s   ( S a fa a   E s s a id )   3641   3 . 5 .     Ca s R4   ( WP = 1   & SO = 1 )   B o th   th win d   p a r k   a n d   th e   s o lar   p ar k   a r h ig h ly   p r o d u ct iv in   th is   s ce n ar io .   T h v o ltag v alu es  p r o v id e d   f o r   th d if f er e n b u s es  in   Fig u r 1 0   r ep r esen t h r elativ v o ltag ( ex p r ess ed   in   p er   u n it,   p . u . )   at   th o s s p ec if ic  lo ca tio n s   in   th e   elec tr ical  n etwo r k .   T h v o lta g at  B u s   0   i s   1 . 0 5   p er   u n it  ( p . u . ) ,   m atch in g   t h n o m in al  v alu an d   in d icatin g   r elativ s tab ilit y   at  th is   p o in t.  B u s es  1 ,   2 ,   3 ,   an d   4   e x h ib it  n o tab ly   ele v ated   v o ltag es,  s u g g esti n g   p o s s ib le  r eq u ir em en f o r   v o ltag m an ag em en to   en s u r t h s tab ilit y   o f   th s y s tem ,   wh il o n g o i n g   m o n ito r in g   r em ain s   ad v is ab le.   T h ac tiv p o wer   cu r v g en e r ated   f o r   ea ch   b u s   in   Fig u r 1 1   illu s tr ates  th allo ca tio n   o f   ac tiv p o wer   with in   th elec tr ical  n etwo r k .   B u s   0   h as a n   ac tiv p o wer   o f   - 1 9 1 . 9 4 9 9   MW,  in d icatin g   it a b s o r b s   ac tiv p o wer   in s tead   o f   g en er atin g   it,  h ig h l ig h tin g   s ig n if ican n etwo r k   tr af f ic.   B u s   1   g en er ates  1 4 0   M W ,   f u n ctio n in g   as  a   s o u r ce   an d   c o n tr ib u tin g   to   o v e r all  p o wer   g e n er atio n .   B u s es 2   an d   4 ,   with   n o   ac tiv p o wer   g en er atio n   ( 0   MW),   d o   n o c o n tr ib u te  to   th s y s te m ' s   ac tiv p o wer .   Me an wh ile,   B u s   3   p r o d u ce s   1 8 0   MW  o f   a ctiv p o wer ,   s er v in g   as  k ey   s o u r ce   an d   m ak in g   s u b s tan tial  co n tr ib u tio n   to   th n etwo r k ' s   to tal  g en er atio n .   B u s es  1   an d   3   a r th e   p r im ar y   s o u r ce s   o f   ac tiv p o wer   g en er atio n ,   wh ile   b u s   0   c o n s u m es  co n s id er ab l q u an t ity   o f   ac tiv e   p o wer .   T h o th e r   b u s es  d o   n o s ee m   to   b ac tiv el y   p a r ticip atin g   i n   p o wer   g en e r atin g .   I n   th is   ca s e,   p o wer   lo s s es  ar eq u al  to   9 . 0 5 0 1   MW.             Fig u r 1 0 .   Vo ltag p r o f ile  o f   t h 5 - b u s   Mo r o cc a n   n etwo r k   s y s tem   with   PE= 1   &   SO=1   o n   th b u s es     Fig u r 1 1 .   Activ p o wer   g en er ated   o f   th 5 - b u s   Mo r o cc an   n etwo r k   s y s tem   wit h   PE= 1   &   SO=1   o n   th b u s es       4.   DIS CU SS I O N   4 . 1 .     Num er ic a l a nd   s t a t is t ica l c o m pa riso ns     I m p o r ta n in s ig h ts   ca n   b g ai n ed   f r o m   th a n aly s is   o f   v o lt ag p r o f iles ,   p o wer   lo s s es,  an d   en er g y   co n tr ib u tio n s   ac r o s s   ex am p le s   R 1 ,   R 2 ,   R 3 ,   a n d   R 4   s h o wn   in   Fig u r 4 .   W ith   lo p o we r   lo s s es  ( 4 . 5 1   MW,  3 . 6 1 %)   an d   s tead y   v o ltag e   at  B u s   1   ( 1 . 1 1 2 2   p . u . ) ,   C ase  R 2   ( s o lar - o n ly )   s h o wed   th m ax im u m   en e r g y   ef f icien cy ,   b u with   litt le  d a n g er   o f   u n d e r v o ltag e   at  B u s   2 .   W ith   m in im al  p o wer   lo s s es  an d   b etter   v o lta g e   d is tr ib u tio n ,   C ase  R 3   ( win d - o n ly )   o f f e r ed   m o r o p er atin g   f r ee d o m .   On   th o th er   h a n d ,   C ase  R 4   ( s o lar +w in d )   p u m o r s tr ain   o n   th s y s tem   d u to   th lar g est  p o wer   lo s s es  ( 9 . 0 5   MW,  7 . 1 7 %)  an d   o v er   v o ltag es.  B ec au s o f   th is ,   R 2   an d   R 3   ar m o r e f f ec tiv in   th ex is tin g   g r id   en v ir o n m e n t,  wh er ea s   R 4   wo u ld   n ec ess itate  th u s o f   s o p h is ticated   g r id   m a n ag e m en tech n iq u es.  T ab le  4   p r esen s tatis tical  co m p ar is o n   b e twee n   ca s es  R 1 ,   R 2 ,   R 3   an d   R 4 .       T ab le  4 .   Statis tical  co m p ar is o n   b etwe en   th 4   ca s es   M e t r i c   C a se   R 1   ( N o   S o l a r / W i n d )   C a se   R 2   ( S o l a r   O n l y )   C a se   R 3   ( W i n d   O n l y )   C a se   R 4   ( S o l a r   +   W i n d )   V o l t a g e   a t   B u 0   ( p . u . )   1 . 0 5   1 . 0 5   1 . 0 5   1 . 0 5   V o l t a g e   a t   B u 1   ( p . u . )   1 . 0   1 . 1 1 2 2   1 . 0 5   1 . 1 6 8 4   V o l t a g e   a t   B u 2   ( p . u . )   0 . 9 2 2   0 . 9 8 8 1   1 . 0 5   1 . 0 5 5   V o l t a g e   a t   B u 3   ( p . u . )   1 . 0   0 . 9 9 6   1 . 1 0 5   1 . 0 8   V o l t a g e   a t   B u 4   ( p . u . )   1 . 0   0 . 9 9 7   1 . 1 0 5   1 . 0 8   A c t i v e   p o w e r   l o sses  ( M W )   6 . 2 9 4 9   4 . 5 1 2 6   4 . 9 2 1 3   9 . 0 5 0 1   B u s   0   A c t i v e   P o w e r   ( M W )   1 2 6 . 5 2   ( s u p p l y )   - 1 6 . 4 8   ( a b s o r b i n g )   - 5 6 . 0 8   ( a b s o r b i n g )   - 1 9 1 . 9 4   ( a b so r b i n g )   B u s   1   A c t i v e   P o w e r   ( M W )   0   1 4 0   0   1 4 0   B u s   3   A c t i v e   P o w e r   ( M W )   0   0   1 8 0   1 8 0   Po w e r   l o ss   p e r c e n t a g e   ( %)   4 . 9 8 %   3 . 6 1 %   3 . 9 3 %   7 . 1 7 %     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.