I nte rna t io na l J o urna l o f   Appl ied P o w er   E ng ineering   ( I J AP E )   Vo l.  14 ,   No .   4 Dec em b er   20 25 ,   p p .   9 3 4 ~ 9 5 0   I SS N:  2252 - 8792 DOI 1 0 . 1 1 5 9 1 /i j ap e . v 14 . i 4 . pp 934 - 950           934       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : // ija p e. ia esco r e. co m/   A nov el WSS A t e chnique  for  m ul ti - o bject iv e  opti m a l capa citors  pla ce m ent  a nd  ra ting in radia l dis t ribution n etw o rk s       O m a M uh a mm ed  Neda   D e p a r t me n t   o f   El e c t r i c a l   P o w e r   En g i n e e r i n g ,   S u n n i   D i w a n   En d o w me n t ,   B a g h d a d ,   I r a q       Art icle  I nfo     AB ST RAC T     A r ticle  his t o r y:   R ec eiv ed   Oct  2 9 ,   2 0 2 4   R ev i s ed   A u g   2 4 ,   2 0 2 5   A cc ep ted   Oct  1 6 ,   2 0 2 5       M in im izin g   p o w e lo ss   w h il e   k e e p in g   th e   v o lt a g e   p ro f il e   w it h in   a c c e p tab le  li m it is  a   g re a c h a ll e n g e   f o th e   d istri b u ti o n   sy ste m   o p e ra to rs.  P ro p e rly   siz e d   a n d   o p ti m a ll y   p lac e d   sh u n c a p a c it o rs  (S Cs)  i n   ra d ial  d i strib u ti o n   n e tw o rk s   (RDN s)  c a n   e n h a n c e   s y ste m   e ff i c ien c y   a n d   o ff e b o th   tec h n ica l   a n d   e c o n o m ic  b e n e f it s.  T h is  p a p e p re se n ts  a   n o v e m e ta - h e u risti c   t e c h n iq u e ,   th e   w e i g h sa lp   sw a r m   a lg o rit h m   (W S S A a s   a   m o d if ied   v e rsi o n   o f   th e   o rig in a S S A   a lg o rit h m   b y   in c o rp o ra ti n g   a n   in e rti a   w e ig h p a ra m e ter  to   im p ro v e   p re c isio n ,   sp e e d ,   a n d   c o n siste n c y   in   so lv in g   th e   o p ti m a c a p a c it o p lac e m e n (OCP )   p r o b lem .   T h e   p r o p o se d   m e th o d   m in im ize p o w e lo ss ,   a n n u a t o tal  c o sts,   a n d   im p ro v e th e   v o lt a g e   p ro f il e   o f   RDN s,  e n su rin g   p ra c ti c a a p p li c a b il it y .   Tw o   RDN s,  IEE 3 3 - b u a n d   a   re a Ira q 6 5 - b u i n   S a d a Al - Hin d iy a ,   Ba b e G o v e rn o ra te,  Ira q ,   w e re   u se d   to   e v a lu a t e   W S S A' s   p e rf o r m a n c e .   Co m p a ra ti v e   a n a ly sis  w it h   re c e n tl y   p u b li sh e d   a p p r o a c h e s   d e m o n stra tes   W S S A ’s  su p e rio rit y   in   re d u c in g   p o w e lo ss ,   lo w e rin g   c o sts,  a n d   im p ro v in g   v o lt a g e   p ro f il e s .   F o th e   IEE 3 3 - b u s,  p o w e lo ss   is   d e c re a se d   b y   3 4 . 8 1 % ,   a n d   th e   to tal  c o st  is  les se n e d   b y   2 9 . 0 8 %   (s a v in g o $ 3 0 , 9 6 5 . 3 3 ) .   F o th e   Ira q 6 5 - b u s,   W S S A   re d u c e p o we lo s b y   3 2 . 0 3 %   a n d   d e c re a se th e   to tal  c o st  b y   2 9 . 5 1 %   (sa v in g o f   $ 6 9 , 2 0 1 . 5 7 ) .   T h e se   re su lt c o n f irm  W S S A ’s   e ff e c ti v e n e ss   i n   a c h iev in g   OCP   w it h   e n h a n c e d   tec h n ica a n d   e c o n o m ic b e n e f it s.   K ey w o r d s :   I r aq i RDNs   Op ti m al  ca p ac ito r   p lace m en t   P o w er   lo s s   Salp s   s w ar m   a lg o r it h m   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 :   O m ar   Mu h a m m ed   Ned a   Dep ar t m en t o f   E lectr ical  P o w er   E n g i n ee r in g ,   S u n n i D i w a n   E n d o w m e n t   B ag h d ad ,   I r aq   E m ail: o m ar . n ed a8 8 @ g m ail. c o m       1.   I NT RO D UCT I O N   T h in cr ea s i n g   d e m a n d   f o r   elec tr icit y ,   co u p led   w it h   li m ited   e x p an s io n   in   g e n er atio n   a n d   tr an s m is s io n   i n f r as tr u ct u r e,   p o s es  a   s i g n if ican t   ch a llen g to   m o d er n   elec tr ical   n et w o r k s .   A ls o ,   th e   c o n ti n u o u s   ad v an ce m en o f   h u m a n   g r o w t h   i s   ca u s i n g   elec tr ical   d is tr ib u tio n   n et w o r k s   to   g r o w   [ 1 ] .   T h is   u lti m atel y   r es u lt s   in   t h n et w o r k 's  w ea k n ess   b ec au s p o w er   lo s s   r is e,   th e   v o ltag p r o f ile   d r asti ca ll y   d r o p s ,   an d   t h c u r r en t s   f lo w i n g   t h r o u g h   t h s y s te m 's  b r an ch es i n cr ea s es o v er   w h at  i s   estee m ed   [ 2 ] .     E n h a n ci n g   r ad ial  d is tr ib u tio n   n et w o r k   ( R D N)   d ep en d ab ilit y   is   s ig n i f ica n f o r   th o v er all  s tab ilit y   o f   th elec tr ical  p o w er   n et w o r k   [ 3 ] .   T h er ar v ar io u s   m e th o d s   to   i m p r o v an d   en h a n ce   th e f f icien c y   a n d   p er f o r m a n ce   o f   R DN s ,   in clu d in g   o p ti m al  d is tr ib u ted   g en er atio n   ( DG)   p lace m en [ 4 ] ,   n et w o r k   r ec o n f i g u r atio n ,   an d   o p ti m al  s h u n ca p ac ito r s   ( SC s )   p lace m en [ 5 ] .   E ac h   o f   th e s m e t h o d s   o f f er s   d is ti n ct   ad v an ta g es a n d   ch alle n g es  [ 6 ] .     Ho w e v er ,   DG  p lace m en h elp s   r ed u ce   lo s s e s   b y   g e n er atin g   p o w er   clo s er   to   d e m an d   [ 7 ] .   A d d itio n al l y ,   in teg r ati n g   DG   in to   e x i s ti n g   g r id s   ca n   b c o m p le x   a n d   co s t l y ,   m a k i n g   i les s   co s t - e f f ec tiv e   co m p ar ed   to   SC s   [ 8 ] ,   [ 9 ] .   R ec o n f i g u r atio n   o p ti m ize s   p o w e r   f lo w   b y   ch a n g i n g   t h n et w o r k   to p o lo g y ,   w h ic Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   A p p l P o w er   E n g   I SS N:   2252 - 8792       A   n o ve l W S S A   tech n iq u e   fo r   mu lti - o b jective   o p tima l c a p a cito r s   p la ce men …  ( Oma r   Mu h a mme d   N ed a )   935   ca n   r ed u ce   lo s s es  a n d   i m p r o v v o lta g s tab ilit y   [ 1 0 ] .   Ho w e v er ,   r ec o n f i g u r atio n   i s   le s s   f le x ib le  i n   lar g n et w o r k s   an d   m o r r eso u r ce - i n ten s i v co m p ar ed   to   th s i m p ler   an d   m o r co s t - e f f ec t iv s o lu tio n   o f f er ed   b y   SC s   [ 1 1 ] ,   [ 1 2 ] .   Am o n g   v ar io u s   av a ilab le  m et h o d s ,   o p tim a ll y   p laci n g   a n d   s i zin g   SC s   is   w id el y   u s ed   f o r   it s   ab ilit y   to   m iti g ate  p o w er   lo s s es   an d   e n h a n ce   v o lta g p r o f ile s   t h r o u g h   r ea cti v p o w er   co m p e n s atio n   [ 1 3 ] .   Sev er a l   tech n iq u es  h av b ee n   p r o p o s ed   to   en h an ce   R DN  p er f o r m a n ce ,   w ith   SC   p lace m e n e m er g in g   as  o n o f   th e   m o s co m m o n   ap p r o ac h es  [ 1 4 ] .   SC s   ar s tr ateg ical l y   p lace d   in   R DNs   to   r ed u ce   lo s s   th r o u g h   r ea cti v p o w er   co m p e n s at io n ,   w h ic h   b ec o m es  in cr ea s in g l y   i m p o r tan a s   en er g y   co n s er v at io n   i s   p r io r itized   [ 1 5 ] ,   [ 1 6 ] .   An o th er   b e n ef i o f   ca p ac ito r   b an k s   is   t h at  th e y   ca n   e n h a n c th v o ltag e   p r o f ile  a n d   lib er ate  f ee d er   ca p ac it y   f o r   b etter   s y s te m   u tili za tio n   [ 1 7 ] .   Ho w e v er ,   i m p r o p er   SC s   p lace m en ca n   r es u lt  in   s u b o p ti m al   p er f o r m a n ce ,   s u c h   as  h ig h er   lo s s es  an d   v o ltag d r o p s ,   th er eb y   h i g h l ig h ti n g   t h i m p o r tan ce   o f   o p ti m izin g   th eir   lo ca tio n s   an d   s izes   [ 1 8 ] .   T h is s u o f   id en ti f y i n g   o p ti m al  p o s itio n s   an d   r atin g s   o f   SC s   in   R DN s   k n o w n   as  o p ti m a ca p ac ito r   p lace m e n ( OC P )   p r o b lem ,   p o s es  a   s i g n if ican t   ch alle n g e   f o r   R DN  o p er ato r s .   T h is   ch a llen g ar i s es   b ec a u s th i s   p r o b le m   i s   a   co m b i n ato r ial  in   n a tu r an d   m u s ad d r ess   m u ltip le  tech n i ca o b j ec tiv es  ( p o w er   lo s s ,   v o ltag p r o f ile)   an d   ec o n o m ic  co n s id er atio n   ( co s t,  m ai n ten a n ce )   [ 1 9 ] .     As  r es u lt,  i n   latest  y ea r s ,   v ar iet y   o f   o p ti m izatio n   ap p r o ac h es  h av b ee n   r ec o m m e n d ed   f o r   f in d i n g   th b etter   s o lu tio n   f o r   OC P   p r o b lem s   i n   R DN s   i n   o r d er   to   m ax i m ize  t h eir   b en e f it s .   Ma n y   m et h o d s   h a v b ee n   d ev elo p ed   f o r   tack lin g   th O C P   p r o b lem ,   w h ic h   h a s   g o tte n   m o r atte n tio n   f r o m   r esear c h er s .   Fo r   ad d r ess in g   th OC P   p r o b lem ,   t w o   tec h n i q u es  d ep e n d en o n   lo s s   s e n s i t iv it y   f ac to r s   ( L SF s )   f o r   d ec id in g   o p ti m al  p lace s   an d   th p la n g r o w th   s i m u lati o n   alg o r it h m   ( P GS A )   f o r   ca lc u lati n g   o p ti m al  ca p ac ito r   ca p ac ities   w a s   u s ed   i n   [ 2 0 ] .   Ho w e v er ,   s u ch   m et h o d s   ar li m ited   to   ca p ac ito r   s i zin g   alo n e,   a n d   h o lis tic   s o lu tio n   is   o f te n   n o t   ac h iev ed .     Sev er al  o t h er   m e th o d s ,   s u c h   a s   d ir ec t sear ch   al g o r ith m   ( DS A )   h a v b ee n   ap p lied   to   id en ti f y   th e   OC P   f o r   m ax i m izin g   n et  s a v in g s   an d   d i m i n is h i n g   ac t u al  p o w er   lo s s   [ 2 1 ] .   T h m i n b last   al g o r ith m   ( MB A )   w a s   ap p lied   to   OC P   p r o b le m   b y   E l az i m   a n d   Ali   [ 2 2 ] .   I n   th f ir s p h ase,   L SF   i s   u s ed   to   lo ca te  s u ch   b u s es,  f o llo w ed   b y   MB A   to   o p ti m ize  b o th   th SC 's   ca p ac ities   as  w ell  as   th eir   p o s itio n s .   Fo r   s o lv i n g   th OC P   p r o b lem ,   Yo u s se et  a l.  [ 2 3 ]   c o m b i n ed   th s alp   s w ar m   al g o r ith m   ( S S A )   w i th   L S f o r   o p ti m al  lo ca tio n s   an d   s ize s   o f   SC s .   I n   a   d if f er en ap p r o ac h ,   h y b r id   s tr ateg y   f o r   ca p ac ito r   p o s itio n i n g   an d   s izi n g   i n   R D Ns  w a s   p r o p o s ed   b y   co m b i n i n g   f u zz y   e x p er t s y s t e m   ( FES)   an d   t h d r ag o n f l y   al g o r ith m   ( D A )   [ 2 4 ] .     A b d elsala m   an d   Ma n s o u r   [ 2 5 ]   em p lo y ed   th s i n co s in e   alg o r ith m   ( S C A )   to   m a x i m ize  p r o f it  th r o u g h   eli m i n ati n g   e n er g y   lo s s ,   r ed u cin g   ca p ac ito r   in v es t m en co s ts ,   an d   i m p r o v i n g   d ep en d ab ilit y .   I n   th eir   ap p r o ac h ,   L SF   w er u s ed   f o r   f i n d in g   th m o s s e n s iti v b u s es  f o r   SC s   p lace m e n t,  en s u r i n g   o p ti m al  ca p ac ito r   p lace m en t   [ 2 5 ] .   A   n o v el  h y b r id   tech n iq u b ased   o n   co m b i n ed   g en etic  a lg o r it h m   ( G A )   w it h   n e w   s tab ilit y   in d ex   w a s   u s ed   to   s o l v t h OC P   in   R DN s ,   ai m in g   to   r ed u ce s   lo s s   a n d   i m p r o v e s   v o lta g s tab ili t y   [ 2 6 ] .   I n   th eir   h y b r id   m e th o d ,   th o p tim a s ite s   o f   th ca p ac ito r s   ar id en tif ied   b y   th b u s   v o lt ag s tab ilit y   in d e x   ( B VSI ) ,   w h ile  t h G i s   e m p l o y ed   to   ca lcu la te  t h o p ti m al  ca p ac ito r s   s ize.   R ec e n t   s t u d ie s   b y   [ 2 7 ] - [ 2 9 ]   h a v ad v an ce d   th o p ti m izatio n   o f   SC   allo ca tio n   b y   i n te g r ati n g   t h e m   s i m u l tan e o u s l y   w it h   elec t r ic  v eh icle  c h ar g i n g   s tatio n s   f o r   en h an c in g   d is tr ib u tio n   s y s te m   r eliab il it y   an d   e co n o m ic  p er f o r m an ce .   T h eir   h y b r id   o p ti m izatio n   ap p r o ac h es  ad d r ess   b o th   tech n ical  a n d   f i n a n cial  o b j ec tiv es,   f o cu s in g   o n   o p ti m al  S C s   a s s ig n m e n a n d   s izi n g   elec tr ic  v eh ic le .   I n   li g h o f   t h ab o v e   d is cu s s io n ,   co m p ar ati v s u m m ar y   o f   t h m o s n o tab le  o p ti m izat io n   ap p r o ac h es u s ed   in   p r ev io u s   OC P   s t u d ies   is   p r esen ted   i n   T ab le  1 .   W h ile  t h e s m et h o d s   o f f er   p ar tial so l u tio n s ,   m o s s t u d ies  h a v li m itatio n s .   T h ese  lim itati o n s   in cl u d e   th lack   o f   co n s id er atio n   f o r   b u s   v o ltag an d   ca p ac ito r   ca p ac ity   co n s tr ai n ts ,   alo n g   w it h   t h o m i s s io n   o f   r ep air   an d   o p er atin g   co s t s   i n   t h o v er all  ca p ac ito r   co s esti m ates.  A d d itio n all y ,   th o b j ec tiv f u n ctio n s   i n   p r io r   s tu d ies  ar t y p icall y   tr ea ted   in d ep en d en tl y ,   f o cu s in g   o n   lo s s   m iti g atio n   o r   co s r ed u ctio n   as  s ep ar ate  g o als,  r ath er   th a n   i n te g r atin g   b o th   in to   u n i f ied   f r a m e w o r k .     Mo r eo v er ,   ca p ac ito r   p lace m e n in   m an y   p r io r   s tu d ies  i s   o f te n   b ased   o n   s en s iti v it y   f ac to r s   s u c h   as  t h e   L S F.  W h ile  t h ese  f ac to r s   ca n   p r o v id p r elim i n ar y   e s ti m a te,   th e y   h a v b ee n   f o u n d   to   b less   r eliab le  a n d   m a y   n o al w a y s   r es u lt  i n   o p ti m al  ca p ac ito r   p o s itio n in g   [ 3 0 ] .   A n o th er   i m p o r tan li m i tat io n   in   th c u r r en r esear ch   is   t h i n s u f f icien t e m p h asis   o n   r ea w o r ld   o r   p r ac tic al  R DN s .   Mo s t st u d ies ar co n d u cted   o n   s ta n d ar d   test   R D Ns,  w h ich   o f ten   f ail  to   r ef lect  th co m p lex i ties   a n d   o p er atio n al  ch alle n g e s   in   ac t u al   R DNs  [ 3 1 ] .     T o   a d d r ess   th li m ita tio n s   o f   p r io r   s tu d ie s ,   th is   r ese ar ch   p r o p o s es  n o v el   ap p r o ac h   th a t   s i m u lta n eo u s l y   ac co u n ts   f o r   tech n ical  an d   ec o n o m ic  b en ef its ,   i n cl u d in g   p o w er   lo s s   r ed u ctio n   an d   co s t - ef f ec tiv e n e s s .   I n   t h is   co n tex t,  th SS A ,   p r ese n ted   b y   Mir j alili  et  a l.   [ 3 2 ]   in   2 0 2 1 ,   is   p r o m is in g   o p ti m iza tio n   ap p r o ac h   en co u r ag ed   b y   th f o r ag in g   b eh av io r   o f   s a lp s   i n   o ce an s SS h a s   co n f ir m ed   e f f ec tiv e n ess   in   s o l v i n g   d iv er s p r o b lem s   b ec au s o f   i t s   ea s i n ess   a n d   m i n i m al  t u n in g   p ar am eter s .         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8792   I n t J   A p p l P o w er   E n g Vo l.  14 ,   No .   4 ,   Dec em b er   20 25 :   9 3 4 - 950   936   T ab le  1 .   Su m m ar y   o f   r ec en t o p ti m izatio n   tech n iq u e s   f o r   s o l v in g   t h OC P   p r o b lem   i n   R D Ns   R e f .   N o .   Y e a r   S y st e t y p e   S C   a l l o c a t i o n   s t r a t e g y   A l g o r i t h m   u se d   T e c h n i c a l   o b j e c t i v e   ( l o ss/ v o l t a g e )   Ec o n o mi c   o b j e c t i v e   ( c o st / p r o f i t )   [ 2 0 ]   2 0 1 1   I EEE  1 0 ,   3 4 ,   8 5   L S F   ( l o c a t i o n ) ,   P G S A   ( s i z e )   P G S A         2 0 1 2   I EEE  6 9 ,   8 5   D i r e c t   s e a r c h   D S A       [ 2 1 ]   2 0 1 8   I EEE  1 0 ,   8 5   L S F   ( l o c a t i o n ) ,   M B A   ( si z e + l o c a t i o n )   M B A         2 0 1 8   I EEE  6 9 ,   8 5   L S F + S S A   H y b r i d   S S A - L S F       [ 2 2 ]   2 0 1 9   I EEE  6 9   F ES ( l o c a t i o n ) ,   D A   ( si z e )   F u z z y - DA         2 0 1 9   I EEE  3 3 ,   6 9   L S F   S C A       [ 2 3 ]   2 0 2 4   I EEE  6 9   B V S I   ( l o c a t i o n ) ,   G A   ( si z e )   GA         2 0 2 4   I EEE  3 3   C o mb i n e d   EV   &   S C   H y b r i d   o p t i m i z a t i o n       [ 2 4 ]   2 0 2 4   I EEE  3 3   Jo i n t   e l e c t r i c   v e h i c l e   &   SC   H y b r i d   o p t i m i z a t i o n         2 0 2 5   I EEE  3 3 ,   6 9 ,   8 5 ,   1 1 8 ,   B r a z i l 1 3 6   Jo i n t   e l e c t r i c   v e h i c l e   &   SC   H y b r i d   o p t i m i z a t i on       T h i w o r k   2 0 2 5   I r a q i   6 5 ,   I EEE  3 3   D i r e c t   ( b o t h   l o c a t i o n   a n d   si z e )   W L S S A           Ho w e v er ,   lik o th er   m eta h e u r is tic  al g o r ith m s ,   SS A   s u f f er s   f r o m   ce r tain   d r a w b ac k s ,   s u ch   as   s u s ce p tib ilit y   to   g e tti n g   s tu c k   in   lo ca o p ti m a,   s lo w   co n v er g en ce   i n   co m p lex   s ea r ch   s p ac es,  an d   r ed u ce d   p er f o r m a n ce   i n   m u lti - m o d al  o p ti m izatio n   p r o b lem s .   T o   o v er co m e   th e s ch a llen g e s ,   th i s   r e s ea r ch   i n tr o d u ce s   a   n e w   p ar a m eter   n a m ed   in er tia   w ei g h to   i m p r o v S S A' s   s o lu tio n   p r ec is io n ,   co n s is te n c y ,   an d   co n v er g e n ce   s p ee d   b y   ad j u s tin g   th c u r r en t   s o lu tio n .   B ased   o n   th i s   e n h a n ce m en t,  an   i m p r o v ed   al g o r ith m   n a m ed   th e   W S S A   is   p r esen ted   an d   ap p lied   to   th OC P   p r o b lem .   T h er ef o r e,   th is   s tu d y   lev er a g es  t h W SS A   as  an   o p ti m izatio n   m et h o d   to   s i m u lta n eo u s l y   f i n d   th o p ti m al  p lace m en a n d   r atin g   o f   SC s .   T h p r o j ec ted   ap p r o ac h   ai m s   f o r   d i m in is h i n g   p o w er   lo s s ,   r ed u c in g   t h o v er al co s t s   as s o ciate d   w i th   S C s   ( p u r ch ase,   in s talla tio n ,   a n d   o p er atin g   co s ts ) ,   an d   r ein f o r cin g   t h s y s te m   v o lta g p r o f ile,   th u s   m ax i m izi n g   t h an n u al  co s s av i n g   ( AC S)  s u b j ec ted   to   m ai n tai n in g   all  t h co n s tr ain t s   w it h i n   its   p er m is s ib le  li m its .     T h OC P   is   p r esen ted   a s   a   m u lti - o b j ec tiv o n e   co n s id er in g   lo s s   an d   co s w h ile   s at is f y i n g   al l   co n s tr ain ts .   T h p o w er   f lo w   d is cu s s ed   i n   t h is   r esear ch   u s e s   t h b ac k w ar d / f o r w ar d   s w ee p   ( B FS )   tech n iq u e w h ic h   is   m o r s u itab le  f o r   R DNs  t h an   o th er   co n v e n tio n a l o ad   f lo w   m et h o d s .   T h r esu lts   g o tten   u tili zi n g   th e   W SS A   tec h n iq u ar co m p ar e d   to   th o s g o tten   u ti lizi n g   SS A   a n d   o th er   co n te m p o r ar y   tech n iq u es p u b lis h ed   i n   th liter at u r i n clu d i n g   n o v el  an al y tic  ( N A )   [ 3 3 ] lo cu s s ea r ch   ( L S)   [ 3 4 ] g re y   w o lf   o p ti m i za tio n   ( GW O)   [ 3 5 ] ,   an d   h u n ter - p r e y   o p ti m iza tio n   ( HP O)   [ 3 6 ] .   T h p r im ar y   co n tr ib u tio n s   ca n   b o u tli n ed   as f o l lo w s :   i)   C o m p r eh e n s i v e   m u lt i - o b j ec tiv ap p r o ac h : T h p r o p o s ed   w o r k   s i m u l tan eo u s l y   ac co u n t s   f o r   tech n ical  a n d   ec o n o m ic  ad v a n ta g es,  i n cl u d in g   p o w er   lo s s   r ed u c tio n   an d   co s t - e f f ec ti v e n ess .   T h OC P   is s u i s   co n s id er ed   as  m u lti - o b j ec tiv o p ti m izatio n   tas k ,   co n s id er in g   b o th   lo s s   m in i m izat io n   an d   co s t   r ed u ctio n ,   in te g r ated   in to   s i n g le  o b j ec tiv f u n ctio n   u s in g   w ei g h ti n g   f ac to r .     ii)   Dev elo p m e n o f   W SS A T h r esear ch   i n tr o d u ce s   a n   en h an ce d   o p ti m izatio n   tech n iq u e,   W SS A ,   b y   in co r p o r atin g   an   i n er tia  w ei g h p ar a m eter   i n to   th s ta n d ar d   SS A .   T h is   m o d if icatio n   i m p r o v es  th e   alg o r ith m s   p r ec is io n ,   co n s is te n c y ,   an d   s p ee d ,   a v o id in g   th e   l i m itat io n s   o f   th e   b asic  SS i n   co m p lex   an d   m u lti - m o d al  s ea r c h   s p ac es.    iii)   No v el  ap p licatio n   o f   W SS A   to   OC P   in   R DNs:  T h is   s t u d y   ap p lies   t h W SS A   f o r   tac k li n g   t h OC P   p r o b lem   in   R DNs  f o r   th f ir s ti m e.   T h m et h o d   d eter m i n es  th b est  p o s s ib le  SC   p l ac e m en an d   r atin g   a t   th s a m ti m ad d r ess in g   g ap s   in   p r ev io u s   s t u d ies t h at  r elied   o n   L S Fs   o r   s ep ar ated   o b j ec tiv es.   iv )   A p p licatio n   to   r ea a n d   s ta n d ar d   R DNs:  T h e f f icie n c y   o f   th p r ese n ted   m eth o d   i s   v a li d ated   o n   b o th   r ea l - w o r ld   a n d   b en c h m ar k   s y s te m s .   T esti n g   th s u g g ested   m eth o d o lo g y   o n   h ea v il y   lo ad e d   I r aq 6 5   b u s   R DN  an d   s tan d ar d   I E E E   3 3   b u s   R DN.     v)   E n h a n ce d   en er g y   a n d   ec o n o m ic  p er f o r m a n ce T h p r o p o s ed   ap p r o ac h   s ig n i f ica n tl y   en h a n ce s   th R DN s   p er f o r m a n ce   b y   r ed u ci n g   p o w er   lo s s   a n d   a m elio r atin g   v o lta g p r o f ile.   I t   also   ac h ie v es  s u b s tan tial   A C S   b y   o p ti m izi n g   t h s i tin g   a n d   r atin g   o f   S C s ,   co n s id er in g   p u r ch ase,   in s ta llatio n ,   a n d   o p er atin g   co s ts .   v i)   Valid atio n   th r o u g h   co m p ar ativ an al y s i s T h r esu lts   attai n ed   u s in g   th W SS A   ar b en ch m ar k ed   ag ai n s t   th o s f r o m   th b asic  SS A   a n d   o th er   co n te m p o r ar y   o p ti m izat i o n   tech n iq u e s   d escr ib ed   in   th e   liter atu r e.     v ii)   P r ac tical  co n s id er atio n s   f o r   r ea l - w o r ld   i m p le m en ta tio n T h e   s tu d y   e x p licitl y   ad d r ess es  th e   li m itatio n s   o f   p r io r   r esear ch   b y   f o cu s i n g   o n   r ea l,  h ea v i l y   lo ad ed   R DN s   with   s i g n i f ica n p o w er   lo s s es  a n d   o p er atio n al   ch alle n g e s .   T h is   p r ac tical  o r ie n tatio n   g u ar an tees  t h ap p lica b ilit y   o f   t h p r o p o s ed   m e th o d   to   r ea l - w o r ld   R DNs.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   A p p l P o w er   E n g   I SS N:   2252 - 8792       A   n o ve l W S S A   tech n iq u e   fo r   mu lti - o b jective   o p tima l c a p a cito r s   p la ce men …  ( Oma r   Mu h a mme d   N ed a )   937   T h p ap er ' s   r e m i n d er   is   o r d er ed   as  f o llo w s .   Sectio n   2   d escr ib es  th O C P   p r o b lem   f o r m u latio n ,   i n cl u d in g   co n s tr ain ts ,   lo ad   f lo w   co m p u t atio n   u til izin g   t h B FS   m et h o d ,   an d   o b j ec tiv f u n ct io n s .   T h f u n d a m e n tal  id ea s   o f   th SS A   a n d   its   e n h an ce m en ts   ar d escr ib ed   in   s ec tio n   3 .   R esu l ts   f r o m   s i m u lat io n s   a n d   ca s s t u d ies  ar e   o f f er ed   in   s ec tio n   4 .   L a s tl y ,   co n clu s io n s   an d   f u t u r w o r k   ar ex p lain ed   i n   s ec tio n   5 .       2.   M E T H O D   T h is   s ec tio n   d escr ib es  a n d   ex p lain s   t h lo ad   f lo w   an al y s i s   ( L F A )   f o r   R DN s ,   m u lt i - o b j ec tiv e   f u n ctio n s ,   an d   R DNs c o n s tr ai n ts   i m p le m en ted   in   t h is   w o r k   an d   d escr ib ed   in   th s ec tio n   b elo w .     2 . 1 .     L o a f l o a na ly s is   ( L F A)   T h is   s ec tio n   p r esen t s   f u n d a m en tal  to o f o r   ev alu at in g   th e   s tead y - s tate  p er f o r m a n ce   o f   t h R DN s ,   in cl u d in g   b u s   v o lta g es,  p o w er   f lo w s ,   an d   s y s te m   lo s s es.   I e n ab les  ac c u r ate  a s s es s m en t   o f   n et w o r k   o p er atin g   co n d itio n s ,   w h ic h   is   e s s e n tial  f o r   p lan n i n g ,   o p ti m izat io n ,   an d   r eliab ilit y   i m p r o v e m e n t.  I n   t h is   s t u d y ,   th L F is   p er f o r m ed   u s in g   t h FB m eth o d ,   ch o s e n   f o r   its   s u itab ilit y   i n   h an d li n g   t h u n iq u c h ar a cter is tics   o f   R DN s ,   as d etailed   in   th f o llo w i n g   s u b s ec tio n .     2 . 1 . 1 .   B F S ba s ed  L F m et ho d   B ec au s o f   it s   f le x ib ili t y   a n d   p r ec is io n ,   B FS   m eth o d   is   w id el y   u s ed   f o r   attain in g   t h L F A   c alcu latio n   in   R DN.   I h a s   q u ick   co n v er g en ce   p r o p er ty   a n d   is   co m p u t atio n all y   m o r ef f icie n t.  W h il Ne w to n - R ap h s o n f ast  d ec o u p led ,   Gau s s - Seid el ,   an d   o th er   tr ad itio n al  L F tech n iq u es  ar w ell  ad ap ted   f o r   tr an s m is s io n   s y s te m s ,   th e y   ar n o o f ten   u s ed   in   d is tr ib u tio n   n e t w o r k s   d u to   its   lo w er   ef f icien c y ,   h i g h   r esis ta n ce /r ea ctan c e   ( R /X)   r atio s ,   r ad ial  co n f ig u r ati o n   [ 3 7 ] ,   an d   o th er   f ac to r s .   T h B FS   alg o r ith m   co n s is t s   o f   th r ee   s i m p le  iter ati v e   s tep s .   T h ese  s tep s   ar d escr ib ed   in   d etail  in   [ 3 8 ] .     2 . 1 . 2 .   L F ca lcula t io n   Fo r   th is   s t u d y ,   th lo ad   f lo w   ca lcu latio n s   ar d er iv ed   f r o m   th s in g le  li n d iag r a m   ( S L D)   o f   R DN   d is p la y   i n   Fi g u r e   1 .   T h SLD  s er v es  th s tr u c tu r al  r ep r ese n t atio n   o f   th n et w o r k ,   ill u s tr ati n g   th e   ar r an g e m e n t   o f   b u s es,  b r an ch e s ,   an d   co n n e cted   lo ad s .   Usi n g   th is   s c h e m a tic  as  th r ef er en ce   m o d el,   t h B FS   is   ap p lied   t o   iter ativ el y   co m p u te  b u s   v o ltag e,   b r an ch ,   cu r r en ts ,   a n d   p o w er   f lo w s   u n d er   th s p ec if ied   lo a d in g   co n d itio n s .           Fig u r 1 .   SL o f   t h R DN       Fro m   Fig u r 1 ,   if     an d     d en o te   th r ec eiv in g   en d   n o d es,  th en   ( 1 )   an d   ( 2 )   ca n   b u tili ze d   f o r   co m p u t in g   th e   ac tiv ( )   an d   r ea ctiv ( )   p o w er   f lo w s   s h o w n   i n   t h ab o v f i g u r e.            ,   ×  ( 2 +   2 | | 2 )   ( 1 )            ,   ×   ( 2 +   2 | | 2 )   ( 2 )     T h v o ltag o f   li n at  b u s     ca n   b ca lcu lated   th r o u g h   u tili zi n g   ( 3 ) .     | | 2 =   | | 2   2 × ( , × +   , × ) + ( 2 , +   2 , )   ×   ( 2 +   2 | | 2 )   ( 3 )   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8792   I n t J   A p p l P o w er   E n g Vo l.  14 ,   No .   4 ,   Dec em b er   20 25 :   9 3 4 - 950   938   I n   ( 4 )   an d   ( 5 )   ar p r esen ted   to   co m p u te  t h ac tu al  p o w er   lo s s   (  )   o f   th b r an ch " , " .        ( , ) =   2 ,   ×   ,     ( 4 )        ( , ) =   ( ( 2  / +   2  / ) | | 2 )   ×   ,   ( 5 )     In   ( 6 )   an d   ( 7 )   ar u s ed   to   d eter m i n r ea ctiv p o w er   lo s s   (  )   o f   t h b r an ch   " , " .        ( , ) =   2 ,   ×   ,   ( 6 )        ( , ) =   ( ( 2  / +   2  / ) | | 2 )   ×   ,   ( 7 )     C o m p lete  ac t u al   (    ( , ) )   an d   r ea cti v (    ( , ) )   p o w er   lo s s e s   ca n   b d eter m i n ed   b y   ad d in g   t h e   lo s s es o f   co m p letel y   l in e s ,   as s h o w n   i n   ( 8 )   an d   ( 9 ) .           =   2 ,   ×   , ( , ) ( , ) = 1   ( 8 )         =   2 ,   ×   , ( , ) ( , ) = 1   ( 9 )     2 , =   ( 2  / +   2  / ) | | 2   ( 1 0 )     SC s   i n cr ea s p o w er   ef f icie n c y   an d   r ed u ce   t h o v er all  co s ts   ass o ciate d   w ith   SC s   an d   p o w er   lo s s   o f   th R D N   b y   i n j ec tin g   r ea cti v p o w er   (  , ) .   T h R DN  in   Fig u r 1   b ec o m es  th R DN  in   Fi g u r 2   af ter   p lacin g   S C .   In   ( 2 )   is   b ein g   ch a n g ed   f o r   th is   c o m p e n s ated   R DN  to   ( 1 1 ) .       ,      ,   ×  ( 2 +   2 | | 2 ) +  ,   ( 1 1 )           Fig u r 2 .   SL o f   t h co m p e n s ated   s i m p le  R D w it h   in s talle d   SC       2 . 2 .     O bje c t iv e   f un ct io ns   Fig u r 3   d is p lay s   th ad v a n t ag o f   in s talli n g   SC s ,   as  co n s id er ed   in   th is   w o r k .   T h ch i ef   g o al  o f   o b j ec tiv f u n ct io n   i n   th O C P   is s u is   to   less e n   p o w er   lo s s   an d   r ed u ce   th ca p ac ito r   o p er atio n ,   in s tallatio n ,   an d   p u r ch a s co s t s .   As  r e s u lt,  th e   o v er all  co s p er   y ea r   is   r ed u ce d ,   an d   t h u s   i n cr ea s i n g   AC o f   t h R DN s .   T h p r o b lem   o f   O C P   is   v ie w e d   as  a   co llectio n   o f   m u lt i - o b j ec tiv f u n ctio n s   co n s id er in g   b o th   p o w er   lo s s   a n d   co s t,  w h ic h   ar e   d ef i n ed   b elo w .   T h o u g h   v o ltag e   p r o f ile  i m p r o v e m e n t   is   n o t e x p lici tl y   in cl u d ed   in   t h o b j ec tiv e   f u n ctio n i n s tead ,   it  is   m ai n ta in ed   t h r o u g h   s y s te m   co n s tr ai n ts .   R ed u c in g   p o w er   lo s s   lea d s   to   an   i m p r o v ed   v o ltag p r o f ile   p r i m ar il y   b ec au s lo w er   lo s s es  r es u lt  i n   l ess   v o ltag d r o p   alo n g   tr a n s m is s io n   lin e s   an d   d is tr ib u tio n   f ee d er s .   W ith   r ed u ce d   cu r r en f lo w ,   r esi s ti v lo s s es  le s s e n ,   allo w i n g   th v o lta g at  t h co n s u m er   en d   to   k ee p   o n   clo s er   to   its   d esire d   lev el.         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   A p p l P o w er   E n g   I SS N:   2252 - 8792       A   n o ve l W S S A   tech n iq u e   fo r   mu lti - o b jective   o p tima l c a p a cito r s   p la ce men …  ( Oma r   Mu h a mme d   N ed a )   939       Fig u r 3 .   A d v a n ta g o f   i n s tal li n g   o p ti m al  S C s   at  t h R DN s   u s ed   in   th is   w o r k       2 . 2 . 1 .   Rea l lo s s   m i ni m iza t io n   T h f ir s o b j ec tiv in   o p ti m u m   ca p ac ito r   allo ca tio n   is   f o r   r ed u cin g   th to tal  p o w er   lo s s   (     ) .   T h f o llo w i n g   s tate m e n t h a s   b ee n   u s ed   to   p er f o r m   t h is   o b j ec tiv m ath e m at icall y   [ 3 9 ] .     1 =   (     )   ( 1 2 )     W h er e,           is   d escr ib ed   in   ( 8 )   in   s u b s ec tio n   2 . 1 . 2 .     2 . 2 . 2 .   T o t a l c o s t   m i ni m iza t io n   T h o p tim u m   ca p ac ito r   allo c atio n   p r o b lem 's  s ec o n d   o b j ec tiv f u n ctio n   i s   f o r   m i n i m izin g   th to tal   co s p er   y ea r   ( T C ) .   T h is   o b j ec tiv f u n ctio n   w a s   o b tain ed   b y   r ed u cin g   an n u al  e n er g y   lo s s e s   co s ( A E L C )   af ter   co m p e n s at io n ,   w h ich   w a s   o b tain ed   b y   lo s s   m i n i m izatio n   as  w e ll  as  ca p ac ito r   in s ta llati o n ,   o p er atio n ,   an d   p u r ch ase  co s t s .   T h f o llo w i n g   s tate m en t s   w er u s ed   to   ac co m p lis h   t h is   g o al  m at h e m atica l l y .      =     ×  = 1      ( 1 3 )      =      +   (  +    )  = 1   ( 1 4 )        × ×         ( 1 5 )              ( 1 6 )     2 =   (  )     ( 1 7 )     W h er e,       ,   an d   ,   ar co s o f   en er g y   lo s s ,   ti m in   h o u r   ( h ) ,   to tal  co s ( $ ) ,   n u m b er   o f   ca p ac ito r s ,   co s o f   in s tallat io n ,   co s o f   o p er atio n ,   v al u o f   c ap ac ito r   ( k VAR).   T ab le  2   co n tain s   th p ar a m eter   v alu e s   [ 4 0 ] .         d en o tes   th e   to t al  p o w er   lo s s   a f ter   co m p e n s atio n .      r ep r esen ts   th e   ca p ac it o r ' s   p u r ch asi n g   co s t ( $ )   p er   ca p ac ito r   v alu ( k V AR ) .       T ab le  2 .   C o s t p ar am eter s   v alu es  [ 4 0 ]   P a r a me t e r   V a l u e    ( $ / L o c a t i o n     1 6 0 0    ( $ / L o c a t i o n / Y e a r )   3 0 0   ( $ / k W h )   0 . 0 6   ( h )     8 7 6 0       2 . 3 .     F ina lized  m ulti - o bje ct iv f un ct io n   T h k e y   o b j ec tiv o f   OC P   is   to   r ed u ce   p o w er   lo s s   an d   an n u al  co s w h ile  ad h er i n g   to   n u m b er   o f   co n s tr ain ts .   A s   r esu lt,  th m u lti - o b j ec tiv f u n ctio n s   ( F)  w er ca r r ied   o u u s in g   th m at h e m atica s tate m e n t   in   ( 1 8 ) .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8792   I n t J   A p p l P o w er   E n g Vo l.  14 ,   No .   4 ,   Dec em b er   20 25 :   9 3 4 - 950   940   =   ( 1 +   2 )   ( 1 8 )     W h er e,   1 =   (     )   an d   2 =   (  )   as d escr ib ed   in   t h p r ev io u s   s ec tio n s   ( i.e .   2 . 2 . 1   an d   2 . 2 . 2 ) ,   r esp ec tiv el y .   T h w ei g h ted   s u m   tech n iq u e   is   u s ed   i n   th is   s tu d y   to   as s es s   th e f f icac y   o f   W SS f o r   d eter m i n in g   th b en e f it s   o f   o p ti m al  S C s   al l o ca tio n   an d   s izi n g .   A   m u lti - o b j ec tiv m at h e m atica l O C P   p r o b le m   is   tr a n s f er r ed   to   s in g le  o b j ec tiv f u n c tio n   ( )   u tili zi n g   w e ig h ted   s u m   tec h n iq u e.   T h ese  b en e f it s   ar m o r s u itab le  f o r   r ea w o r ld   is s u es a s   ( 1 9 ) .     =     ( 1 ×   1 +   2 ×   2 )   ( 1 9 )     W h er e,   1   an d   2   d en o te  w ei g h ti n g   f ac to r s .   T h ab o v m u lt i - f u n ctio n   o f   OC P   p r o b lem   m u s b to   m i n i m iz e   ( )   lo s s   an d   co s ts   w h ile  s u b j ec tin g   to   n u m b er   o f   co n s tr ai n ts .     2 . 4 .     O CP   pro ble m   co n s t ra in t s     T h co n s tr ain ts   ar estab lis h ed   to   en s u r th at  R DN  o p er ates  r eliab ly   an d   co r r e ctl y   af te r   co m p e n s at io n .   T h ab o v o b j ec tiv f u n ctio n   o f   O C P   p r o b le m   s h o u ld   b m i n i m ized   w h ile  s u s ta in i n g   th e   co n s tr ain ts   o u t lin ed   b elo w .     2 . 4 . 1 .   E qu a lity   co ns t ra int   A ct u al  a n d   r ea ctiv p o w er   b alan ce   m u s b m et  at  t h R DN 's  s u b s tatio n   b u s .   T h e y   ar s h o w n   i n   ( 2 0 )   an d   ( 2 1 ) ,   r esp ec tiv el y   [ 4 1 ] .        =    ( )  = 1   + ( ) = 1   ( 2 0 )        =    ( )  = 1   + ( ) = 1  ( )  = 1   ( 2 1 )     W h er e,      an d      ar th s u b s tatio n   r ea an d   r ea ctiv p o w er .    ( )   an d    ( )   ar th r ea an d   r ea ctiv e   p o w er   lo s s   at  li n ( )   an d   ex p r ess ed   in   ( 8 )   an d   ( 9 ) .   ( )   an d   ( )   r ef er   to   th ac tiv a n d   r ea ctiv p o w er   lo ad   at  n o d ( ) .      is   th n u m b er   o f   SC   in s talled   at  t h R DN  an d    ( )  = 1   d en o tes  th to tal  S C   r ea ctiv v al u p lace d   in   t h R DN.     2 . 4 . 2 .   I nequ a lity   co ns t ra ints   T h ese  co n s tr ain ts   co m p r is e,   v o ltag e,   c u r r en t,  ca p ac ito r   v alu an d   s o m o th er   co n s tr a in ts   ar as   s h o w n   b elo w   -   Vo ltag co n s tr ain t s   Vo ltag v al u ( )   at  ea ch   R DN  n o d m u s r e m ain   w i th i n   t h p er m is s ib le  [   an d   ]   li m it s .   Fo r   v o ltag r is a n d   d ec r ea s e,   s p ec if ica tio n s   o f   5 a n d   1 0 f r o m   its   r ated   v o lta g ar co n s id er ed ,   r esp ec tiv el y ,   as   ( 2 2 ).         | |      ,   ( 2 2 )     H er e,   | |   d en o tes th v o lta g v a lu o f   th   b u s   in   t h R DN,   w h ic h   is   li m ited   to   0 . 9 0   ( ) 1 . 0 5   (  )   p . u .   i n   th R D N.     -   B r an ch   cu r r en t c o n s tr ai n ts   Fro m   t h s a f et y   h a n d ,   li n cu r r en ( )   v al u m u s n o e x ce e d   its   allo w ab le  li m it  (    ) .   T h is   co n d itio n   is   r eq u ir ed   to   m ai n ta in   p o w er   s u p p l y   s tab il it y ,   as  s h o w n   i n   ( 2 3 ) .     | | |    |   ( 23)     -   C ap ac ito r   n u m b er   co n s tr ai n t :   c ap ac ito r   o f   th e   s w i tch ed   k i n d   i s   u s ed ,   a n d   ea c h   b u s   is   li m ited   to   o n e   ca p ac ito r .       -   T o tal  c o m p e n s atio n   co n s tr ai n t   A cc o r d in g   to   t h f o llo w i n g   e q u atio n ,   t h to tal   s ize  o f   ca p a cito r   (   )   at  th o p ti m u m   p o s i ti o n   o f   th e   R D s h o u ld   n o t s u p er s ed th to tal  d e m an d   o f   r ea cti v p o w er   (  ) .   T h is   r elatio n s h ip   is   ex p r es s ed   in   ( 2 4 ) .          ( 2 4 )   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   A p p l P o w er   E n g   I SS N:   2252 - 8792       A   n o ve l W S S A   tech n iq u e   fo r   mu lti - o b jective   o p tima l c a p a cito r s   p la ce men …  ( Oma r   Mu h a mme d   N ed a )   941   -   C ap ac ito r ' s   r ati n g   co n s tr ai n t   T h co m p en s ated   r ea ctiv p o w er   in to   th R DNs  v ia  SC s   is   r ef lecte d   as  d is cr ete  r ate   o f   1 5 k VAR   s tep .   T h ca p ac ito r ' s   k V A R   co m p e n s at io n   (  )   at  th o p ti m u m   R DN  p lace m en s h o u ld   b w it h in   t h ei r   p er m i s s ib le  [    an d     ]   b o u n d s   as   ( 2 5 ) .             ( 25)     2 . 5 .     A nn ua co s t   s a v ing   ( AC S)    On ce   t h p r esen ted   I SS A   h as  id en ti f ied   th o p ti m u m   v alu an d   p o s itio n   o f   ca p ac ito r s ,   t h e   AC ca n   b d eter m in ed   th r o u g h   co r r es p o n d in g   m o n etar y   b en e f it s   t h an k s   to   d i m i n i s h ed   ac tiv e   p o w er   lo s s ,   ca p ac ito r   in s ta llatio n ,   o p er atio n ,   an d   p u r ch ase  co s ts .   T h d if f er e n ce   am o n g   b o th   th to tal  A E L C   o f   th b ase  ca s ( ( b ef o r co m p e n s atio n )   an d   t h to tal  co s a f ter   co m p e n s a tio n   ( )   is   u s ed   to   ca lcu late  t h AC (  ac h iev ed   f r o m   o b j ec tiv f u n cti o n s   m in i m iza tio n ,   as s h o w n   in   th g i v e n   eq u atio n s :     =   ×   ×          ( 2 6 )       =         ( 2 7 )      =       ( 2 8 )     w h er e,      an d      ar d escr ib ed   in   ( 1 4 )   an d   ( 1 5 )   in   s ec tio n   ( 2 . 2 . 2 ) .     2 . 6 .       O pti m iza t io p ro ce s s   2 . 6 . 1 .   Co nv ent io na l SSA    T h co n v en t io n al  S S A   al g o r ith m   w as  p r o p o s ed   in   2 0 1 7   [ 4 2 ] .   S w ar m   s a lp s   ca n   b s ca v e n g ed   in   s ea s ,   an d   SS A   s i m u lates  t h eir   p r o ce s s .   I n   th d ee p   o ce an s ,   th s al p   at  th h ea d   o f   th ch ain   w il b ec o m t h lead er ,   w it h   t h r e m ai n i n g   s a lp s   s er v in g   as  f o llo w er s .   B ec au s o f   th i s   s p ec ial   b eh a v io r ,   th al g o r ith m   h a s   h i g h   d eg r ee   o f   ex p lo itatio n   p o ten ti al  in   t h lo ca r an g e.   Ho w e v e r ,   th o r ig in a SS A ,   te n d s   to   co n v er g to   lo ca o p tim u m   w h e n   t h p o p u latio n   lead er   is   u n ab le  to   tr av el  t o   th p r o m is i n g   ar ea s .   As  r esu lt,  w s u g g e s m et h o d   in   th i s   p ap er   to   en h an ce   th ef f icie n c y   o f   th S S A .   T h lead er   h as  s ig n i f ica n i m p ac o n   th e n tire   s o ciet y   d u r i n g   t h lead er   s ta g e   [ 4 3 ] .   T h q u est  is   d ir ec ted   b y   th c h ie f ,   w h o   k ee p s   it  g o in g   clo s er   to   th f o o d .   In   ( 2 9 )   in d icate s   th f o r m u la  f o r   u p d ati n g   lo ca tio n .     1 = { +   1 ( (     ) 2 +    ) , 3     0   1 ( (     ) 2 +    ) , 3   < 0   ( 2 9 )     W h er e,   1   an d     r ep r esen th e   lea d er   an d   s o u r ce   o f   f o o d   lo ca tio n s .      an d      d is p la y   t h u p p er   an d   lo w e r   b o u n d ar y .   2   an d   3   s h o w   th r a n d o m   n u m b er s   b et w ee n   [ 0 ,   1 ]   co n tr o p ar a m eter s .   T h f ac to r   1   is   i m p o r ta n t   in   o r g an izin g   e x p lo r atio n   an d   ex tr ac tio n ,   as it d ec r ea s e s   in   t h p er io d   [ 2 ~0 ] .   I ts   m ea n i n g   i s   as  ( 3 0 ) .     1   2 ( 4 ) 2   ( 3 0 )     W h er e,     an d      d en o te  cu r r en a n d   m a x i m u m   iter at io n s   n u m b er .   T h f o llo w in g   ter m   is   u til i ze d   to   s h if th e   f o llo w er 's lo ca tio n .       1 2 ( +   1 )   ( 3 1 )     W h er e,     d en o tes th f o llo w er   p o s itio n   an d       2 .     2 . 6 . 2 .   W SSA   T r a d itio n al  SS A   is   p r o n to   lo ca m i n i m s ta g n atio n   a n d   p o o r   s ea r ch in g   ac cu r ac y .   Fo r   o v er co m i n g   th is   p r o b le m   a n d   i m p r o v i n g   s ea r ch in g   ca p ab ilit y   t h r o u g h   b o th   e x p lo r atio n   an d   e x p lo itati o n ,   an   in er tia   w ei g h m ec h a n i s m       [ 0 , 1 ]   is   i n tr o d u ce d   to   th SS A ,   a n d   th p r ese n ted   al g o r ith m   is   k n o w n   a s   W SS A   [ 4 4 ] .   T h is   n e w   f ac to r   in   th W SS A   h as  th b en ef its   o f   g et tin g   b etter   s ea r ch in g   s tr ateg y ,   ac h ie v i n g   p r ec is s o lu tio n s ,   av o id in g   b lin d n e s s   o f   t h s ea r ch   m et h o d ,   an d   ac ce ler atin g   s p ee d   co n v er g en ce .   A ls o ,   wh en   d ea li n g   w it h   lar g n u m b er   o f   lar g e - s ca le  p r o b lem s ,   it   m a in ta in s   g o o d   b alan ce   a m o n g   e x p lo r atio n   a n d   ex p lo itatio n   w h ile   p r eser v in g   lo w   co m p u tatio n a l   d if f ic u lt y .   So ,   t h e   n e w   lead er ' s   p o s itio n   a n d   t h n e w   f o llo we r s p o s itio n   i n   t h e   I SS A   ca n   b ch a n g ed   as  s h o wn   in   ( 3 2 )   an d   ( 3 3 ) .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8792   I n t J   A p p l P o w er   E n g Vo l.  14 ,   No .   4 ,   Dec em b er   20 25 :   9 3 4 - 950   942   1 = { × +   1 ( (     ) 2 +    ) , 3     0 ×   1 ( (     ) 2 +    ) , 3   < 0   ( 3 2 )       1 2 ( + ×   1 )   ( 3 3 )     2 . 7 .     T he  i m p le m ent a t io n o f   WSS t o   O CP   p ro ble m   W SS A   co n s id er s   t w o   O C P   p r o b lem   p ar a m eter s ,   s u c h   a s   ca p ac ito r   p o s itio n   an d   r ati n g ,   to   b co n tr o v ar iab les.  A s   r esu lt,  an d   s ea r ch   ag e n t ' s   n u m b er   o f   v ar i ab les  is   ca lcu lated   b y   t h n u m b er   o f   SC s .   T w o   v ar iab les  ar co n s id er ed   f o r   ea ch   SC th f ir s v ar iab le  r ep r esen ts   t h p o s itio n ,   a n d   th s ec o n d   v ar iab l e   r ep r esen ts   th ca p ac it y .   E ac h   s ea r ch   ag e n in   W SS A ,   f o r   ex a m p le,   is   m ad u p   o f   t w o   v ar i ab les  th at  ar s p lit  in to   t w o   s ec t io n s   f o r   ea ch   SC .   O n is   f o r   t h v en u e,   w h ile  t h o t h er   is   f o r   S C ' s   s ca le.   A   s o l u tio n   co r r esp o n d in g   to   s alp   is   r ep r esen ted   b y   th ese  v ar iab les.  T h s o lu tio n   v ec to r   co m p r is in g   p o s itio n   an d   r atin g   o f   ca p ac ito r   ar ex p r ess ed   i n   ( 3 4 ) .   Fig u r 4   d ep icts   t h e   p r o ce d u r f o r   s o lv in g   t h W SS A   f o r   t h O C P   p r o b lem ,   a n d   th e   W SS f lo w c h ar i s   s h o w n   i n   t h i s   f i g u r e,   ill u s tr ati n g   t h s tep - by - s tep   p r o ce s s   o f   t h e   alg o r ith m .     = [  , ̅ ̅ ̅ ̅ ̅  ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ]   ( 3 4 )     W h er e,     is   th co n tr o v ar iab le    an d      ar th lo ca tio n   an d   s ize  o f   ca p ac ito r .   T h tr ial - an d - er r o r   tech n iq u w as  u s ed   f o r   in itia l izin g   W SS A   co n tr o p ar am e t er s .   T h d etails  o f   W SS A   p ar a m eter s   b ased   t w o   R DNs a r m en t io n ed   in   T ab le  3 .       T ab le  3 .   W SS A   p ar am e ter s   P a r a me t e r s   I EEE  3 3   b u s   I r a q i   6 5   b u s   P o p u l a t i o n   s i z e   ( )   10   10   I t e r a t i o n s   ( )   2 5 0   2 5 0     0 . 9   0 . 9           Fig u r 4 .   Flo w c h ar t o f   t h p r esen ted   W SS A   i m p le m en ted   f o r   OC P   p r o b lem   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   A p p l P o w er   E n g   I SS N:   2252 - 8792       A   n o ve l W S S A   tech n iq u e   fo r   mu lti - o b jective   o p tima l c a p a cito r s   p la ce men …  ( Oma r   Mu h a mme d   N ed a )   943   3.   RE SU L T S AN D I SCU SS I O   Fo r   ev alu ati n g   th e f f icac y   a n d   ap p licab ilit y   o f   W SS A   tec h n iq u i n   ter m s   o f   m in i m iz in g   p o w er   lo s s ,   r ed u cin g   t h to tal  co s t s   r elate d   w it h   S C s ,   in cl u d i n g   p u r ch a s e,   in s tallatio n ,   an d   o p er atin g   co s ts ,   an d   i m p r o v e   th s y s te m   v o lta g p r o f ile,   t wo   R DN s   w er u s ed   i n   t h is   s i m u latio n .   D u to   s p ac co n s tr ai n ts   i n   t h p ap er ,   t w o   R DNs,   th e   r ea I r aq 6 5 - b u s   an d   s ta n d ar d   I E E E   3 3 - b u s   R DNs,  w er c h o s e n   f o r   r ep o r t in g   f o r   test i n g   t h e   ef f icac y   o f   t h p r o p o s ed   W SS A .   T h W SS A   tec h n iq u a n d   t h FB i s   i m p le m e n ted   in   M A T L A B .   T h is   s t u d y   in cl u d es  t h to tal  SC s   co s t s   a n d   to tal  co s p er   y ea r   ( T C ) ,   an d   th p o w er   lo s s   a n d   a n n u al  c o s o f   ac t u al  p o w er   lo s s   ( AC E L ) .   I n   th f o llo w i n g   s ec tio n ,   th n u m er ical  r es u l ts   o f   th e s ca s e s   ar d escr ib ed   an d   an al y ze d .   T h e   attain ed   r es u lts   b y   u s i n g   W SS A   ar co m p ar ed   to   th o s attai n ed   b y   o th er   ap p r o ac h es in   t h l iter atu r e.     3 . 1 .     Resul t s   o f   pra ct ica l Ira qi 6 5   bu s     T h R DN,   d ep icted   in   Fig u r 5 ,   is   an   ac tu al  6 5 - b u s   f r o m   I r aq   th at  is   u s ed   as  f ir s R DN  in   t h is   p ap er .   T h is   R DN  i s   f ee d er   o r ig in ati n g   f r o m   t h s ec o n d ar y   p o w er   s tatio n   in   th Sad at  A l - Hi n d i y d is tr ict,   s u p p l y i n g   elec tr icit y   to   t h Al - Z ah r aa   n ei g h b o r h o o d ,   w h ic h   is   o n o f   th e   d is tr icts   w it h i n   Sad at  A l - H in d i y a.   T h is   ar ea   is   s it u ated   s o u t h   o f   A l - M u s a y y ib   cit y   i n   B ab il   Go v er n o r ate,   I r aq .   Af ter   u s i n g   th e   g eo g r ap h ic  p o s itio n   s y s te m   ( GP S)  to   d eter m i n t h l in e   len g t h   a n d   b u s   lo ca tio n s ,   t h s y s te m   d ata  in   T ab le  4   is   r ec o g n ized   [ 4 5 ]           Fig u r 5 .   P r ac tical  I r a q i - 6 5   b u s   R DN       T h p r esen ted   W SS A   is   s at is f i ed   o n   p r ac tical  I r aq i 6 5 - b u s   R DN.   T h s u b s tatio n   b u s   i s   th f ir s b u s   in   t h n et w o r k ,   a n d   it   h a s   o p er atin g   v o lta g o f      =   11  k an d   o p er atin g   ap p ar en p o w er   o f      =     1 0 0 . 0   MV A .   T h last i n g   n i n e   n o d es  ar lo ad   n o d es,  w i th   a   to tal  ac ti v an d   r ea cti v p o wer   lo ad   o f   (  =   5 . 6 6 9 2   MW   +   J   3 . 5 6 0 6   MV Ar ) ,   r esp ec tiv el y .   P o w er   f lo w   b y   u s in g   FB m eth o d   is   r u n   b ef o r in s tal lin g   a n y   SC s   o n   s aid   s y s te m   ( w ith o u co m p e n s at io n ) ,   th an n u al  p o w er   lo s s   t h at  o cc u r s   f r o m   t h n o r m al  o p er atio n   o f   th I r aq 6 5 - b u s   s y s te m   is   4 4 6 . k W ,   r esu lti n g   A E L C   o f   $ 2 3 4 5 2 2 . 7 2 .   I n   ad d itio n ,   th m i n i m u m   v o lta g e   (  )   p r esen o n   th b u s   i n   th i s   b ase  ca s is   0 . 9 0 6 6   p . u .   at  n o d 1 2 .   A l w az n an d   A l - k u b r ag y [ 4 5 ]   co n tain s   m o r e x te n s i v in f o r m a tio n   o n   th p r o p o s ed   6 5 - b u s   R DN.   On l y   t h r ee   ca p ac ito r s   w it h   v al u es  o f   4 5 0 ,   4 5 0 ,   an d   3 0 0   k VAR  ar d is tr ib u ted   at  o p ti m al   p o s itio n s   at   b u s es   8 ,   1 7 ,   an d   4 3   u tili z in g   t h p r esen ted   I SS tech n iq u e.   T h o u tco m es   ar g o tte n   i n   T ab le  5   an d   t h is   tab le   co m p ar es  t h r esu lt s   ac co m p li s h ed   b y   p r o p o s ed   W SS A   m et h o d   w it h   th o s o b tain ed   b y   S S A   i m p le m en ted   f o r   OC P   o n   th p r ac tical  I r aq 6 5   B u s   R DN.   So ,   th lo s s   (     )   h as  b ee n   r ed u ce d   to   3 2 6 . 5   k W   b y   u s i n g   th e   tr ad itio n al  SS A   w i th   v ia  co m p e n s ati n g   (    = 1 )   1 9 5 0   k VAR.  Ho w e v er ,   co m p ar ed   to   SS A   m et h o d ,   th p r o p o s ed   W SS A   ap p r o ac h   r ed u ce s         f r o m   4 4 6 . 2   to   3 0 3 . 2 4   k W   as  3 2 . 0 3 %,  w h ic h   en h a n ce s   t h m i n i m u m   v o lta g (  )   f r o m   0 . 9 0 6 6   t o   0 . 9 4 5 6   p . u .   an d   d ec r ea s es  to tal  co s t/ y ea r   ( T C )   f r o m   $ 2 3 4 5 2 2 . 7 2   to   $ 1 5 9 3 8 2 . 9   b y   r ea cti v p o w e r   in j ec tin g   1 2 0 0   k V A R ,   r es u lti n g   in   b etter   r esu l ts   a s   e x p o s ed   in   T ab le  4 .   T h o b s er v atio n s   s h o w ed   th a less e r   a m o u n o f   r ea ctiv e   p o w er   w as  i n j ec ted   v ia  S C   w it h   t h p r o p o s ed   ap p r o ac h   w h e n   co m p ar ed   w it h   th at  i n j ec ted   u s i n g   SS A .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.