Comparison of Load Flow Analysis Methods in Power Systems with Different Number of Buses

Günümüzde, artan enerji talebine paralel olarak üretim ve tüketim noktaları sürekli artmakta ve güç sistemleri hızla büyümektedir. Ancak, güç sistemlerinin güvenli, verimli ve devamlılığı sağlayacak bir şekilde planlanması, tesisi ve işletilmesi oldukça önemlidir. Bu amaçla, özellikle yük akış analizi olmak üzere güç sistemlerinde koruma-koordinasyon, kısıtlılık, kararlılık, kısa devre vb. analizler yapılmaktadır. Bu çalışmada, yük akış analizinde yaygın olarak kullanılan Gauss-Seidel, Newton-Raphson ve Fast Decoupled metotlarının farklı tolerans değerleri açısından iterasyon sayılarına, hesaplama sürelerine, toplam hat kayıplarına, üretilen ve tüketilen aktif ve reaktif güçlere göre karşılaştırmaları yapılmıştır. Test sistemleri olarak IEEE'nin 6, 14, 30 ve 57 baralı güç sistemleri Matlab ortamında kullanılmıştır. Yapılan yük akış analizleri sonucunda, her üç metot için de baralardaki yük taleplerine göre generatörlerin ürettiği güçler birbirine yakın hesaplanırken, en az iterasyon sayısı ve en az güç kaybı Newton-Raphson metodu tarafından elde edilmiştir.Nowadays, generation and consumption points are constantly increasing in parallel with the increasing energy demand and power systems are rapidly growing. However, it is very important to plan, install and operate the power systems in a way that ensures safe, efficient and continuous operation. For this purpose, especially load flow analysis and also other analysis methods such as protection-coordination, constraints, stability, short circuit etc. are employed for power systems. In this study, the comparison of Gauss-Seidel, Newton-Raphson and Fast Decoupled methods, commonly used in load flow analysis has been made according to the number of iterations, the computation time, the total line losses and the produced and consumed active and reactive power considering different tolerance values. As the test systems, IEEE 6-, 14, 30- and 57-bus power systems have been used in the Matlab environment. In consequence of the load flow analyses conducted, the minimum number of iterations and the minimal power loss have been achieved by the Newton-Raphson method, while the power produced by generators according to load demands on the buses has been computed close to each other for all three methods