Development of Renewable Energy System Using a Distributed Slack Bus Model
In this study, a distributed slack bus (DSB) approach utilizing combined participation factors, which are based on the scheduled generation capacities of the system, has been developed to allocate system losses among the generators. A DSB algorithm has been created and executed using a Newton Raphso...
Gespeichert in:
| Datum: | 2026 |
|---|---|
| 1. Verfasser: | |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Englisch |
| Veröffentlicht: |
Інститут енергетичних машин і систем ім. А. М. Підгорного Національної академії наук України
2026
|
| Online Zugang: | https://journals.uran.ua/jme/article/view/350958 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Journal of Mechanical Engineering |
Institution
Journal of Mechanical Engineering| _version_ | 1856543379042598912 |
|---|---|
| author | Al-Rawi, Muhanned |
| author_facet | Al-Rawi, Muhanned |
| author_sort | Al-Rawi, Muhanned |
| baseUrl_str | |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2026-01-28T09:40:24Z |
| description | In this study, a distributed slack bus (DSB) approach utilizing combined participation factors, which are based on the scheduled generation capacities of the system, has been developed to allocate system losses among the generators. A DSB algorithm has been created and executed using a Newton Raphson solver within the MATLAB environment. The IEEE 14 bus system serves as a case study for this research. Renewable energy sources are integrated into the system, and a comparative analysis of the generation costs is conducted between systems incorporating renewable energy sources and those relying solely on thermal generators, evaluated through both the single slack bus (SSB) model and the DSB model. The implementation of the DSB led to a decrease in overall real power generation, reducing it from 272.593 MW to 272.409 MW in the 14 bus system, alongside a reduction in generation costs across both bus types. Additionally, real power line losses were minimized. The alterations in generation levels of the voltage-controlled buses fostered an effective economic dispatch scheme, accurately reflecting the network parameters. The introduction of wind and solar generators significantly lowered the cost of generation compared to systems devoid of these resources. Furthermore, employing combined participation factors yielded an even more precise network model. |
| first_indexed | 2026-02-08T08:02:17Z |
| format | Article |
| id | journalsuranuajme-article-350958 |
| institution | Journal of Mechanical Engineering |
| language | English |
| last_indexed | 2026-02-08T08:02:17Z |
| publishDate | 2026 |
| publisher | Інститут енергетичних машин і систем ім. А. М. Підгорного Національної академії наук України |
| record_format | ojs |
| spelling | journalsuranuajme-article-3509582026-01-28T09:40:24Z Development of Renewable Energy System Using a Distributed Slack Bus Model Розробка системи відновлюваної енергії з використанням моделі розподіленої балансуючої шини Розробка системи відновлюваної енергії з використанням моделі розподіленої балансуючої шини Al-Rawi, Muhanned In this study, a distributed slack bus (DSB) approach utilizing combined participation factors, which are based on the scheduled generation capacities of the system, has been developed to allocate system losses among the generators. A DSB algorithm has been created and executed using a Newton Raphson solver within the MATLAB environment. The IEEE 14 bus system serves as a case study for this research. Renewable energy sources are integrated into the system, and a comparative analysis of the generation costs is conducted between systems incorporating renewable energy sources and those relying solely on thermal generators, evaluated through both the single slack bus (SSB) model and the DSB model. The implementation of the DSB led to a decrease in overall real power generation, reducing it from 272.593 MW to 272.409 MW in the 14 bus system, alongside a reduction in generation costs across both bus types. Additionally, real power line losses were minimized. The alterations in generation levels of the voltage-controlled buses fostered an effective economic dispatch scheme, accurately reflecting the network parameters. The introduction of wind and solar generators significantly lowered the cost of generation compared to systems devoid of these resources. Furthermore, employing combined participation factors yielded an even more precise network model. У цьому дослідженні розроблено підхід з використанням розподіленої балансуючої шини (РБШ), що враховує комбіновані коефіцієнти участі, засновані на запланованих генеруючих потужностях системи для розподілу втрат системи між генераторами. Алгоритм РБШ було створено та реалізовано з використанням алгоритму Ньютона-Рафсона в середовищі MATLAB. Як приклад дослідження використана 14-шинна система IEEE. В систему інтегровано відновлювані джерела енергії, та проведено порівняльний аналіз витрат на генерацію між системами, що включають відновлювані джерела енергії, та системами, що використовують тільки теплові генератори, з використанням моделі з однією балансуючою шиною, так і моделі РБШ. Впровадження розподіленого балансування вузлів призвело до зниження загального вироблення активної електроенергії з 272,593 МВт до 272,409 МВт у системі з 14 вузлами, а також до зниження собівартості виробництва електроенергії на обох типах вузлів. Крім того, було мінімізовано втрати активної потужності в лініях електропередачі. Зміни рівнів вироблення електроенергії на вузлах з регульованою напругою сприяли створенню ефективної схеми економічної диспетчеризації, що точно відображає параметри мережі. Впровадження вітрових та сонячних електростанцій значно знизило собівартість виробництва електроенергії порівняно з системами, які не використовують ці ресурси. Більше того, використання комбінованих коефіцієнтів участі дозволило отримати ще більш точну мережеву модель. У цьому дослідженні розроблено підхід з використанням розподіленої балансуючої шини (РБШ), що враховує комбіновані коефіцієнти участі, засновані на запланованих генеруючих потужностях системи для розподілу втрат системи між генераторами. Алгоритм РБШ було створено та реалізовано з використанням алгоритму Ньютона-Рафсона в середовищі MATLAB. Як приклад дослідження використана 14-шинна система IEEE. В систему інтегровано відновлювані джерела енергії, та проведено порівняльний аналіз витрат на генерацію між системами, що включають відновлювані джерела енергії, та системами, що використовують тільки теплові генератори, з використанням моделі з однією балансуючою шиною, так і моделі РБШ. Впровадження розподіленого балансування вузлів призвело до зниження загального вироблення активної електроенергії з 272,593 МВт до 272,409 МВт у системі з 14 вузлами, а також до зниження собівартості виробництва електроенергії на обох типах вузлів. Крім того, було мінімізовано втрати активної потужності в лініях електропередачі. Зміни рівнів вироблення електроенергії на вузлах з регульованою напругою сприяли створенню ефективної схеми економічної диспетчеризації, що точно відображає параметри мережі. Впровадження вітрових та сонячних електростанцій значно знизило собівартість виробництва електроенергії порівняно з системами, які не використовують ці ресурси. Більше того, використання комбінованих коефіцієнтів участі дозволило отримати ще більш точну мережеву модель. Інститут енергетичних машин і систем ім. А. М. Підгорного Національної академії наук України 2026-01-28 Article Article Рецензированная статья application/pdf https://journals.uran.ua/jme/article/view/350958 Journal of Mechanical Engineering; Vol. 28 No. 4 (2025); 62-73 Проблемы машиностроения; Том 28 № 4 (2025); 62-73 Проблеми машинобудування; Том 28 № 4 (2025); 62-73 2709-2992 2709-2984 en https://journals.uran.ua/jme/article/view/350958/337990 Copyright (c) 2026 Muhanned Al-Rawi http://creativecommons.org/licenses/by-nd/4.0 |
| spellingShingle | Al-Rawi, Muhanned Development of Renewable Energy System Using a Distributed Slack Bus Model |
| title | Development of Renewable Energy System Using a Distributed Slack Bus Model |
| title_alt | Розробка системи відновлюваної енергії з використанням моделі розподіленої балансуючої шини Розробка системи відновлюваної енергії з використанням моделі розподіленої балансуючої шини |
| title_full | Development of Renewable Energy System Using a Distributed Slack Bus Model |
| title_fullStr | Development of Renewable Energy System Using a Distributed Slack Bus Model |
| title_full_unstemmed | Development of Renewable Energy System Using a Distributed Slack Bus Model |
| title_short | Development of Renewable Energy System Using a Distributed Slack Bus Model |
| title_sort | development of renewable energy system using a distributed slack bus model |
| url | https://journals.uran.ua/jme/article/view/350958 |
| work_keys_str_mv | AT alrawimuhanned developmentofrenewableenergysystemusingadistributedslackbusmodel AT alrawimuhanned rozrobkasistemivídnovlûvanoíenergíízvikoristannâmmodelírozpodílenoíbalansuûčoíšini |