KMITL Innovation Expo 2025 Logo

Developing An Open-Source Tool for Power System and Microgrid Analysis

Abstract

In this project, we introduce Power Grid Analyzer (PGAz), an open-source software package based on MATLAB, specifically designed for analyzing and controlling future power grids. Initially, PGAz is equipped with four fundamental features: power flow (PF), optimal power flow (OPF), small-signal stability analysis (SSSA), and time-domain simulation (TS). At this stage, Part I concentrates on the development of PF and OPF. The formats of our developed tool are presented, along with its command prompts. In this part, we have developed several conventional yet effective methods in the PGAz package to address PF and OPF problems, including techniques such as the Newton-Raphson method, Gauss-Seidel method, Interior Point Method, Iwamoto’s method, Fast Decoupled Load Flow, Genetic Algorithm, and Particle Swarm Optimization. Additionally, it emphasizes important aspects, algorithms, and various case studies that have been tested against IEEE benchmarks ranging from the IEEE 5-bus to the IEEE 300-bus test systems. The results demonstrate the capabilities of PGAz for future educational and research applications in PF and OPF. Finally, we outline a plan for developing Part II, which will mainly focus on SSSA and TS.

Objective

ที่มา ปัจจุบันซอฟต์แวร์วิเคราะห์ระบบไฟฟ้าส่วนใหญ่ เช่น DIgSILENT, PSS®Sincal, และ PSCAD มีค่าใช้จ่ายสูงและมีข้อจำกัดด้านการปรับแต่งโมเดล นอกจากนี้ การอัปเดตโมเดลล่าช้า ส่งผลต่อความก้าวหน้าทางการวิจัยและการศึกษา ในขณะเดียวกัน แม้ว่าจะมีซอฟต์แวร์โอเพนซอร์ส เช่น Power System Toolbox (PST), Power System Analysis Toolbox (PSAT) และ MatPower แต่ซอฟต์แวร์เหล่านี้หลายตัวไม่ได้รับการพัฒนาอย่างต่อเนื่อง หรือขาดความสามารถในการรองรับการวิเคราะห์โครงข่ายไฟฟ้าสมัยใหม่ เช่น Cyber-Physical Power Systems (CPPS) และ Microgrids PGAz จึงถูกพัฒนาขึ้นเพื่อเติมเต็มช่องว่างของซอฟต์แวร์เหล่านี้ โดยมุ่งเน้นให้เป็นแพลตฟอร์มที่เปิดกว้าง มีการอัปเดตอย่างต่อเนื่อง และรองรับการวิเคราะห์ระบบไฟฟ้าในเชิงลึกมากขึ้น ความสำคัญ รองรับการปรับแต่งโมเดลอย่างยืดหยุ่นPGAz พัฒนาโดยใช้ MATLAB ซึ่งช่วยให้ผู้ใช้สามารถปรับแต่งและพัฒนาโมเดลได้อย่างอิสระ และสามารถรวมเข้ากับการวิเคราะห์ที่หลากหลาย เช่น การวิเคราะห์กำลังไฟฟ้า การจำลองเชิงเวลาของโครงข่ายไฟฟ้า และการวิเคราะห์เสถียรภาพเชิงสัญญาณขนาดเล็ก ลดข้อจำกัดของซอฟต์แวร์เชิงพาณิชย์ซอฟต์แวร์เชิงพาณิชย์มักมีข้อจำกัดทั้งด้านต้นทุนและโครงสร้างโมเดลที่ปรับแต่งได้ยาก PGAz จึงเป็นทางเลือกที่เปิดโอกาสให้ผู้ใช้สามารถพัฒนาซอฟต์แวร์ของตนเองโดยไม่มีค่าใช้จ่าย รองรับเทคนิคขั้นสูงในระบบไฟฟ้ายุคใหม่PGAz ได้รวมเทคนิควิเคราะห์โครงข่ายไฟฟ้าที่ทันสมัย เช่น การเพิ่มประสิทธิภาพโดย AI และ Machine Learning การวิเคราะห์ Cyber-Physical Systems และการออกแบบระบบที่รองรับทรัพยากรพลังงานหมุนเวียน สนับสนุนการวิจัยและการศึกษาPGAz ช่วยให้นักวิจัยและนักศึกษาสามารถใช้เครื่องมือโอเพนซอร์สในการศึกษาระบบไฟฟ้าโดยไม่ต้องพึ่งพาซอฟต์แวร์ที่มีค่าใช้จ่ายสูง อีกทั้งยังสามารถนำไปใช้เป็นพื้นฐานสำหรับการพัฒนางานวิจัยด้านวิศวกรรมไฟฟ้าและพลังงานในอนาคต

Other Innovations

Cracking the PM2.5 Code

คณะวิทยาศาสตร์

Cracking the PM2.5 Code

Air pollution, particularly PM2.5, is a major environmental and public health concern in Bangkok. Instead of predicting PM2.5 levels, this project aims to identify the most significant factors influencing PM2.5 concentration. By analyzing historical air quality, weather, and other environmental data, we will determine which variables—such as temperature, humidity, wind speed, or other pollutants—have the greatest impact on PM2.5 fluctuations.

Read more
Organic fertilizer products from horse manure

วิทยาลัยการจัดการนวัตกรรมและอุตสาหกรรม

Organic fertilizer products from horse manure

This research aims to study the waste management process of horse manure, the production process of organic fertilizer from horse waste, and opinions on the use of innovative organic fertilizer from horse manure. A mixed-method approach, combining qualitative and quantitative research, is employed. The organic fertilizer is produced from horse manure, which is a waste that incurs disposal costs. Through the fermentation process, it is transformed into an environmentally friendly fertilizer containing essential nutrients beneficial to plants. According to the laboratory analysis of the organic fertilizer conducted by the Soil Science Laboratory, Faculty of Agricultural Technology, King Mongkut's Institute of Technology Ladkrabang, it was found that organic fertilizer from horse manure contains essential nutrients for plant growth, including macronutrients, secondary nutrients, and micronutrients. This reflects the potential of horse waste management, the production process of organic fertilizer from horse manure, the efficiency of the organic fertilizer, and strategies for adding value to expand its commercialization.

Read more
The Application of AI Chatbots and Lean Principles to Reduce Waiting Time for Customers and Vendors to Enhance Service Quality

คณะวิศวกรรมศาสตร์

The Application of AI Chatbots and Lean Principles to Reduce Waiting Time for Customers and Vendors to Enhance Service Quality

This research aims to reduce the time required to resolve customer issues by focusing on improvements based on lean principles and the application of technology. The researcher conducts the case study at Nexter Digital and Solution Co., Ltd. to enhance workflows, establish new work standards, and integrate Bot technology into the processes to reduce resolution time and set new performance benchmarks for the company. The research proposes key ideas, such as identifying the root cause of problems, reducing redundant processes, implementing Lean methodologies, and applying technology to streamline operations. The research identifies two main issues to be resolved. The first involves addressing customer complaints, where the results show that the average resolution time reduces from 5 days to 3 days, representing a 38% decrease. The second issue involves solving problems for vendors, where the results show that the average response time reduces from 20 minutes to within 1 minute, a 98.5% decrease. The findings from both cases not only improve customer service but also establish a new standard for responding to and resolving internal issues more efficiently.

Read more