Pengaruh Proyek Kelistrikan MW pada Biaya Listrik Lokal di Sistem Jawa Bali 500 KV

Transkripsi

1 JURNAL TEKNIK POMITS Vol., No. 1, (013) ISSN: ( Prt) B-7 Pegaruh Proyek Kelstrka MW pada Baya Lstrk Lokal d Sste Jawa Bal 500 KV Moh Fasch, Roy Seto Wbowo, da Otoseo Peagsag Jurusa Tekk Elektro, Fakultas Tekolog Idustr, Isttut Tekolog Sepuluh Nopeber (ITS) Jl. Aref Raha Hak, E-al: otoseop@ee.ts.ac.d, royseto@ee.ts.ac.d Abstrak Dala ragka eeuh kebutuha lstrk. Peertah elucurka progra proyek kelstrka MW. Dega adaya peabaha ut pebagkt baru khususya d sste Jawa Bal 500 kv berpegaruh terhadap baya lstrk lokal pada setap bus. Oleh karea tu, Optal Power Flow (OPF) dlakuka utuk ealka kosus baha bakar dar pebagkt pada keseluruha sste dega elhat batasa daya output setap ut pebagkt serta pebaga pebebaa secara ekoos. Pada Tugas Akhr baya pebagkta dhtug egguaka optal power flow. Perhtuga dlakuka dega egguaka progra Matpower 4.0. Hal dtujukka oleh hasl sulas bahwa sesudah proyek kelstrka MW beroperas baya lstrk lokal pada setap bus lebh urah dbadgka baya lstrk sebelu proyek kelstrka beroperas. Baya lstrk dar bus satu ke bus yag la berbeda tergatug dar lokas pebagkt da jarga trass yag ada pada sebuah sste. Berdasarka wlayah (props) baya lstrk dprops Jawa Tur lebh urah dbadgka props laya. Kata Kuc ecooc dspatch, optal power flow(opf), kopost (cost fucto). I. PENDAHULUAN RISIS lstrk yag terjad d Idoesa ejad dasar Kdrecaakaya proyek pebagkta lstrk. K peertah eugaska PT PLN (Persero), selaku lebaga res yag dtujuk oleh peertah utuk ebagu pebagkt lstrk sebayak kurag lebh MW utuk eeuh kebutuha dead lstrk d seluruh Idoesa, khususya d Jawa. Progra dkeal sebaga Proyek Percepata Pebagkt MW. Ecoo Dspatch (ED) erupaka salah satu cara pegatura pebagkta dega ealka baya pebagkta. Sela ED, aalss alra daya optal atau Optal Power Flow (OPF) adalah ED yag eperhatka pegoptala daya pada salura dega elhat batasa daya output setap ut pebagkt. Batasa yag uu dyataka adalah berupa batas aksu da u utuk pebagkta daya aktf pada geerator [1]. Peabaha ut pebagk baru da pegatura beba setap pebagkt dega fugs baya yag berbeda aka epegaruh harga lstrk. Pada tugas akhr, baya pebagkta dhtug egguaka OPF da ecooc dspatch dega teras labda. Perhtuga dlakuka dega egguaka progra Matpower 4.0. Sulas dlakuka pada ea pebagkt theral yag terhubug lagsug dega sste Jawa Bal 500 kv. Software apu eyajka data yag berhubuga dega pebagkt sehgga dapat eberka foras yag jelas. II. ALIRAN DAYA OPTIMAL A. EcoocDspatch Ecooc Dspatch (ED) adalah pebaga pebebaa pada pebagkt-pebagkt yag ada dala sste secara optal ekoo, pada harga beba sste tertetu. Pada pebagkta eerg lstrk, terdapat tga kopoe baya utaa yatu baya pebagua fasltas, baya kepelka da baya operas. Baya operas adalah baya yag elk baga yag palg doa pada sste operas teaga lstrk. Salah satu kopoe doa pada baya operas adalah baya baha bakar (fuel cost) da setap pebagkt elk karakterstk fuel cost yag berbeda-beda sesua dega jes baha bakar da efeses dar pebagkt. Pegoptala baya operas dega epertbagka fuel cost sagat epegaruh baya produks eerg lstrk. Tujua utaa dar Ecooc Dspatch adalah ealka kosus baha bakar dar pebagkt pada keseluruha sste dega eetuka daya output setap ut pebagkt []. Peetua daya output pada setap geerator haya boleh bervaras pada batas-batas tertetu (costrat). Pada optas ED, yag dlakuka adalah optsas dar seg baya baha bakar pebagkta atau fuel cost yag elk karakterstk tdak lear. Betuk tpkal dar persaaa baya pebagkt adalah persaaa polyoal orde dua da drepresetaska sebaga berkut : F P = α + β P + γ P (1) ( ).. B. Optal Power Flow utuk Mealka Baya Operas Cara dlakuka dega eperkecl fugs-fugs objektf yag dplh sabl epertahaka dayagua sste yag dapat dtera dar batas keapua daya pada geerator. Keluara daya dar geerator seharusya tdak elebh keperlua operas stabltas sste sehgga daya dar geerator tersebut terbatas pada batas u da aksu yag dberka [3].

2 : JURNAL TEKNIK POMITS Vol., No. 1, (013) ISSN: ( Prt) B-8 Secara uu erupaka betuk OPF utuk eyelesaka perasalaha ecooc dspatch, yatu ealka baya pebagkta dega cara sepert berkut. Fugs Objektf MF T N = F ( P ) = = 1 N = 1 ( α + β. P + γ. P Batasa Persaaa (Equalty Costrats) P Q G G P D Q D = V = V NB = 1 NB = 1 V ( G V ( G cos( θ θ ) + B s( θ θ ) + B ) s( θ θ )) cos( θ θ )) Batasa Pertdaksaaa (Iequalty Costrats) 1. Batasa kapastas pebagkt : P g, M Pg Pg, Max () (3) ; Qg, Qg Qg, ax (4). Batasa Tegaga : V V V,,ax 3. Batasa teral trass : Sl S l,ax d aa : P g Q G Meetuka Tdak Start Meghtug P, F df = λ dp λ M, λ Max Utuk =1... P = P + P s 1 P F = F + F s 1 F λ λ Baru = Laa λbaru λ Max YA Cetak Kurva Kopost/ Cost Fucto F = α + β P + γ P s selesa + λ Gabar. 1. Prosedur utuk edapatka kurva kopost [4]. : julah daya aktf pada geerator : julah daya reaktf pada geerator s s (5) (6) V : agtude tegaga pada geerator Tabel 1. Data pebebaa sste Jawa Bal 500 kv (lajuta) No Type Pload Qload Bus Naa Bus Bus (MVar) 0 Peda Load Kedr Load Pato Geerator Grat Geerator Balaraja Load Ngbag Load S l : alra daya salura G, B : adtas salura - θ : sudut fasa tegaga bus θ : sudut fasa tegaga bus F T : total baya pebagkta F : baya pebagkta ut ke- αα, ββ, γγr koefse baya ut C. Fugs Baya Pebagkt Gabuga Kopost pada pebagkt erupaka fugs baya pebagkt gabuga, fugs baya tersebut berasal dar karakterstk put-output pada pebagkt. Peyelesaa fugs baya pebagkt gabuga egguaka koputer, flowchar-ya dapat dlhat pada gabar 1 Hal yag palg edasar dala pegoperasa sste teaga lstrk adalah ebuat kurva kopost utuk eperoleh fugs baya pada ut pebagkt. Karakterstk dperoleh dar desa perecaaa atau elalu tes pebagkt. Pada setap pebagkt theral elk fugs baya yag berbeda-beda tergatug dar heat rate da batasa daya yag dhaslka geerator serta jes baha bakar yag dguaka dar asg-asg pebagkt tersebut. Prosedur pebuata kurva kopost, λλ dtetuka terlebh dahulu. Dar la heat rate da daya output geerator aka ddapatka λλu da λλaksu. Keuda dega egguaka syarat optu dhtug PP. Persaaa 7 dguaka utuk eghtug PP : = ββ +. γγ. PP = λλ (7) Setelah dketahu P da F utuk asg-asg ut pebagkt, selajutya eetuka P s da F s, dega persaaa sebaga berkut. PP ss = PP 1 + PP + + PP NN FF ss = FF 1 + FF + + FF NN (8) Setelah tu dlakuka proses teras (step labda). Dega eetapka harga λλ awal, aka aka dperoleh PP 1, PP da F 1, F. Utuk harga λλ yag pertaa tetuya belu erupaka harga λλ yag bear, aka aka dtetuka harga λλ yag lebh besar dar harga λλ yag pertaa, keuda dhtug peyelesaaya sapa dcapa harga yag dkehedak ( λλ λλλλλλλλ,tercapa). III. SISTEM JAWA BALI 500 KV A. Sste Jawa Bal 500 KV Pada sste Jawa Bal 500 kv terdr dar atas 5 bus dega 30 salura da 8 pebagkt. Datara 8 pebagkt

3 ` JURNAL TEKNIK POMITS Vol., No. 1, (013) ISSN: ( Prt) B Cbog Bekas Crata Sagulg Ngbag Gabar... Sste Jawa Bal 500 kv 1 Ugara Barat 3 Grat 16 5 Gadul Suralaya 1 Clego 9 Cbatu Badug Selata ` Balaraja Muaratawar Cawag Madraca Tajug Jat Gresk Tabel 1. Data pebebaa sste Jawa Bal 500 kv Kebaga Taskalaya Peda Depok 0 Kedr Pato No Bus Naa Bus Type Bus Pload Qload (MVar) 1 Suralaya Slack 0 69 Clego Load Kebaga Load Gadul Load Cbog Load Cawag Load Bekas Load MuaraTawar Geerator Cbatu Load Crata Geerator Sagulg Geerator Badug Load Selata 13 Madraca Load Ugara Load Tajug Jat Geerator Load barat 17 Gresk Geerator Depok Load Task Malaya Load erupaka pebagkt teaga ar, sedagka pebagkt yag laya erupaka pebagkt teaga uap. Sste Jawa Bal 500 kv dapat dgabarka dala betuk sgle le dagra sepert pada gabar berkut [5]. B. Data Pebebaa Data pebebaa pada tap asg-asg bus dperoleh dar data lapaga elalu PT.PLN (persero) P3B Jawa Bal yatu egguaka data pebebaa pada har Kas, taggal 6 Me 011, pukul WIB [5]. Dasuska ada keaka beba pada setap bus sebesar 10 %. Sehgga total beba terpasag sebesar 1044,30 MW. IV. HASIL SIMULASI DAN ANALISIS A. Perhtuga Fugs Baya Pebagkt Gabuga Hal yag palg edasar dala operas ekoos adalah ebuat kurva kopost (fugs baya pebagkt gabuga). Dar Tabel,3 da 4, dketahu la koefse baya (a,b,c) asg-asg ut pebagkt yag d peroleh dar progra atlab utuk eetuka harga baha bakar batubara. Harga batubara = 587,55 Rp/Kg Kaduga paas = 4900 kkal/kg Harga Paas Batubara = 587,55 /4900 = 0,1 Rp/kkal Setelah edapatka harga baha bakar (fuel cost), keuda eetuka karakterstk put-output dala R/h : F1 & = H 0,1 = , ,7P + 8,17P Rp / h F5 &6 = H 0,1 = , ,69P + 104,38P Rp / h F7 &8 = H 0,1 = , ,38P + 17,94P Rp / h Keuda eetuka labda u da labda aksu utuk tap-tap ut. Labda u da labda aksu ut 1da. Labda u = 0436,7 + 16,33 P = λ Labda aksu = 0436,7 + 16,33 Pax = λax Labda u da labda aksu ut 5 da 6. Labda u = 14948, ,77 P = λ Labda aksu = 14948, ,77 Pax = λax Labda u da labda aksu ut 7 da 8. Labda u = 0955, ,88 P = λ Labda aksu = 0955, ,88 Pax = λax tersebut, pebagkt Crata da pebagkt Sagulg yag

4 JURNAL TEKNIK POMITS Vol., No. 1, (013) ISSN: ( Prt) B-10 Tabel. Batasa daya PLTU Pato 1- H (Kcal/h) a+bp+cp^ P 60 a b ,67 90 c 68,06 Pax 1160 Tabel 3. Batasa daya PLTU Pato ut 5 da 6 H (Kcal/h) a+bp+cp^ P 450 a b , c 869,86 Pax 740 Tabel 7. Step lada sesudah proyek Labda(Rp/MW) Ps Fs(Rp/h) x Tabel 4. Batasa daya PLTU Pato 7 da 8 H (Kcal/h) a+bp+cp^ P 650 a b , c 149,5 Pax 1180 Tabel 5 Step Labda Sebelu proyek Labda(Rp/MW) Ps Fs(Rp/h) Tabel 6. Batasa daya PLTU Pato ut 7,8, da 9 H (Kcal/h) a+bp+cp^ P 975 a b , c 99,68 Pax 1770 Rp/h MW Gabar 3. Kurva fugs baya pebagkt gabuga Tabel 8. Batasa daya da Fugs baya Sebelu proyek beroperas No Pebagkt P Pax Cost Fucto (Rp/h) 1 Suralaya F= , ,56 p +13,05 p Muara Tawar F= ,1 p +03,1 p 3 Tajug Jat F=676991, ,16 +33,94 p 4 Gresk F= , , ,94 p 5 Pato F= , ,76 +3,89 p 6 Grat F= , ,81 p +0,999 p Total Dar hasl perhtuga labda datas, dplh labda palg u da labda palg aksu dar ut 1 sapa 8, keuda dlakuka step labda sebayak 10 kal. Dar tabel 5, eujukka hasl keseluruha daya pebagkt Pato ut 1-8. Sehgga dketahu batas daya u da aksu. Dar data Ps da Fs(Rp/h) tersebut dperoleh fugs baya pebagkt gabuga pada pebagkt Pato sebelu proyek MW beroperas. FF PPPPPPPPPPPP LLLLLLLL = , ,76 P +3,89 P Rp/h.

5 JURNAL TEKNIK POMITS Vol., No. 1, (013) ISSN: ( Prt) B-11 Setelah beroperasya proyek MW, aka ada peabaha 1 ut pada pebagkt Pato yatu ut 9. Adapu batasa daya utuk ut 9 dapat dlhat pada tabel 6. Keuda ecar labda u da aksu, setelah tu dlakuka proses step labda sebayak 10 kal dapat dlhat pada tabel 7, Gabar 3 erupaka kuva fugs baya pebagkt gabuga pada pebagkt Pato Sesudah proyek beroperas. FF PPPPPPPPPPPP BBaaaaaa = , ,5 P+14,76 P Rp/h B. Batasa da Fugs Baya Pada Pebagkt Theral Sste Jawa Bal 500 kv Dar hasl perhtuga fugs baya pebagkt gabuga, aka dperoleh batasa daya da fugs baya utuk seluruh pebagkt theral sste jawa bal 500 kv. C. Aalss Baya Pebagkta Sebelu da Sesudah. Berdasatka Props. Total baya pebagkta sebelu proyek beroperas sebesar Rp/h, sedagka total baya pebagkta Sesudah proyek beroperas sebesar Rp/h. Baya pebagkta sebelu proyek lebh ahal dbadgka sesudah proyek MW beroperas. Tabel 10 eujukka Baya pebagkta asg-asg bus, berdasarka props. Baya lstrk dprops Jawa Tur lebh urah dbadgka props laya. Grafk perbadga baya pebagkta pada setap bus utuk asg-asg props dapat dlhat pada gabar 4 da 5. Baya pebagkta rata-rata erupaka Total baya pebagkta(objectve fucto) dbag total daya yag dhaslka geerator. Pealty factors(pf) erupaka baya pebagkta rata-rata seluruh bus dbag baya pebagkta setap bus. Dar tabel 11, eperlhatka baya pebagkta rata-rata dega epertbagka pealty factors pada asg-asg bus sebelu da sesudah proyek beroperas. Dar tabel tersebut dapat dspulka bahwa apabla pealty factors lebh besar dar 1 (PP ff > 1) baya pebagkta aka lebh ahal karea losses bertabah sehgga ada tabaha baya losses. Begtu sebalkya apabla pealty factors lebh kecl dar 1 (PP ff < 1) baya pebagkta aka lebh urah karea losses berkurag, sehgga tabaha baya losses relatf sedkt. V. KESIMPULAN Dar hasl sulas dapat dspulka bahwa dega adaya peabaha da peepata ut pebagkt baru. Baya lstrk lokal dtap asg-asg bus sebelu proyek kelstrka MW beroperas lebh ahal dbadgka sesudah proyek beroperas. Baya lstrk dar bus satu ke bus yag la berbeda tergatug dar lokas pebagkt da jarga trass yag ada pada sebuah sste. Da berdasarka wlayah (props), baya lstrk dprops Jawa Tur lebh urah dbadgka dega props laya. Total baya pebagkta pada sste Jawa bal 500 kv. Sebelu proyek kelstrka MW beroperas sebesar Rp/ja, sedagka total baya pebagkta sesudah proyek beroperas sebesar Rp/ja. Dar hasl sulas dapat dtark kespula bahwa dega adaya peabaha ut pebagkt baru dapat egheat baya sapa Rp/ja. Tabel 9. Batasa daya da Fugs baya Sesudah proyek beroperas No Pebagkt P Pax Cost Fucto (Rp/h) 1 Suralaya F= ,54 p +9,41 p Muara Tawar F= ,1 p +03,1 p 3 Tajug Jat F=676991, ,16 p +33,94 p 4 Gresk F= , ,79 p +108,94 p 5 Pato F= , ,5 p +14,76 p 6 Grat F= , ,81 p +0,999 p Total Tabel 10 Perbadga hasl sulas baya pebagkta sebelu da sesudah proyek beroperas. Berdasarka Props Props Naa Bus Baya pebagkta Sebelu Baya Pebagkta Sesudah Suralaya 386,18 370,16 Bate Clego 386,43 370,34 Balaraja 389,11 37,48 DKI Jakarta Kebaga 390,34 373,5 Gadul 390,04 373,95 Cbog 389,94 37,7 Cawag 391,71 374,46 Bekas 391,83 374,59 Muara Tawar 389,01 371,74 Cbatu 389,85 37,43 Jawa Crata 388,64 371,05 Barat Sagulg 388,07 370,38 Badug Selata 387,37 369,31 Depok 389,87 37,68 Task Malaya 380,84 361,8 Madraca 380,6 360,96 Jawa Uggara 363,6 340,11 Tegah Tajug jat 356,93 333,78 Peda 366,63 343,57 Barat 348,39 33,55 Gresk 347,08 3,39 Jawa Kedr 356,1 331,06 Tur Pato 34,99 316,67 Grat 345,39 319,85 Ngbag 35,11 37,46 Rata-rata 375,55 355,57

6 JURNAL TEKNIK POMITS Vol., No. 1, (013) ISSN: ( Prt) B-1 Tabel 10 Perbadga hasl sulas baya pebagkta sebelu da sesudah proyek beroperas. Berdasarka Props (Lajuta) Props Naa Bus Baya pebagkta Sebelu Baya Pebagkta Sesudah Jawa Crata 388,64 371,05 Barat Sagulg 388,07 370,38 Badug Selata 387,37 369,31 Depok 389,87 37,68 Task Malaya 380,84 361,8 Madraca 380,6 360,96 Jawa Uggara 363,6 340,11 Tegah Tajug jat 356,93 333,78 Peda 366,63 343,57 Barat 348,39 33,55 Gresk 347,08 3,39 Jawa Kedr 356,1 331,06 Tur Pato 34,99 316,67 Grat 345,39 319,85 Ngbag 35,11 37,46 Rata-rata 375,55 355,57 Tabel 11. Baya pebagkta rata-rata epertbagka Pealty Factor(PF) Naa Bus PF F* x PF PF F* x PF Sebelu Sebelu Sesudah Sesudah Suralaya 1,03 9,4 1,04 93,53 Clego 1,03 9,4 1,04 93,68 Balaraja 1,04 94,45 1,05 95,37 Kebaga 1,04 95,38 1,05 95,99 Gadul 1,04 95,15 1,05 95,75 Cbog 1,04 95,08 1,05 95,56 Cawag 1,04 96,4 1,05 96,95 Bekas 1,04 96,51 1,05 97,05 Muara Tawar 1,04 94,38 1,05 94,78 Cbatu 1,04 95,0 1,05 95,33 Crata 1,03 94,10 1,04 94,3 Sagulg 1,03 93,67 1,04 93,71 Badug Selata 1,03 93,14 1,04 9,86 Depok 1,04 95,03 1,05 95,53 Task Malaya 1,01 88,19 1,0 86,49 Madraca 1,01 88,03 1,0 86,4 Uggara 0,97 74,89 0,96 69,71 Tjug jat 0,95 70,10 0,94 64,69 Peda 0,98 77,44 0,97 7,45 Barat 0,93 63,65 0,91 56,58 Gresk 0,9 6,65 0,91 55,65 Kedr 0,95 69,56 0,93 6,53 Pato 0,91 59,55 0,89 51,1 Grat 0,9 61,37 0,90 53,64 Ngbag 0,94 66,46 0,9 59,67 Ket: * =Baya pebagkta rata-rata Baya pebagkta Jawa Tur Jawa Tegah Bus Jawa barat DKI Jakarta Bate Gabar 4. Grafk baya pebagkta pada tap bus sebelu proyek beroperas Baya pebagkta Jawa Tur Jawa barat Bate Jawa Tegah DKI Jakarta Gabar 5. Grafk baya pebagkta pada tap bus Sesudah proyek beroperas DAFTAR PUSTAKA Bus [1] G Saadat, Had, Power Syste Aalyss, McGrowHll Copaes, Sgapura 1999 [] Cekas Cekd, Sste Teaga Lstrk, Ad,Yogyakarta,006 [3] Alle J.W. da Bruce F.W., Power Geerato, Operato ad Cotrol, Joh Wlley & Sos Ic, Aerca, 1996 [4] Ue Putra D.F. da Abdllah M., Itelleget Uderfrequecy Load Sheddg for 500kV Java-Bal Electrcal Power Syste, Tess, Jurusa Tekk Elektro FTI-ITS, 011 [5] PT PLN(Persero), Statstk PLN 011 da RUPTL , URL: