Penjadwalan Generator Yang Optimal Dengan Memperhatikan Keamanan Kerja Generator

Transkripsi

1 E-journal Teknk Elektro dan Komputer (015), ISSN : Penjadwalan Generator Yang Optmal Dengan Memperhatkan Keamanan Kerja Generator Prety Chrsty Tobuhu (1), Ir. Hans Tumalang, MT. (), Mackel Tuegeh, ST., MT. (3) (1)Mahasswa ()Pembmbng 1 (3)Pembmbng Jurusan Teknk Elektro-FT, UNSRAT, Manado-95115, Emal: prety.chrsty@tobuhu.org Abstrak Untuk mengatas kekurangan pasokan energ, maka pemerntah membangun pusat pembangkt lstrk yang berdaya besar. Dalam menjalankan sstem pembangkt lstrk yang berdaya besar, kta harus melakukan pengaturan yang matang bak tu dalam pengaturan beban dan Daya. Dan tujuan akhr dar sstem pengaturan tu akan memperoleh jumlah pasokan daya dar pembangkt sama dengan besar kebutuhan daya (P demand ). Agar tujuan n tercapa, sangat pentng juga memperhatkan tngkat keamanan kerja d ss generator, agar bukan hanya pasokan daya yang tercukup namun tngkat keandalannya juga tngg. Dalam menentukan batas kemampuan kerja generator kta harus mennggunakan kurva kapabltas. Kurva kapabltas dgunakan dalam montorng pada ss pembangktan untuk memantau perubahan daya akbat perubahan daya beban.jad bukan hanya melakukan penjadwalan agar alran daya optmalnya tercapa namun, kta juga harus mengoptmalkan keamanan kerja generator agar tercapa pasokan daya yang andal dan bsa sesua dengan kebutuhan beban. besar daya atau kebutuhan daya (P demand ) pada sstem Mnahasa pada tanggal 4 November 011 pada pukul WITA adalah sebesar = MW. Untuk penjadwalan PT. PLN (Persero) dtnjau dar seg harga, pembangkt yang doperaskan secara utama sebaknya adalah PLTD Lopana dbandngkan PLTD Btung. Dar pengujan terhadap kurva kapabltas hasl smulas, letak ttk kerja yang dhaslkan sudah sesua dengan letak ttk kerja dar kurva kapabltas generator PLTD Btung. Kata kunc : Generator, Kebutuhan Daya, Kurva kapabltas, Penjadwalan generator Abstract To overcome the shortage of energy supply, then government buld Power plant wth a huge capacty. To operate a power plant system wth huge capacty, we need to do some good arrangement for load and power regulaton. And the ultmate goal of the regulatory system that wll obtan amount of supply power from power plant equals wth amount of power requrements (Pdemand). In order to make ths happen, very mportant also consder the securty level n the generator, so not only have enough supply power but also have hgh levels of relablty. In determnng the capablty lmts of a generator we have to use generator capablty curve. Capablty curve used to montorng on power generaton sde to observe the changes n power due to changes of power load. So, not only schedulng n order to acheved optmal power flow however, we also need to optmze the securty of the generator n order to acheve a relable power supply and can ft the load requrements. Amount of power or power requrements (P demand ) at Mnahasa system on November 4, 011 at 17:00 pm s = MW. For PT. PLN (Persero) schedulng n terms of prce, the man plant operated preferably a desel Lopana than desel Btung. From the capabltes curve smulaton test, workng pont from smulaton output ft wth Btung desel generator power plant capablty curve workng pont. Keywords: Capablty curve, Generator, Power requrements, Schedulng generator I. PENDAHULUAN Untuk mengatas kekurangan pasokan energ, maka pemerntah membangun pusat pembangkt lstrk yang berdaya besar. Dalam menjalankan sstem pembangkt lstrk yang berdaya besar, kta harus melakukan pengaturan yang matang bak tu dalam pengaturan beban dan Daya. Dan tujuan akhr dar sstem pengaturan tu akan memperoleh besar pasokan daya dar pembangkt sama dengan besar kebutuhan daya (P demand ). Dengan kata lan, besar pasokan daya dar pembangkt sama dengan besar beban. Agar tujuan n tercapa sangat pentng juga memperhatkan tngkat keamanan kerja d ss generator agar bukan hanya pasokan daya yang tercukup namun tngkat keandalannya juga tngg. Dalam hal n generator yang dgunakan adalah generator snkron. Generator snkron memlk sstem kelstrkan yang dlakukan secara kontnu dengan meletakan beban tertentu, sehngga yang dperlukan adalah kemampuan generator tersebut dalam supla daya. Perlu dketahu Besar daya yang dsupla harus selalu berada dbawah kemampuan maksmum generator. Jka pengoperasan berada datas kemampuan generator atau kapastas beban melebh kemampuan daya generator maka akan mengakbatkan pemanasan berlebhan pada generator tersebut. Akbat dar Pemanasan yang berlebhan adalahn kerusakan solas pada beltan-beltan rotor dan stator

2 E-journal Teknk Elektro dan Komputer (015), ISSN : generator. Oleh karena tu sangat perlu dperhatkan keamanan kerja generator dalam batasan operas yang sesua dengan kemampuan suatu generator. Dalam menentukan batas kemampuan kerja generator kta harus mennggunakan kurva kapabltas. Kurva kapabltas dgunakan dalam montorng pada ss pembangktan untuk memantau perubahan daya akbat perubahan daya beban. Jad bukan hanya melakukan penjadwalan agar alran daya optmalnya tercapa namun, kta juga harus mengoptmalkan keamanan kerja generator agar tercapa pasokan daya yang andal dan bsa sesua dengan kebutuhan beban. Berdasarkan latar belakang datas maka penuls menentukan judul Penjadwalan Generator Yang Optmal Dengan Memperhatkan Keamanan Kerja Generator. II. LANDASAN TEORI Untuk mengatas kekurangan pasokan energ, maka pemerntah membangun pusat pembangkt lstrk yang berdaya besar. Dalam menjalankan sstem pembangkt lstrk yang berdaya besar, kta harus melakukan pengaturan yang matang bak tu dalam pengaturan beban dan Daya. Dan tujuan akhr dar sstem pengaturan tu akan memperoleh besar pasokan daya dar pembangkt sama dengan besar kebutuhan daya (P demand ). Dengan kata lan, besar pasokan daya dar pembangkt sama dengan besar beban. Agar tujuan n tercapa sangat pentng juga memperhatkan tngkat keamanan kerja d ss generator agar bukan hanya pasokan daya yang tercukup namun tngkat keandalannya juga tngg. Dalam hal n generator yang dgunakan adalah generator snkron. Generator snkron memlk sstem kelstrkan yang dlakukan secara kontnu dengan meletakan beban tertentu, sehngga yang dperlukan adalah kemampuan generator tersebut dalam supla daya. Perlu dketahu Besar daya yang dsupla harus selalu berada dbawah kemampuan maksmum generator. Jka pengoperasan berada datas kemampuan generator atau kapastas beban melebh kemampuan daya generator maka akan mengakbatkan pemanasan berlebhan pada generator tersebut. Akbat dar Pemanasan yang berlebhan adalahn kerusakan solas pada beltan-beltan rotor dan stator generator. Oleh karena tu sangat perlu dperhatkan keamanan kerja generator dalam batasan operas yang sesua dengan kemampuan suatu generator. Dalam menentukan batas kemampuan kerja generator kta harus mennggunakan kurva kapabltas. Kurva kapabltas dgunakan dalam montorng pada ss pembangktan untuk memantau perubahan daya akbat perubahan daya beban. Jad bukan hanya melakukan penjadwalan agar alran daya optmalnya tercapa namun, kta juga harus mengoptmalkan keamanan kerja generator agar tercapa pasokan daya yang andal dan bsa sesua dengan kebutuhan beban. Berdasarkan latar belakang datas maka penuls menentukan judul Penjadwalan Generator Yang Optmal Dengan Memperhatkan Keamanan Kerja Generator. Sstem Tenaga Lstrk Tenaga lstrk melbatkan produks dan pengantaran energ lstrk dalam jumlah yang berkecukupan untuk menjalankan peralatan lstrk rumah tangga, perlatan perkantoran, mesn ndustr, dan menyedakan energ yang cukup untuk penerangan umum, pemanasan, memasak, dan lan-lan. Sstem tenaga lstrk merupakan sekumpulan pusat lstrk dan gardu nduk (pusat beban) yang satu sama lan dhubungkan oleh jarngan transms dan jarngan dstrbus sehngga merupakan sebuah kesatuan yang ternterkoneks. Secara umum Sstem Tenaga Lstrk terdr dar 4 sub-sstem, yatu Pembangktan/konvers, Transms, Dstrbus dan Beban. Pembangktan / konvers, yatu sub-sstem yang merubah sumber daya alam / sumber energ prmer menjad tenaga lstrk, msalnya: PLTA (Pembangkt Lstrk Tenaga Ar), PLTP (Pembangkt Lstrk Tenaga Panas Bum), PLTD (Pembangkt Lstrk Tenaga Desel), PLTU (Pembangkt Lstrk Tenaga Uap), PLTGU (Pembangkt Lstrk Tenaga Gas dan Uap), dan lan-lan. Bagan n memlk tegangan kerja 0 V 3 kv. Transms, yatu sub-sstem pengrman tenaga lstrk dar pusat pembangkt ke gardu-gardu nduk transms, bagan n dtanda oleh tegangan kerja yang tngg, msalnya: 70 kv dan 150 kv pada sstem Mnahasa. Dstrbus, yatu sub-sstem pembagan tenaga lstrk ke konsumen, bagan n dtanda oleh tegangan kerja yang menengah dan rendah msal: 0 kv, 0 V (Indonesa), 110 V (Amerka Serkat). Beban, yatu sub-sstem yang menggunakan lstrk untuk keperluan hdup, produks, pelayanan dan lan-lan. Beban lstrk secara umum memlk tegangan rendah sampa menengah, msalnya 110 V, 0 V, 6.3 kv. Optmal Power Flow (OPF) Perhtungan Optmal Power Flow (OPF) dgunakan untuk menentukan kuanttas sstem d dalam pengaturan dan operas sstem tenaga lstrk. Pertumbuhan jarngan dan tuntutan akan efsens dalam sstem kelstrkan membuat para operator d dalam pengaturan dan operas sstem tenaga lstrk terus mencar metode yang cepat dan efsen. Metode Optmal Power Flow (OPF) adalah metode untuk melakukan perhtungan kebutuhan daya (P demand ) dar beban (analsa beban) guna sebaga patokan dalam melakukan penjadwalan pembangkt secara efsen dengan tujuan memperoleh daya yang optmal untuk dsalurkan ke beban dengan memnmas baya total produks dar pembangkt namun menjaga agar sstem tetap aman dan

3 E-journal Teknk Elektro dan Komputer (015), ISSN : andal. Dengan kata lan mencar solus ekonoms dalam penjadwalan unt pembangkt berdasarkan jumlah kebutuhan daya yang dperlukan sstem. Metode OPF dapat menentukan konds operas optmal dar jarngan lstrk yang mengalam kendala dalam pegoperasan. Faktor mana yang akan dcar ttk optmal, akan drumuskan dan dselesakan dengan menggunakan algortma optmas yang sesua, sepert metode Newton-Raphson. Contoh batasan-batasan yang harus dperhatkan dalam metode OPF n yatu sepert pengaturan pembangkt lstrk dan besar pembebanan. Kta dapat memecahkan masalah OPF dar baya operas mnmum pembangkt dan kesembangan pada alran daya. Stud Alran Daya Stud alran beban atau load flow study serng kal juga dsebut stud alran daya adalah suatu stud yang mempelajar alran daya pada suatu sstem kelstrkan dar suatu ttk ke ttk lan dan tegangan pada bus-bus yang berada pada sstem tersebut. Stud alran beban merupakan penentuan atau perhtungan tegangan, arus, daya aktf, faktor daya dan daya reaktf yang terdapat pada berbaga ttk dalam suatu jarngan sstem tenaga lstrk pada keadaan pengoperasan normal, bak yang sedang berjalan maupun yang dharapkan akan terjad d masa yang akan datang (Wllam D. Stevenson, Jr., 1994:6). Stud analss alran beban dapat dhtung secara manual maupun menggunakan software computer. Metode Newton-Raphson Salah satu cara yang dpaka dalam menyelesakan perhtungan alran daya adalah metode Newton-Raphson. Metode n menerapkan deret Taylor untuk mendapatkan persamaan matematka sebaga dasar perhtungan teras yang menggunakan matrks Jacoban. Metode Newton-Raphson merupakan prosedur pendekatan berurutan berdasarkan estmas awal yang tdak dketahu dan merupakan penggunaan deret Taylor. Operas Ekonoms Sstem Tenaga Lstrk Operas ekonoms dar suatu pembangkt termal merupakan proses pembagan atau penjatahan beban total dar suatu sstem kepada masng-masng pusat pembangkt (pembangkt termal) sedemkan rupa, sehngga dperoleh jumlah baya pengoperasan semnmal mungkn. Dmana seluruh pusat-pusat dalam suatu sstem d kontrol secara terus-menerus pada saat terjad perubahan-perubahan beban, sehngga setap unt pembangkt tenaga lstrk dapat beroperas secara palng ekonoms. Karakterstk Input-Output Pembangkt Untuk menganalss permasalahan mengena operas dalam sstem tenaga, khusus masalah operas ekonoms, dperlukan dasar mengena karakterstk nput-ouput dar suatu unt pembangkt termal. Karakterstk nput-output pembangkt termal (lhat gambar 1) adalah karakterstk yang menggambarkan hubungan antara nput bahan bakar (lter/jam) dan output Gambar 1. Karakterstk Input-Output Unt Pembangkt Termal (deal) yang dhaslkan oleh pembangkt (MW). Karakterstk nput-output n menyetarakan hubungan antara nput pembangkt sebaga fungs dar output pembangkt. Input pada pembangkt termal berupa panas atau kalor dar bahan bakar untuk menghaslkan output pembangkt ( energ lstrk ), dapat dtuls dengan notas H dengan satuan MBtu/h atau L. Dapat pula dnyatakan dalam nla uang yang menyatakan besar baya yang d perlukan untuk bahan bakar, dtuls dengan notas F dan satuan Rupah/jam. Sedangkan output pembangkt adalah daya lstrk (P) yang d keluarkan oleh generator untuk memasok beban, tdak termasuk untuk keperluan pembangkt tu sendr. Satuannya (MW). Kurva baya bahan bakar dgambarkan sebaga kuadrat turunan daya aktf atau dengan persamaan polynomal tngkat dua (kuadrat) dengan persamaan : F ( P ) = α + β P + γ P (1) Keterangan : F = Pemakaan bahan bakar pembangkt termal (lter/jam) P = Daya lstrk yang dbangktkan (MW) αβγ = Parameter/ Konstanta Untuk memperoleh parameter dar α, β, dan γ dperlukan data baya F (P ) untuk mengukur P dmana perhtungannya menggunakan Least Square Method dengan persamaan : n J = α + β P + γ P F () = 1 Dmana : = 1,,3,,n (jumlah data) Karakterstk Kurva Pertambahan Baya Bahan Bakar Rata-rata (Incremental Fuel/Heat Rate Characterstc) Dar karakterstk nput-output pembangkt maka kta dapat mencar kurva pertambahan bahan bakar rata-rata ( ncremental fuel/heat rate ), yatu : d ( nput) Incremental Fuel or Heat Rate (IFR) = (3) d ( output ) F atau IFR = (4) P Dmana: ΔF = masukan / nput pada kurva karakterstk nput-ouput; ΔF = F-F1 (5)

4 E-journal Teknk Elektro dan Komputer (015), ISSN : Gambar Karakterstk Pertambahan Bahan Bakar Rata-rata (Incremental Fuel Rate) ΔP = keluaran / output pada kurva karakterstk nputoutput; ΔP = P-P1 (6) Dengan menghtung kemrngan kurva karakterstk nput-output pada gambar 1 pada setap ttk, maka karakterstk pertambahan bahan bakar rata-rata dapat dgambarkan pada gambar. Econom Dspatch Economc dspatch adalah pembagan pembebanan pada setap unt pembangkt sehngga dperoleh kombnas unt pembangkt yang dapat memenuh kebutuhan beban dengan baya yang optmum atau dengan kata lan untuk mencar nla optmum dar output daya dar kombnas unt pembangkt yang bertujuan untuk memnmalkan total baya pembangktan. Kendala pentng dalam operas sstem n adalah jumlah daya output harus sama dengan kebutuhan beban. Unt Commtment Unt commtment adalah penentuan pembangkt yang akan on lne dar sejumlah pembangkt yang sap doperaskan untuk memasok beban selama perode tertentu, karena kebutuhan beban selalu berubah sehngga pembangkt yang akan doperaskan dsesuakan dengan kebutuhan beban. Pengoperasan pusat-pusat pembangkt d dalam sstem tenaga lstrk selalu dkoordnaskan dengan tujuan agar pembebanan dar pusat-pusat pembangkt tersebut optmum (ekonoms) pada setap nterval waktu perubahan beban untuk sklus tertentu. Penjadwalan yang optmum adalah kombnas tertentu dar unt-unt yang djadwalkan (doperaskan) dengan kapastas total cukup untuk memasok beban pada nterval waktu tertentu dengan baya operas yang palng murah (ekonoms). J. Generator Snkron Generator snkron (alternator) merupakan jens mesn lstrk yang berfungs untuk menghaslkan tegangan bolak-balk dengan cara mengubah energ mekank menjad energ lstrk. Energ mekank dperoleh dar putaran rotor yang dgerakkan oleh penggerak mula (prme mover). Sedangkan energ lstrk dhaslkan dar proses nduks elektromagnetk yang terjad pada kumparan stator dan rotornya. Gambar 3 Dagram Skemats Generator Snkron Tga Fasa Konstruks Generator Snkron Gambar 3 menunjukkan secara skemats potongan melntang dar generator snkron kutub. Komponen generator snkron yat stator, rotor, dan celah udara. Tegangan Internal yang Dbangktkan Generator Snkron Tegangan pada generator snkron dperoleh dengan memutar rotor oleh penggerak mula dan dengan mengalrkan arus searah pada kumparan rotor. Dmana masukan energ mekank melalu poros rotor akan membuat rotor berputar. Sedangkan masukan energ lstrk ke kumparan rotor akan membuat rotor menjad kutub-kutub magnet sehngga dalam celah udara antara teras nt bes rotor dan teras nt bes stator akan dalr fluks magnet. Karena kumparan rotor berputar, maka fluks magnet yang dhaslkan kumparan rotor akan kut berputar. Putaran fluks magnet tu mengakbatkan fluks yang dcakup beltan stator berubah-ubah besar dan arahnya. Perubahan fluks tercakup tersebut, sesua hukum nduks Faraday, akan menmbulkan gaya gerak lstrk (tegangan nduks) pada beltan stator. Besarnya tegangan nduks yang dbangktkan pada stator dnyatakan dalam persamaan: E =. π. N. K. K. φ f (7) dmana: P P d. E = tegangan nduks [Volt] N p = jumlah beltan kawat K p = faktor langkah (faktor ksar) K d = faktor dstrbus ϕ = besar fluks magnet [weber] f = frekuens [Hz] Sstem Ekstas Generator Snkron Berdasarkan cara penyaluran arus searah pada rotor generator snkron, sstem ekstas terdr atas dua jens yatu sstem ekstas menggunakan skat (brush exctaton) dan sstem ekstas tanpa menggunakan skat (brushless exctaton). Rangkaan Ekvalen Generator Snkron Rangkaan ekvalen generator snkron 1 fasa jens rotor slnder pada konds tunak (steady state) dtunjukkan pada gambar 4.

5 E-journal Teknk Elektro dan Komputer (015), ISSN : R a jx s I a + E + _ V ϕ _ Gambar 4 Rangkaan Ekvalen Generator Snkron 1 Fasa Gambar 5 Kurva Kapabltas Dengan Batas Kestablan Keadaan Tunak Dengan asums tegangan termnal generator konstan, dan penggerak mula terkopel langsung terhadap poros generator dengan kecepatan konstan. Tegangan nternal yang dbangktkan generator berdasarkan gambar.10 dnyatakan oleh : E = V +( R + jx ) I P P a E = V +( Z ) I s a s (9) a (8) Apabla tahanan stator (R a ) dabakan, maka tegangan nternal generator (E ) menjad: E = V + jx I P Kurva Kapabltas Generator Batas ttk operas generator dnyatakan dan dvsualsaskan dalam bentuk kurva kapabltas generator. Kurva kapabltas generator memuat karakterstk dan kemampuan operas kerja generator yang melput daya aktf (MW), daya reaktf (MVAr) dan daya ratng (MVA). Dmana kurva kapabltas dgambarkan dalam sumbu PQ. Jarngan Saraf Truan Jarngan saraf truan (artfcal neural networks) atau d sngkat JST adalah sstem pemroses nformas yang memlk karakterstk mrp jarngann saraf bolog manusa. JST dbentuk sebaga pengembangan model matematka dar jarngan saraf bolog manusa. Dengan asums bahwa, Pemrosesan nformas terjad secara sederhana pada elemen prosesor, elemen tersebut dnamakan neuron, Snyal dlewatkan d antara neuron s a (10) Gambar 6 Bentuk Neuron Sederhana -neuron melalu suatu penghubung, Setap penghubung memlk pembobot tertentu dan snyal yang dkrm akan dkalkan dan Setap neuron memlk fungs aktfas (non-lner) terhadap masukan untuk menghaslkan snyal keluaran. Suatu neuron sederhana dgambarkan pada gambar 6. Pada gambar 6, neuron Y menerma masukan dar neuron x 1, x, dan x 3 dengan bobot hubungan masng-masng adalah w 1, w, dan w 3. Ketga mpuls neuron yang ada djumlahkan : net = x 1 w 1+ x w + x 3 w 3 Besar mpuls yang dterma oleh Y mengkut fungs aktvas y = f(net). Apabla nla fungs aktvas cukup kuat, maka snyal akan dteruskan. Nla fungs aktvas (keluaran model jarngan) juga dapat dpaka sebaga dasar untuk merubah bobot. Metode Constructve Backropagaton Proses terbentuknya kontruks penambahan unt tersembuny untuk metode pembelajaran constructve backropagaton terjad secara satu dem satu. Algortma pelathan constructve backropagaton yatu Insalsas, Pelathan unt tersembuny baru, dan Pembekuan unt tersembuny baru. Insalsas Insalsas, yatu pembentukan JST awal berupa JST tanpa unt tersembuny. Penmbang dar konfguras awal dhtung dengan memnmalkan jumlah dar galat kuadrat (sum of squared error / SSE). Penmbang yang telah dtemukan dbuat tetap. Pelathan unt tersembuny baru Pelathan unt tersembuny baru, yatu menghubungkan masukan ke unt baru dan sambungkan keluarannya ke unt keluaran. Seluruh penmbang yang terhubung ke unt baru datur dengan memnmalkan msse (modfed SSE). Pembekuan unt tersembuny baru Pembekuan unt tersembuny baru, yatu menetapkan secara permanen penmbang yang bernterkoneks dengan unt baru.. III. METODOLOGI PENELITIAN Tempat dan Waktu Peneltan Tempat peneltan adalah pengamblan data yang dlakukan d PT. PLN (Persero) Area Pusat

6 E-journal Teknk Elektro dan Komputer (015), ISSN : TABEL I. DATA TEKNIS GENERATOR TABEL II. DATA TEKNIS GENERATOR III. HASIL DAN PEMBAHASAN -Pengaturan Beban (APB) sstem Mnahasa Wlayah Suluttenggo, PT. PLN (Persero) Wlayah Suluttenggo dan pembangkt-pembangkt yang adaa d sstem Mnahasa. Waktu peneltan dlakukan mula dar pengamblan data (data tekns pembangkt/generator, data saluran transms, data transformator, dan data beban) yakn sejak tanggal 18 September 014. Namun data yang dgunakan untuk peneltan n yakn tanggal 4 November 011. Data komponen lstrk sstem tenaga

7 E-journal Teknk Elektro dan Komputer (015), ISSN : TABEL III. BESAR ALIRAN BEBAN PADA SALURAN TRANSMISI SISTEM TENAGA LISTRIK MINAHASA 4 NOVEMBER 011 PUKUL WITA 6 TABEL IV. KARAKTERISTIK INPUT-OUTPUT PEMBANGKIT TERMAL -lstrk Mnahasa dan Kotamobagu pada 4 tanggal November 011 dapat dlhat pada tabel I & II. IV. HASIL DAN PEMBAHASAN Besar Alran Beban pada saluran transms sstem tenaga lstrk Mnahasa Berdasarkan hasl Runnng program ETAP : Power Staton 4.0 dperoleh besar alran beban sepert pada Tabel III. Dar tabel III d atas dapat dlhat bahwa arah alran beban terbesar pada saluran transms sstem tenaga lstrk Mnahasa terjad pada saluran transms GI. Tomohon-GI. Telng sebesar MW + j11.86 MVAr, dsebabkan saluran transms GI. Tomohon-GI. Telng menyalurkan kebutuhan daya yang dpkul oleh GI. Ranomuut (transms GI. Ranomuut - GI. Telng), GI. Sawangan (transms GI.Sawangan- GI. Ranomuut), GI.Btung (saluran transms GI. Btung - GI. Sawangan), GI. Lkupang (saluran transms GI. Lkupang - GI. Btung), GI. Tonsealama (saluran transms GI. Tonsealama - GI. Tomohon) dan PLTP Lahendong (saluran transms PLTP Lahendong - GI. Tomohon). Dengan menggunakan Program ETAP : PowerStaton 4.0 sepert pada tamplan d atas, maka dperoleh total dar : a. Daya Aktf (P) = MW b. Daya Reaktf (Q) = 93.9 MVAr c. Daya Kompleks (S) = MVA Berdasarkan jumlah dar daya aktf (P) yatu sebesar MW yakn pada tanggal 4 November 011, pukul WITA kta dapat melakukan penjadwalan pada pembangkt termal yatu Pembangkt Lstrk Tenaga Desel (PLTD) terlebh khusus dalam peneltan n pada PLTD Lopana dan PLTD Btung, kerena pembangkt termal menggunakan bahan bakar sebaga sumber utama dalam menjalankan generator (pengoperasan) dmana baya produks lebh besar dbandngkan pembangkt hdro. Untuk pembangkt hdro, yatu Pembangkt Lstrk Tenaga Ar/Pembangkt Lstrk Tenaga Mn Hdro (PLTA/PLTM) tdak dlakukan penjadwalan karena sumber energ prmer relatf murah yatu ar sedangkan untuk penggunaan bahan bakar sangat kecl dmana hanya untuk PS (pemakaan sendr) bukan untuk menjalankan generator (pengoperasan). Karakterstk Input-Output Pembangkt Termal Sstem Mnahasa Kapastas pembangkt termal pada sstem Mnahasa terdr atas 9 unt PLTD Btung, unt PLTD Lopana, 3 unt PLTP Lahendong, unt PLTU Sulut dan 5 PLTD Sewa (Sewa Btung 1, Sewa KPM Btung, Sewa Btung 3, Sewa Manado dan Sewa KPM) dtambah PLTD Sewa Kota. Data yang dperoleh pada 4 November 011 terdapat beberapa unt pembangkt yang tdak beroperas yakn PLTD Btung unt 3 dan 8, PLTU Sulut serta PLTD Kota. Dengan menggunakan metode kuadrat terkecl (Least square Method) maka akan dperoleh persamaan karakterstk nput-output dar pembangkt termal. Dengan menggunakan persamaan d bawah maka kta menentukan persamaan karakterstk nputoutput pembangkt termal : F( P) = α + β P + γ P Lter/Jam (11) Hasl persamaan karakterstk nput-output pembangkt termal bsa dlhat pada tabel IV. Persamaan Baya Bahan Bakar Pembangkt Termal Sstem Mnahasa Untuk persamaan karakterstk nput-output dkalkan dengan harga bahan bakar HSD atau MFO yatu sebesar Rp /lter. Hasl persamaan baya bahan bakar pembangkt termal bsa dlhat pada Tabel V.

8 E-journal Teknk Elektro dan Komputer (015), ISSN : TABEL V. PERSAMAAN BIAYA BAHAN BAKAR PEMBANGKIT TERMAL TABEL VII. PERSAMAAN LAJU PERTAMBAHAN BIAYA BAHAN BAKAR PEMBANGKIT TERMAL TABEL VI. PERSAMAAN LAJU PERTAMBAHAN BIAYA BAHAN BAKAR PEMBANGKIT TERMAL TABEL VIII. KOMBINASI ON/OFF UNIT PEMBANGKIT TERMAL YANG BEROPERASI (PLTD BITUNG DAN PLTD LOPANA) Persamaan Laju Pertambahan Baya Bahan Bakar (Incremental Fuel Cost) Laju pertambahan baya bahan bakar dperoleh dar turunan pertama dar persamaan karakterstk nputoutput yang dkalkan dengan harga bahan bakar. Hasl Persamaan Laju Pertambahan Baya Bahan Bakar dapat dlhat pada tabel VI. Dar laju pertambahan baya bahan bakar datas, kta dapat mengetahu urutan pembangkt termal mula dar yang palng murah sampa termahal untuk doperaskan yatu dengan melhat baya per-kwh. Kta dapat mengetahu baya per-kwh dengan mengalkan persamaan laju pertambahan baya bahan bakar tap unt dengan daya maksmalnya. Haslnya dapat dlhat pada Tabel VII. Pembagan Pembebanan dan Penjadwalan Unt Pembangkt Termal Untuk pembagan pembebanan atau panjatahan dar unt pembangkt termal dlakukan dengan menggunakan metode teras lamda. Dmana, data yang dbutuhkan yatu persamaan karakterstk baya bahan bakar pembangkt termal, kapastas maksmum dan mnmum unt pembangkt termal, dan beban lstrk (P D ) yang -dtanggung oleh setap unt pembangkt t termal untuk waktu satu har (4 jam) namun dengan selang waktu setap satu jam (01.00 sampa dengan 4.00). Setelah dketahu besar daya lstrk yang harus dbangktkan oleh pembangkt termal, kemudan dengan rumus n -1 dlakukan kombnas on/off unt pembangkt termal. Dmana n merupakan jumlah unt yang akan beroperas (PLTD Btung dan PLTD Lopana). Sehngga dperoleh n -1 = 9-1 = 511 kombnas. Kemudan kombnas on/off unt pembangkt yang akan dgunakan dalam penjadwalan adalah kombnas dengan urutan prortas sesua dengan tabel VII. Pada kombnas unt penjadwalan datas dapat dlhat sampa dengan keadaan (state) 504 dan 51 ada 8 dan 9 unt pembangkt yang beroperas. Namun pada tanggal 4 November 011 (pengamblan data) tertngg beban PLTD Btung dan PLTD Lopana yakn sebesar 8.7 MW = 8700 kw. Sehngga dalam pembagan/penjatahan unt pembangkt termal tdak sampa semua unt akan beroperas, karena dengan hanya beroperas 7 unt pembangkt maka kebutuhan beban sudah dapat terpenuh. Hal n juga dapat dlhat dar seg besar kapastas maksmum untuk tap kombnas pada tabel VIII datas. Dalam menghtung pembagan atau penjatahan beban untuk setap unt pembangkt termal, dapat

9 E-journal Teknk Elektro dan Komputer (015), ISSN : dlakukan dengan cara metode teras lamda menggunakan software Matlab. Namun dbawah n merupakan salah satu contoh dalam perhtungan manual, sebaga berkut. Pukul dengan beban kw = MW (untuk 3 unt pembangkt). Dengan mengambl salah satu contoh total beban PLTD Btung dan PLTD Lopana datas, yatu pada pukul dengan beban kw = MW. Secara manual perhtungan dapat djabarkan dengan langkah, yatu menentukan unt pembangkt yang beroperas dan menentukan nla P. Menentukan unt pembangkt yang beroperas Menentukan unt-unt pembangkt mana yang akan beroperas yang akan dtnjau berdasarkan urutan prortas, dar yang termurah hngga mahal. Berdasarkan kasus n maka kta dapat mengatur unt pembangkt yang akan beroperas yatu : PLTD Lopana unt dan unt 1 serta PLTD Btung unt 9 (P 9, P 8 dan P 7 ), dengan data unt pembangkt sebaga berkut: F 9 = P P 9 F 8 = P P 8 F 7 = P P 7 Menentukan harga lamda λ = (0) ( λ ) dengan rumus : (0) λ = (0) λ 5 5 (1) Rp = = = ( x10 ) ( x10 ) MWh Menentukan nla P P D + = 1 n = 1 β γ 1 γ Menentukan nla P dengan rumus: n P λ β = γ (13) P9 = = MW ( > P m aks) 1910, P8 = = MW ( > P m aks ) P7 = =.105 MW ( < P mn) Berdasarkan hasl nla datas (P 9, P 8 dan P 7 ) telah durutkan berdasarkan prortas utama unt yang palng murah, maka P 9 dan P 8 lebh dar P maks sehngga dset untuk dbeban maksmal sebesar P maks, yatu: P 9 = 4.0 MW dan P 8 = 4.5 MW. P D yang telah terpenuh yatu: P 9 + P 8 = 8.5 MW. Berart terjad kekurangan daya sebesar MW 8.5 MW = 7.80 MW. Untuk tu P 7 doptmalkan dengan ssa beban tersebut yatu sebesar 7.80 MW. Maka dperoleh P MW, P MW, dan P 7 = 7.80 MW, Dmana P 9, P 8 dan P 7, dan mash beroperas dalam atau sesua dengan batasannya (P mn dan P maks ). Dar tabel VIII, dapat dlhat hasl penjadwalan beban PLTD Btung dan PLTD Lopana. Pada pukul PLTD Btung dan Lopana memkul beban konstan sebesar 5.00 MW. Namun pada pukul terjad penurunan beban (sstem memkul beban rendah) sehngga kedua PLTD n memkul beban konstan sebesar 4.00 MW. Dmana pada jam n unt pembangkt yang beroperas besar (prortas) yakn PLTA/PLTM, PLTP dan PLTD Sewa. Pada pukul terjad kenakan beban menjad 6.30 MW. Kemudan pada pukul beban sstem mula menngkat, dmana terjad kenakan beban yang cukup besar menjad MW. Begtupun pada pukul beban menngkat menjad 4.80 MW. Memasuk beban puncak pada pukul beban semakn menngkat menjad 8.70 MW. Pada pukul 1.00 beban turun menjad MW dan pada pukul beban konstan turun menjad.50 MW. Berdasarkan konds datas dapat dsmpulkan bahwa PLTD Lopana unt dan 1 merupakan urutan pertama yang akan djalankan dalam urutan prortas pengoperasan generator dbandngkan PLTD Btung melhat baya bahan bakar yang lebh murah. Dan semakn besar kenakan beban dalam suatu sstem dapat mempengaruh kerja dar unt pembangkt (generator) yang artnya semakn besar kenakan beban maka unt pembangkt yang beroperas akan bertambah pula jumlah pembangkt (semakn banyak). Sehngga baya bahan bakar yang dbutuhkan bertambah pula (lebh mahal). Setelah memperoleh penjadwalan dan pembagan/penjatahan beban unt pembangkt termal, selanjutnya akan dhtung besar baya yang palng ekonoms dantara beberapa kombnas on/off unt pembangkt termal dengan menggunakan metode pemrograman dnamk. Untuk perhtungan baya bahan bakar mnmum untuk jam ke-k dan kombnas I, sepert dbawah n.

10 E-journal Teknk Elektro dan Komputer (015), ISSN : TABEL IX. HASIL PERHITUNGAN BIAYA BAHAN BAKAR MINIMUM Gambar 7 Kurva Kapabltas Generator PLTD Btung dar Plot Data PQ Gambar 8 Uj coba Kurva Kapabltas Generator PLTD Btung unt 9 K=1 (jam ke-1) I=33 F cos t (1,33) = mn[p cos t (1,33) + S cos t (0,L;1,33) + F cos t (0)] F 1 = P P 9 = (3.50) (3.50) = ,388 F = P P 8 = (1.50) (1.50) = ,37 P cos t (1,33) = F 1 + F = , ,37 = ,760 F cos t (1,33) = , = ,760 I=9 F cos t (1,9) = mn[p cos t (1,9) + S cos t (0,L;1,9) + F cos t (0)] F 1 = P P 6 = (5.00) (5.00) = , P cos t (1,9) = , F cos t (1,9) = , + 0 = , Baya termurah adalah: F cos t (1,33) = ,760 Perhtungan baya bahan bakar mnmum untuk jam ke- -4. Berdasarkan penyelesaan dynamc program, baya mnmum/termurah dapat dperoleh konds termurah dar setap jam (perjam selama 4 jam/1 har). Tabel IX merupakan hasl perhtungan baya mnmum/termurah dar pukul (1 har). perhtungan baya bahan bakar dar penulsan skrps n menghaslkan harga yang lebh murah yatu sebesar Rp ,500,- dbandngkan dengan PT. PLN (Persero) yatu dengan pengeluaran sebesar ,800,-. Hasl Pembentukan Kurva Kapabltas dengan Jarngan Saraf Truan Tamplan kurva Kapabltas Hasl Pembentukan Jarngan Saraf Truan dtunjukan pada gambar 7. Uj Coba Kurva Kapabltas Generator Hasl Smulas Uj coba terhadap kurva kapabltas hasl pelathan NN dlakukan untuk Menguj ttk kerja dar generator, Yang dalam hal n generator PLTD Btung sehngga dapat dtentukan apakah generator bekerja pada batasan yang aman atau tdak (dapat dlhat pada gambar 8). P Q = 11 MW = 8.5 MVAr

11 E-journal Teknk Elektro dan Komputer (015), ISSN : Dar Hasl Smulas Kurva Kapabltas datas terlhat bahwa Kerja Generator Aman. Dmana Dar hasl smulas Ttk kerja generator berada dalam ttk aman. V. KESIMPULAN Setelah melakukan pengolahan data dan dbantu dengan menggunakan program ETAP: Power Staton 4.0 dapat dperoleh besar daya atau kebutuhan daya (P demand ) pada sstem Mnahasa pada tanggal 4 November 011 pada pukul WITA adalah sebesar = MW. Penjadwalan pembangkt termal yang dlakukan yatu pada pukul WITA sesua dengan jumlah beban yang beroperas yatu PLTD Btung dan PLTD Lopana adalah sebesar MW maka unt-unt pembangkt termal yang beroperas adalah PLTD Lopana unt dan 1 serta PLTD Btung unt 9 (P 9 =4.00 MW, P 8 =4.50 MW dan P 7 =7.80 MW) dmana sesua urutan prortas. Untuk penjadwalan PT. PLN (Persero) dtnjau dar seg harga, pembangkt yang doperaskan secara utama sebaknya adalah PLTD Lopana dbandngkan PLTD Btung. Sesua dengan jumlah beban dan penjadwalan maka hasl perhtungan baya bahan bakar berdasarkan urutan prortas dperoleh sebesar Rp ,500,-. Dan jka dbandngkan dengan penjadwalan PT. PLN (Persero) Wlayah Suluttenggo total baya bahan bakar sebesar Rp ,800,-. Sehngga terlhat perbedaan harga, dan dapat dkatakan peneltan n memberkan hasl yang optmum. Dalam penjadwalan PT. PLN (Persero) lebh dahulu mengutamakan PLTD Btung dsebabkan untuk Marne Fuel Ol (MFO) pada PLTD Lopana memlk kekurangan yatu Perlu pemanasan dahulu (95 C) dan Dapat menyebabkan mesn mogok bahkan rusak karena kandungan dar Marne Fuel Ol (MFO) sepert aspal (kasar). Dar pengujan terhadap kurva kapabltas hasl smulas, letak ttk kerja yang dhaslkan sudah sesua dengan letak ttk kerja dar kurva kapabltas generator PLTD Btung. DAFTAR PUSTAKA [1] A. F. Nelwan, Ir. MT. Teknk Tenaga Lstrk, Lembaga Pembnaan dan Pengembangan Penddkan (LP3), Unverstas Sam Ratulang, Manado, 007. [] C. Cekdn, Sstem tenaga lstrk, Contoh Soal dan Penyelesaan menggunakan matlab, And, Yogyakarta, 007. [3] D. Marsud, Pembangktan Energ Lstrk, Erlangga, Jakarta, 005. [4] D. W Jr. Stevenson, Analss sstem tenaga lstrk Eds keempat, Erlangga, Jakarta, [5] E. Supryad, Sstem Pengaman Tenaga Lstrk. Adcpta Karya Nusa, Yogyakarta, [6] D. W. Wnda, Optmas Penjadwalan Unt Pembangkt Thermal Pada Sstem Tenaga Lstrk Mnahasa dengan Menerapkan Metode Pemrograman Dnamk (skrps), Unverstas Sam Ratulang, Fakultas Teknk, Jurusan Teknk Elektro, Manado, 011. [7] H. Saadat, Power System Analyss, Internatonal Edton, Second Edton, 004. [8] H.T. Hasan, Belajar Sendr Dasar-Dasar Pemrograman Matlab, Gava Meda, Yogyakarta, 005. [9] J. J. Granger, D. W Jr. Stevenson, Power System Analyss, McGraw-Hll.Inc, [10] J. J. Sang, Jarngan Saraf Truan dan Pemrogramannya Menggunakan Matlab, ANDI, Yogyakarta, 004. [11] M. H. K. A. Purnomo, Supervsed Neural Networks, Graha Ilmu, Yogyakarta, 006. [1] N. Gama, V. Sartka, Laporan Kerja Praktek d PT. PLN APB Sstem Mnahasa, Manado, 011. [13] S. J. Chapman, Electrc Machnery Fundamentals, McGraw- Hll Internatonal Edton, New York, 1991.