BAB III METODE PENELITIAN

Transkripsi

1 30 BAB III METODE PENELITIAN Peelitia pejadwala pembagkit termal ii adalah utuk membadigka metode Lagragia Relaxatio yag diajuka peulis dega metode yag diguaka PLN. Di sii aka diuji metode maa yag peramalaya lebih optimal dalam pembagkita daya da ekoomis dalam pegguaa biaya pejadwala pembagkit. Hal ii dapat dilihat dari realisasi pembagkita yag dilaksaaka oleh PLN Metode Prakiraa Beba yag Dipakai PLN Utuk membuat prakiraa beba listrik jagka pedek, PLN megguaka suatu metode yag sudah lama diguaka, yaitu metode koefisie beba. Pada metode ii utuk meetuka koefisie diguaka beba-beba masa lalu da beba pucak. Utuk algoritma metode koefisie ii disusu sebagai berikut: 1. Meyusu data beba-beba masa lalu pada jam ke-t pada hari ke (h-1), (h-2), (h-3),, (h-). Ii disimbolka X t(h-1), X t(h-2), X t(h-2),, X t(h-) dega t = 1,2,3, 24 da h adalah hari sei sampai miggu. 2. Meetuka beba pucak da beba dasar utuk setiap beba pada hari (h-1), (h-2), (h-3),, (h-) pada hari sei sampai miggu. 3. Meetuka koefisie (α) utuk setiap jam t dega cara membadigka besarya beba pada jam t, hari h dega beba pucak pada hari h tersebut. α = X t(h 1),t(h 2),,t(h ) X maks (h 1),(h 2),,(h ) (3-1) dimaa, α = koefisie beba X t(h ) = beba pada jam t hari h, miggu sebelumya (=1, 2, 3 ) X maks (h ) = beba maksimum hari h, miggu sebelumya ( = 1, 2, 3 )

2 31 4. Meetuka pertumbuha (β) yag dihitug dega membadigka beba pada jam t hari h dega beba pada t yag sama da hari yag sama sebelumya. β = X t(h 1),t(h 2),,t(h ( 1)) X t(h 2),(h 3),,(h ) (3-2) β = pertumbuha beba 5. Meghitug prakiraa beba pada jam t hari h dega rumus: Y th = α x β x X maks (h 1) (3-3) Y th = prakiraa beba pada jam t hari h 3.2. Data Aktual Pembagkit Data aktual pembagkit merupaka data lapaga dari Bidag Operasi Sistem, PT PLN (Persero) Pusat Pembagi Beba (P3B) Jawa Bali. Data pembagkit-pembagkit termal utuk wilayah (regio) yag dipilih adalah APB Jawa Timur (APB 4) dega sub sistem Kria-Gresik, da Paito-Grati. Berikut ii adalah data-dataya: Tabel 3.1 Batas Kemampua Operasi Uit Pembagkit Termal No Jeis MW Uit Pembagkit Pembagkit Mi Maks 1 PLTGU Gresik Baru PLTGU Gresik Baru PLTGU Grati PLTGU Grati PLTGU Grati PLTGU Grati PLTU Paito uit PLTU Paito uit

3 32 Jam Tabel 3.2 Pejadwala Pembebaa Uit Pembagkit Termal Kamis, 8 Mei 2014 Beba D t (MW) Beba Uit Pembagkit (MW) PLTGU Gresik Baru PLTGU Grati PLTU Paito Jumlah Mi Max Rata-Rata 980,5 177,4 180,0 100, ,4 262,1

4 33 Data pejadwala pembebaa pada tabel 3.6 ii megabaika rugirugi trasmisi. Sedagka utuk rugi-rugi trasmisi yag dimiliki pembagkit-pembagkit termal di atas adalah P Lt = 2,35% atau setara dega 0,0235 pu, dega 100 MVA base. Ii berlaku utuk semua pembagkit termal tersebut di atas selama 24 jam. Tabel 3.3 Data Heat rate Uit Pembagkit Termal Pembagkit Daya Pembagkit (MW) Heat Rate (kcal/kwh) Rp/jam PLTGU PLTU Gresik Baru Uit 1.0 da 3.0 Grati Uit 1.0 Grati Uit 1.1, 1.2, da 1.3 Paito Uit 1 da Nilai heat rate pada tabel tergatug pada pembebaa tiap uit pembagkit termal. Walaupu waktu tiap uit telah beroperasi berbeda, jika suatu uit memiliki pembebaa yag sama maka ilai heat rate-ya pu sama, begitu pula sebalikya. Hubuga ilai heat rate da kemampua pembeba ii dapat dilihat dari tabel 3.3 da 3.1. Tabel 3.4 Baha Bakar Pembagkit Termal No Pembagkit Jeis Jeis Baha Pembagkit Bakar Harga Baha Bakar 1 Gresik Baru PLTGU Gas Alam 715,7220 Rp/kg 2 Grati PLTGU Gas Alam 664,1175 Rp/kg 3 Paito PLTU Batu Bara 811,5129 Rp/Btu

5 34 Jeis baha bakar PLTGU Gresik Baru uit 1.0 da 3.0 serta PLTGU Grati uit 1.0 memakai gas buag dari pembakara GT (geerator turbi) yag beroperasi dari blok tersebut. Gas buag pembakara tersebut diguaka utuk merebus air yag berada di HRSG (Head Recovery Steam Geerator) yag berfugsi seperti boiler pada PLTU. Jadi uit PLTGU yag memakai gas buag pembakara pada HRSG adalah semua STG atau STG 1.0 atau 2.0 atau 3.0. Maka, PLTGU Gresik Baru ST (steam turbi) 1.0 beroperasi megguaka gas buag pembakara dari GT 1.1, 1.2, da 1.3; PLTGU Gresik Baru ST 3.0 memakai gas buag dari GT 3.1, 3.2, da 3.3; PLTGU Grati ST 1.0 megguaka gas buag dari GT 1.1, 1.2, da 1.3. Sedagka utuk baha bakar setiap GT yag beroperasi baik dari uit PLTGU Gresik Baru maupu PLTGU Grati adalah gas alam. Utuk baha bakar PLTU Paito uit 1 da 2 megguaka batu bara Tahap Perhituga Fugsi Biaya Baha Bakar Mulai Baca Data Meghitug kostata a, b, da c I/O uit pembagkit termal Membetuk karakteristik I/O F i (P it ) = a i + b i P it + c i P it 2 Meghitug icremetal fuel cost Meghitug fugsi biaya baha bakar / persamaa icremetal fuel cost uit pembagkit termal F i (P it ) = a i + b i P it + c i P it 2 x icremetal fuel cost Keluara fugsi biaya baha bakar uit pembagkit termal Selesai Gambar 3.1 Flowchart Perhituga Fugsi Biaya Baha Bakar Pembagkit Termal

6 35 Dalam pejadwala pembagkit termal dega metode Lagragia Relaxatio diperluka peetua fugsi biaya baha bakar terlebih dahulu. Di bawah ii adalah flowchart da tahapa-tahapaya, atara lai: 1. Membaca data heat rate setiap uit pembagkit, yag terdapat pada tabel Meghitug kostata a, b, da c iput/output dari tiap uit pembagkit dega megolah data heat rate da daya pembagkit, kemudia membetuk karakteristik iput/output dega memasuka hasil dari koefisie a, b, da c ke persamaa F i (P it ) = a i + b i P it + c i P it 2 3. Meghitug icremetal fuel cost ( Rp jam ) x 10 3 heat rate(kcal/kwh) x daya pembagkit (MW) (3-5) (3-4) 4. Meghitug fugsi biaya baha bakar atau persamaa icremetal fuel cost. F i (P it ) = a i + b i P it + c i P it 2 x icremetal fuel cost (3-6) 3.4. Pejadwala Pembagkit Termal dega Kekaga Trasmisi Megguaka Metode Lagragia Relaxatio Susua algoritma pejadwala pembagkit termal dega kekaga trasmisi megguaka metode Lagragia Relaxatio adalah sebagai berikut: 1. Meetuka da megumpulka data, yaki data biaya baha bakar, rugi-rugi trasmisi, da daya yag dihasilka oleh pembagkit termal, dalam waktu 24 jam. Selai itu, ditetapka juga kekaga-kekaga pada pembagkit termal, atara lai: a. Permitaa sistem / keseimbaga daya (MW) i=1 u it P it = P Lt + D t (3-7) Dimaa adalah jumlah uit pembagkit termal. b. Kapasitas operasioal pembagkit P i(mi) < P it < P i(maks) jika P it > 0, P it = 0 jika P it < 0 (3-8) c. Cadaga berputar

7 36 i=1 u it P i(maks) > D t + P Lt + R t (3-9) 2. Meghitug karakteristik iput/output da fugsi biaya baha bakar atau persamaa icremetal fuel cost pembagkit termal. 3. Membuat perkiraa biaya baha bakar da daya yag dihasilka pembagkit termal megguaka metode Lagragia Relaxatio, dega pemecaha masalah gada 4. q*= max λ { mi Pit T t=1 i=1f i (P it ) + T t=1 [λ t ( i=1( P itu it D t +P Lt ) + µ t ( i=1 P i (maks) u it R t ) + i=1 µ i(maks) (P it P i (maks) ) + i=1 µ i(mi) (P it P i(mi) )] (3-10) Persamaa ii aka megalami proses peurua rumus, sehigga ati aka melalui proses iterasi utuk megolah data. Proses iterasi ii terdapat pada poi Proses iterasi a. Iterasi pertama k = 1 Membuat perkiraa ilai atau iisialisasi terhadap λ t Hitug: P it = λ t bi 2(c i +λ t Bii(t) ) (3-11) P Lt = T 2 t=1 i=1 B ii(t) P it (3-12) P t = D t + P T L(t) t=1 i=1 Pit (3-13) T ( P it t=1 i=1 = T t=1 i=1 (3-14) λ t ) λ t = P t ( df(λ t) dλt ) c i +B ii(t) b i 2(c i +λ t Bii(t) ) 2 = P t T ( dp it) t=1 i=1 dλt (3-15) Kemudia, proses iterasi berlajut ke iterasi k + 1. b. Iterasi k + 1 (k+1) Memperbaharui ilai λ t = λ t + λ t (3-16) Hitug:

8 37 (k+1) P it = λ t (k+1) bi 2(c i +λ t (k+1) Bii(t) ) (3-17) P (k+1) Lt = T 2 t=1 i=1 B ii(t) P it (3-18) P (k+1) t = D t + P (k+1) T (k+1) Lt t=1 i=1 Pit (3-19) T ( P it t=1 i=1 = t=1 λ t ) (k+1) λ t (k+1) = P t (k+1) = ( df(λ t ) ) (k+1) dλt P t (k+1) T ( dp it t=1 i=1 dλt ) T i=1 c i +B ii(t) b i 2(c i +λ t (k+1) Bii(t) ) 2 (3-20) (k+1) (3-21) Ulagi proses perhituga b ii, jika belum mecapai hasil yag optimal. 6. Meghitug biaya baha bakar total F T = T t=1 i=1 F i (P it ) (3-22) Dalam peelitia ii perhituga haya sampai memperhitugka biaya baha bakar (fuel cost) saja, karea biaya start up tidak dimiimalisasi, maka start/stop, miimum up/dow time, da biaya-biaya maupu pegaruh akibat proses start up uit pembagkit termal tidak dipertimbagka dalam perhituga. 3.5 Flow Chart Peyelesaia Pejadwala Pembagkit Termal dega Kekaga Trasmisi Megguaka Metode Lagragia Relaxatio

9 38 Mulai A Meetuka da megumpulka data Perbaharui λ t (k+1) Meghitug karakteristik I/O da fugsi biaya baha bakar / persamaa icremetal fuel cost pembagkit termal Membuat prakiraa biaya baha bakar da daya yag diproduksi dega metode Lagragia Relaxatio Iterasi k = 1 Iisialisasi λ t Meghitug P it, P Lt, ) λ t P t, T ( f(λ t ) t=1 i=1 da λ t, Tidak Meghitug P it (k+1), P Lt (k+1), P t (k+1), T ( f(λ t ) (k+1), da (k+1) λt t=1 i=1 λ t ) Apakah kekaga / daya optimum terpeuhi? Ya Meghitug biaya baha bakar total T t=1 i=1 F T = F i (P it ) Keluara data biaya baha bakar, rugi-rugi trasmisi da daya pembagkita Pejadwala Pembagkit Termal A Selesai Gambar 3.2 Flowchart Algoritma Lagragia Relaxatio utuk Pejadwala Pembagkit Termal