BAB 1 PENDAHULUAN Latar Belakang

Transkripsi

1 BAB 1 PENDAHULUAN Latar Belakang Sejak awal listrik ditemukan sudah memiliki nilai manfaat yang tinggi baik untuk keperluan residen ataupun industri. Listrik merupakan faktor penunjang yang sangat penting bagi kelangsungan kehidupan di dunia ini. Mulai dari penerangan sampai mesin penggerak hampir semuanya adalah instrumen produktifitas yang menggunakan energi listrik. Bahkan sistem komunikasi modern dengan telepon genggam yang menjadi kebutuhan primer di era saat ini tidak akan mampu berjalan tanpa adanya suplai daya listrik. Seiring dengan berkembangnya jumlah penduduk dunia, keperluan akan listrik semakin tinggi, sehingga diperlukan pula kapasitas daya yang lebih tinggi. Oleh karena itu dibutuhkan penempatan pembangkit-pembangkit baru yang nantinya akan mengisi kebutuhan daya tersebut. Dalam penempatan pembangkit juga dibutuhkan perencanaan yang baik agar memberikan hasil yang memuaskan (Wang, 1994). Untuk itu diperlukan perencanan sistem tenaga listrik yang baik untuk meningkatkan daya saing di era globalisasi. Dalam perencanaan sistem tenaga listrik ada tiga hal yang perlu diperhatikan yaitu kualitas, nilai investasi, dan juga keamanan sistem. Yang dimaksud kualitas disini adalah kualitas secara teknis mampu memenuhi keperluan pengguna listrik seperti kapasitas daya, kontinuitas, dan juga profil listrik yang baik. Nilai investasi juga tidak kalah pentingnya, karena di dalam dunia kompetisi, orang berbondong-bondong mencari keuntungan sebesar-besarnya dan pengeluaran sekecil-kecilnya agar nantinya didapatkan nilai yang paling efisien dari perencanaan sistem tenaga listrik. Keamanan juga sangat penting mengingat adanya faktor resiko gangguan yang mungkin akan terjadi yang dapat memberikan kerugian baik dari segi produsen ataupun konsumen, sehingga perlunya perencanaan sistem tenaga listrik yang dengan baik untuk mengurangi resiko gangguan tersebut. 1

2 Energi terbarukan sudah bukan lagi menjadi tren baru dalam teknologi energi saat ini. Sudah banyak industri dan perumaahan yang menggunakannya sebagai salah satu penyuplai daya kebutuhan energi mereka. Pembangkit listrik dengan energi terbarukan biasanya dihubungkan dalam jaringan kelistrikan secara off grid dan on grid. Off grid adalah jaringan pembangkit yang dihubungkan langsung ke beban tanpa melalui jaringan listrik utama seperti jaringan transmisi dan distribusi dari PLN, sedangkan jaringan on grid adalah jaringan pembangkit yang dihubungkan ke beban melalui jaringan utama. Pada jaringan on grid, pembangkit listrik energi terbarukan biasanya diletakan di jaringan distribusi. Hal ini dikarenakan kapasitas dayanya yang cenderung lebih kecil dibandingkan pembangkit listrik konvensional, serta lokasi penempatan pembangkit yang terbatas cenderung hanya bisa diletakan di daerah tertentu saja dimana terdapat sumber energi terbarukan tersebut, sehingga biasanya pembangkit listrik energi terbarukan tersebar ke berbagai tempat pada jaringan distribusi. Oleh karena itu pembangkit listrik seperti ini disebut dengan Distributed Generation (Ackermann, 2011). Distributed Generation (DG) memiliki banyak keunggulan yaitu dapat memperbaiki profil tegangan, mengurangi rugi-rugi daya dalam aliran listrik, mitigasi kapasitas pembangkitan di jaringan transmisi dan distribusi, meningkatkan keandalan, dan kualitas daya (Mohammadi, 2013). Selain itu DG juga berperan mengurangi biaya operasional pada saat beban puncak, kemampuan menyokong grid, dan meningkatkan sekuritas pada beban beban kritis (Garcia, 2013). Penempatan DG dengan alokasi kapasitas daya tertentu merupakan kasus yang akan sering dipertimbangkan mengingat resiko daya yang hilang pada saluran distribusi dan faktor investasi dalam pengembangan serta perencanaan dengan nilai ekonomi DG yang tidak terbilang murah (Jenkins, 2008). Oleh karena itu dibutuhkan penempatan DG dan alokasi kapasitas daya yang optimal untuk mendapatkan biaya serendah-rendahnya dan manfaat setinggi-tingginya (Khalesi, 2011) tanpa mengurangi kebutuhan daya pelanggan dengan metode optimasi. Beberapa metode optimasi banyak yang bermunculan mulai dari optimasi klasikal, pendekatan analitis, sampai yang terbaru yaitu metaheuristik. Salah satu 2

3 metode optimasi metaheuristik terbaru adalah Flower Pollination Algorithm (FPA) yang merupakan metode optimasi yang terinspirasi dari proses penyerbukan bunga. FPA lebih efisien dengan menghasilkan hasil yang lebih baik dan memiliki kecepatan konvergen yang lebih tinggi jika dibandingakan dengan metode metaheuristik lainnya seperti Genetic Algorithm dan Particle Swarm Optimization (Yang, 2012). Rumusan Masalah Rumusan masalah yang mendasari penelitian ini adalah: 1. Bagaimana letak dan berapa kapasitas daya optimal dari penempatan DG untuk meminimalkan fungsi tujuan rugi-rugi daya aktif pada jaringan distribusi dengan menggunakan metode FPA? 2. Bagaimana letak dan berapa kapasitas daya optimal dari penempatan DG untuk memaksimalkan fungsi tujuan benefit cost ratio pada jaringan distribusi dengan menggunakan metode FPA? 3. Bagaimana manfaat optimasi penempatan dan kapasitas DG pada jaringan distribusi? 4. Bagaimana unjuk kerja metode FPA untuk kasus optimasi penempatan dan kapasitas DG pada jaringan distribusi? 5. Bagaimana analisis sensitivitas harga energi listrik, biaya kerugian ENS, biaya investasi, dan biaya operasi dan perawatan DG terhadap penempatan DG untuk memaksimalkan fungsi tujuan benefit cost ratio pada jaringan distribusi dengan menggunakan metode FPA? Batasan Masalah Batasan masalah yang diberlakukan pada penelitian ini adalah: 3

4 1. Sistem kelistrikan yang digunakan sebagai contoh kasus penyelesaian masalah menggunakan sistem distribusi tes 33-bus dan 69-bus terstandarisasi IEEE. 2. Beban operasi yang digunakan pada kondisi semua beban berbeban puncak. 3. Pada penelitian ini tidak memertimbangkan kekangan kapasitas arus saluran distribusi. 4. Pada sistem distribusi tes semua beban disuplai dengan satu sumber dari jaringan transmisi sebelum adanya penambahan DG. 5. Semua beban diasumsikan seimbang, sehingga tidak ada pembahasan ketidakseimbangan beban. 6. Beban yang disuplai memiliki kurva beban datar dengan asumsi satu tahun 8760 jam. 7. Diasumsikan beban tidak mengalami pertumbuhan beban dan variable harga-harga juga tidak berubah selama masa investasi. 8. Kondisi pasar yang digunakan adalah kondisi dalam keadaan deregulasi, dimana perusahaan pembangkit, perusahaan transmisi, dan perusahaan distribusi merupakan perusahaan yang berbeda. Tidak dalam satu kesatuan perusahaan. Tujuan Penelitian Adapun tujuan penulisan skripsi ini adalah sebagai berikut: 1. Mengetahui letak dan kapasitas daya optimal dari penempatan DG dengan meminimalkan rugi-rugi daya aktif pada saluran sebagai fungsi objektif pada jaringan distribusi dengan menggunakan metode FPA. 4

5 2. Mengetahui letak dan kapasitas daya optimal dari penempatan DG dengan memaksimalkan benefit cost ratio sebagai fungsi objektif pada jaringan distribusi dengan metode FPA. 3. Mengetahui manfaat optimasi penempatan dan kapasitas DG pada jaringan distribusi. 4. Mengetahui unjuk kerja metode FPA untuk kasus optimasi penempatan dan kapasitas DG pada jaringan distribusi. 5. Mengetahui analisis sensitivitas harga energi listrik, biaya kerugian ENS, biaya investasi, dan biaya operasi dan perawatan DG terhadap penempatan DG untuk memaksimalkan fungsi tujuan benefit cost ratio pada jaringan distribusi dengan menggunakan metode FPA. Manfaat Penelitian Manfaat yang didapatkan dari penelitian ini adalah: 1. Bagi peneliti, untuk menambah wawasan mengenai manfaat penambahan DG dan unjuk kerja optimasi dengan metode FPA pada jaringan distribusi. 2. Bagi mahasiswa, sebagai gambaran bagaimana cara penyelesaian masalah pada jaringan distribusi dengan menambahkan DG. 3. Bagi pemerintah, sebagai dasar pengambilan keputusan dengan opsi penambahan DG untuk menyelesaikan permasalahan jaringan distribusi. 4. Bagi perusahaan, sebagai dasar pengambilan keputusan untuk memberikan pelayanan terbaik untuk masyarakat dengan penambahan DG pada jaringan distribusi. 5

6 5. Bagi masyarakat, untuk meningkatkan pengetahuan masyarakat mengenai metode optimasi sebagai cara untuk menyelesaikan masalah dan memerkenalkan DG beserta manfaatnya. Sistematika Penulisan Penulisan laporan penelitian ini terdiri dari lima bab yaitu: BAB I: Pendahuluan yang berisi pembahasan mengenai latar belakang permasalahan, rumusan masalah, batasan masalah, tujuan penelitian, manfaat penelitian, dan sistematika penulisan penelitian. BAB II: Dasar teori yang berisi perbandingan penelitian-penelitian sebelumnya dan dasar teori yang menunjang pembahasan penelitian ini. BAB III: Metode penelitian yang membahas alat penelitian, sumber data, diagram alir penelitian, variabel pengamatan, dan parameter batasan sistem. BAB IV: Hasil dan pembahasan yang berisi hasil simulasi dan pembahasan unjuk kerja metode optimasi penempatan dan kapasitas DG dengan metode FPA. BAB V: Kesimpulan dan saran yang berisi kesimpulan yang dapat ditarik dari seluruh hasil pembahasan dan saran untuk pengembangan dan perbaikan penelitian di waktu yang akan datang. 6