BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

Transkripsi

1 BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Dalam pembangunan suatu sistem transmisi listrik perlu diperhatikan masalah ketersediaan kapasitas daya yang dibangkitkan untuk memenuhi kebutuhan pusat-pusat beban yang ada [15] dan pengembangan suatu jaringan transmisi yang baik secara teknik [13] untuk menunjang penyaluran daya listrik dari pusat-pusat pembangkit ke pusat-pusat beban. Selain itu, perlu pula dipertimbangkan masalah peminimalan modal pembangunan [12] dan biaya operasi dengan memperhatikan level keandalan titik beban yang mencukupi [14]. Hal ini didasarkan pada kebutuhan para pelanggan lsitrik yang menginginkan suplai energi listrik yang baik dengan suatu tingkat biaya yang relatif rendah. Pada kenyataannya suplai energi listrik tidak dapat berlangsung secara kontinu sepanjang waktu dan tidak selalu berkualitas baik. Hal ini disebabkan adanya berbagai faktor penyebab kegagalan sistem secara acak yang terjadi diluar perhitungan seperti gangguan petir, adanya penurunan kualitas besar tegangan dan frekuensi yang mempengaruhi kualitas suplai energi ke pelanggan, dan lain sebagainya. Hal ini memunculkan analisis tentang unjuk kerja (performa) dari suatu sistem tenaga. Peluang dari suatu sistem tenaga untuk bekerja/beroperasi seperti yang direncanakan dengan baik dalam suatu selang waktu tertentu dan berada pada suatu kondisi operasi tertentu disebut dengan keandalan. Pada saat ini, permintaan akan energi listrik terus bertambah seiring dengan perkembangan ekonomi dan pertumbuhan masyarakat yang ada. Peningkatan permintaan listrik ini akan mengakibatkan munculnya pembangkitpembangkit baru, penambahan kapasitas pembangkit-pembangkit lama atau penambahan saluran transmisi. Hal-hal tersebut secara langsung akan mengakibatkan perubahan konfigurasi sistem kelistrikan sehingga level keandalan sistem pun akan ikut berubah. Agar keandalan sistem ini tidak menurun atau bahkan agar keandalan sistem dapat ditingkatkan, maka haruslah difikirkan konfigurasi sistem baru yang baik untuk mengatasi penambahan permintaan daya

2 ini agar level keandalan sistem berada pada batasan tertentu yang dapat ditoleransi. Selain perubahan level keandalan, adanya perubahan konfigurasi sistem karena bertambahnya permintaan daya ini juga akan menimbulkan masalah baru terkait biaya investasi dan operasi yang harus ditanggung oleh sistem tenaga. Masing-masing pihak di dalam sistem tenaga pastinya menginginkan suatu perhitungan pembagian biaya perubahan konfigurasi sistem yang adil berdasarkan tingkat keandalan yang mereka dapatkan (untuk pihak titik beban) atau kontribusi mereka dalam perbaikan keandalan sistem (untuk pihak perusahaan pembangkitan (Generation Company (GENCO)) dan perusahaan transmisi (Transmission Company (TRANSCO)) ). Oleh karena itu perlu ada suatu metode pembagian biaya perubahan konfigurasi yang bersifat adil, masuk akal, dan melibatkan kegiatan interaksi antar pengguna sistem tenaga sehingga dapat diterima oleh semua pihak. Tugas akhir ini membahas metoda alokasi biaya investasi perubahan konfigurasi sistem bagi pihak-pihak yang berada di dalam suatu sistem tenaga. Pembagian biaya ini akan ditentukan berdasarkan teori permainan kooperatif dimana suatu pihak akan membuat suatu kerjasama (koalisi) dengan pihak lainnya dengan tujuan agar biaya yang dikeluarkan oleh pihak titik beban bisa lebih murah daripada biaya yang harus dikeluarkan jika mereka bekerja sendiri atau agar pihak pihak perusahaan pembangkitan dan perusahaan transmisi mendapatkan keuntungan dari kontiribusinya dalam membantu meningkatkan keandalan titik beban pihak lain. Teori ini dapat memperkirakan interaksi dari berbagai pihak dalam suatu pasar yang kompetitif [11]. Dasar dari pembuatan suatu koalisi adalah interaksi antar pihak untuk mendapatkan rekan koalisi yang menguntungkan, sedangkan dasar dari besarnya pembagian biaya adalah ukuran kekuatan masing-masing pihak terhadap pihak lain [1]. Penggunaan teori ini akan menghasilkan suatu konfigurasi sistem berdasarkan bentuk kerjasama yang dibangun antar pihak dalam sistem tenaga (suplier, konsumen, pemilik saluran [12]) dan angka pembagian biaya atau keuntungan di antara pihak-pihak tersebut.

3 1.2 Tujuan adalah : Adapun tujuan yang ingin dicapai pada penyusunan tugas akhir ini 1. Mengetahui pengaruh perubahan konfigurasi sistem tenaga terhadap indeks keandalan. 2. Menentukan perubahan konfigurasi Sistem Garver eksisting 5 bus berdasarkan nilai perbandingan perubahan indeks keandalan terhadap biaya yang terbesar. 3. Memahami aplikasi teori permainan kooperatif dalam suatu sistem tenaga. 4. Membentuk koalisi yang mungkin terjadi dalam suatu sistem tenaga. 5. Melakukan penghitungan alokasi biaya perubahan konfigurasi sistem tenaga bagi pihak-pihak (pemain-pemain) yang ada pada sistem. 6. Melakukan analisis pengaruh pembentukan koalisi terhadap biaya operasi. 1.3 Batasan Masalah Pada tugas akhir ini, dilakukan beberapa pembatasan sebagai berikut : 1. Penghitungan indeks keandalan dari sistem tenaga yang dipakai adalah Indeks Keandalan Perkiraan Energi Tidak Tersuplai (Expected Energy Not Suplied (EENS)) pada Pusat / Titik Beban. 2. Faktor beban (Load factor) diasumsikan 1, dimana daya beban ratarata sama dengan daya beban puncaknya. Hal ini dilakukan untuk mempermudah penghitungan nilai indeks keandalan. Selain itu, aliran daya yang dianalisis pada tugas akhir ini hanya aliran daya real. 3. Manajemen Load Shadding (ketika terjadi suatu kontingensi) dalam perhitungan nilai EENS dilakukan dengan cara menurunkan besar daya beban yang letaknya paling jauh dari titik pembangkit. Hal ini

4 dilakukan untuk mempermudah pembagian daya bagi titik-titik beban pada saat terjadi kontingensi dan untuk meminimalkan rugirugi saluran sehingga diperoleh perkiraan nilai EENS sistem yang minimal. 4. Untuk melihat nilai EENS sistem yang paling minimal maka pembebanan saluran transmisi yang digunakan pada saat terjadi kontingensi adalah 100 %. 5. Syarat pembentukan koalisi antar pihak (antar pemain) dalam sistem tenaga adalah terpenuhinya nilai indeks EENS = 0 MWh/tahun untuk kondisi kontingensi N-1 dengan besar tegangan di bus titik beban dan di bus titik pembangkit (selain slack bus) sebesar pu. Selain itu, koalisi yang terbentuk haruslah mengikutsertakan pemain Sistem Garver eksisting 5 bus dan koalisi tersebut dipilih berdasarkan payoff (keuntungan) terbesar yang didapatkan oleh pemain Sistem Garver eksisting 5 bus. 6. Tidak semua karakteristik besar biaya investasi dan operasi untuk setiap pemain didasarkan pada data sumber. 7. Perhitungan pembagian biaya investasi perubahan konfigurasi sistem dilakukan dengan dasar teori permainan kooperatif dimana pemain yang memiliki kekuatan tawar yang lebih tinggi akan dibebani biaya yang lebih rendah/mendapatkan keuntungan yang lebih besar, demikian pula sebaliknya. Penentuan pembagian biaya ini dihitung berdasarkan Nilai Shapley Bilateral dan Metode Induksi Terbalik (Backward Induction Method). 1.4 Metodologi Penelitian Metodologi penelitian dalam tugas akhir ini adalah: 1. Studi literatur dari berbagai sumber. 2. Analisis masalah pembentukan kerjasama antar pihak di dalam sistem dengan menggunakan metoda Teori Permainan Kooperatif.

5 3. Simulasi aliran daya dengan menggunakan software PowerWorld dan MatPower. 4. Analisis hasil perhitungan yang telah dilakukan. 1.5 Sistematika Pembahasan BAB I PENDAHULUAN Bab I menjelaskan latar belakang permasalahan, tujuan pembahasan yang menyangkut ruang lingkup informasi yang ingin disampaikan, batasan masalah untuk memfokuskan pembahasan pada inti masalah yang diamati, dan metodologi penelitian yang dilakukan. BAB II TEORI PERMAINAN KOOPERATIF Bab II menjelaskan tentang dasar teori permainan kooperatif, pembentukan suatu koalisi, fungsi karakteristik dari pemain dan koalisi, solusi permainan, Nilai Shapley, Nilai Shapley Bilateral dan Metode Induksi Terbalik. BAB III KEANDALAN SISTEM TENAGA LISTRIK Bab III menjelaskan pengertian keandalan sistem tenaga listrik, penurunan rumus keandalan sistem tenaga listrik, dan teknik perhitungan keandalan sistem tenaga. BAB IV ANALISIS FUNGSI KARAKTERISTIK KONFIGURASI SISTEM GARVER EKSISTING 5 BUS Bab IV mengevaluasi hasil analisis nilai perbandingan perubahan indeks keandalan EENS terhadap biaya investasi dan biaya kerugian EENS dari Sistem Garver 5 bus akibat adanya perubahan konfigurasi sistem. Hasil ini akan dipergunakan untuk menentukan besar fungsi karakteristik pemain eksisting. Pada bab ini dilakukan

6 analisis aliran daya untuk penghitungan nilai indeks keandalan titik beban dengan mempergunakan software PowerWorld. BAB V APLIKASI PEMBENTUKAN KOALISI DAN ALOKASI BIAYA INVESTASI DAN OPERASI UNTUK PENINGKATAN KEANDALAN TITIK BEBAN Bab V menjabarkan beberapa hal yang menyangkut aplikasi dari teori permainan kooperatif dalam hal pembentukan suatu koalisi dan pembagian biaya investasi dan operasi akibat adanya perubahan konfigurasi sistem. Perubahan konfigurasi sistem ini dilakukan untuk meningkatkan indeks keandalan titik beban. Pada bab ini dilakukan analisis aliran daya untuk penghitungan nilai indeks keandalan titik beban dengan mempergunakan software PowerWorld dan analisis aliran daya optimal (Optimal Power Flow) dengan mempergunakan software MatPower. BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN Bab VI menyimpulkan hasil pengamatan yang dilakukan terhadap pokok-pokok pembahasan serta memberikan saran-saran yang diperlukan dalam rangka menunjang perbaikan di masa yang akan datang.