Penempatan Dan Penentuan Kapasitas Optimal Distributed Generator (DG) Menggunakan Artificial Bee Colony (ABC)

Transkripsi

1 Penempatan Dan Penentuan Kapasitas Optimal Distributed Generator (DG) Menggunakan Artificial Bee Colony (ABC) Oleh : Ahmad Zakaria H Dosen Pembimbing : Prof. Dr.Ir. Imam Robandi, MT. Ir. Sjamsjul Anam, MT. Seminar Tugas Akhir Jurusan Teknik Elektro ITS

2 Distributed Generator (DG) Terpasang di sistem distribusi Berskala kecil (kurang dari 10 MW) Terhubung langsung ke beban Menggunakan energi terbarukan

3 Manfaat DG Memperbaiki level tegangan Mengurangi rugi-rugi saluran Meningkatkan keandalan sistem dan kualitas daya secara keseluruhan

4 Kerugian DG Dapat menyebabkan gangguan pada sistem proteksi Sumber arus gangguan bertambah apabila terjadi gangguan Interkoneksi dengan grid relatif sulit

5 Sistem Distribusi Radial 150 kv 20 kv Trafo Distribusi PMT 150 kv PMT 20 kv PMT 20 kv Trafo Distribusi

6 Sistem Distribusi Radial 1. Sistem distribusi yang paling sederhana 2. Keandalan sistem ini lebih rendah dibanding dengan sistem yang lain 3. Kualitas tegangan paling ujung paling buruk.

7 Perhitungan Rugi-rugi Saluran Pemodelan saluran distribusi untuk aliran daya I ij V i I l y ij V j I ji

8 Persamaan Arus dan Daya Saluran Distribusi I ij = I l = y ij V V ( i j ) I ji = I l = y ij ( V j Vi ) S = V ij i S = V ij L ij I i * ij I * ij S = S + ij S ji

9 Artificial Bee Colony ABC algorithm mengadopsi perilaku mencari makan koloni lebah madu untuk menyelesaikan berbagai permasalahan optimisasi. Dikemukakan oleh Karaboga pada tahun Perilaku koloni lebah terdiri dari tiga komponen penting, yaitu: Sumber makanan (nektar) Lebah pekerja (employed bees), Lebah unemployed lebah onlooker dan lebah scout. Nilai nektar tiap sumber makanan mewakili kualitas (fitness). Posisi nektar mewakili kandidat solusi.

10 Tahap-tahap Algoritma ABC Tahap inisialisasi dilakukan melalui persamaan, x = x + rand(0,1) * ( x x ) Tiap lebah pekerja menghasilkan sebuah sumber makanan baru melalui rumusan, v ij = x ij + φ ij (x ij - x kj ) Lebah onlooker memilih sebuah sumber makanan dengan menggunakan perhitungan probabilitas, P ij j(min) j(max) j(min) i fit fit i = SN i = 1 i Pencarian acak lebah scout dengan memakai persamaan, x = x + rand(0,1) * ( x x ) i j(min) j(max) j(min)

11 Diagram Alir Algoritma ABC Start Inisialisasi letak sumber makanan Menghitung jumlah sumber makanan B A Mengingat letak terbaik Menentukan letak sumber makanan baru untuk lebah pekerja Menemukan sumber makan yang ditinggalkan Menghitung jumlah sumber makanan Menentukan letak sumber makanan tetangga untuk lebah onlooker Menghasilkan posisi baru untuk pengganti sumber makan yang ditinggalkan Sudahkah lebah onlooker tersebar semua? Tidak Memilih sebuah sumber makanan untuk lebah onlooker Tidak Apakah kriteria terpenuhi? (Cycle=MCN) B A Ya Ya Letak sumber makanan Stop

12 Representasi algoritma ABC untuk optimisasi DG Algoritma ABC Posisi Sumber Makanan Jumlah Sumber Makanan atau Jumlah Lebah Fungsi objektif = Fitness Optimisasi Pemasangan DG Kandidat kapasitas DG yang akan dipasang Jumlah bus yang menjadi kandidat tempat pemasangan DG min P loss

13 Sasaran Optimisasi Pemasangan DG 1. Batasan tegangan yang diijinkan berada pada level 1± 0,05 % pu. 2. Fungsi Obyektif yang digunakan untuk penentuan letak dan kapasitas DG adalah : f min P = loss dengan Ploss merupakan total kerugian daya aktif pada sistem

14 Metode Pembagian Area Saluran distribusi Area 1 Area 2 Area 3 Dari Transmisi Bus 1 Bus 2 Bus 3 Bus 4 Bus 5 Beban Paling Ujung

15 Sistem Distribusi Radial IEEE 33 Bus

16 Analisis aliran daya Penyelesaian analisis aliran daya dilakukan menggunakan metode Newton-Raphson didasarkan pada: Base tegangan = 34.5 kv Base daya = 100 MVA Akurasi = Akselerasi = 1.1 Maksimum iterasi = 100

17 Nomor Bus Data Beban Sistem Distribusi Radial IEEE 33 Bus Beban Aktif Tersuplai (kw) Beban Reaktif Tersuplai (kvar) Total

18 Data Impedansi Saluran Sistem Distribusi IEEE 33 bus Saluran (Bus Asal-Bus Tujuan) Panjan g (Mil) R(Ohm) X(Ohm)

19 Penentuan bus kandidat dengan metode pembagian area

20 Percobaan 1 Sesuai dengan metode pembagian area berdasarkan beban, maka bus kandidat yang akan dipasang DG adalah bus 25 dan bus 26. Oleh karena itu, algoritma ABC akan diterapkan dengan parameter-parameter sebagai berikut : a. Colony size : 4 b. Maximum cycle : 100

21 Percobaan 2 Pada simulasi 2, pemasangan DG juga dilakukan dengan mengkombinasikan metode pembagian area dan algoritma ABC. Sedangkan yang menjadi kandidat adalah semua bus pada area 2 dan area 3, yaitu bus 21 sampai dengan bus 33. Tujuan dari percobaan ini adalah untuk mengetahui seberapa jauh kinerja darialgoritma ABC pada optimisasi pemasangan DG. Parameter yang digunakan pada simulasi 2 adalah : a. Colony size : 26 b. Maximum cycle : 300

22 Letak DG Terpasang Pada percobaan 1, didapatkan letak DG di bus 26 dengan kapasitas 1601 kw Pada percobaan 2, didapatkan letak DG di bus 26 dengan kapasitas 1582 kw

23 Level tegangan setelah dipasang DG Level Tegangan (pu) No. Sebelum Pemasangan Bus Simulasi 1 Simulasi 2 DG

24

25 Rugi-rugi tegangan setelah dipasang DG Saluran Sebelum Setelah Pemasangan DG No pemasangan Dari Ke DG Simulasi 1 Simulasi

26 Total

27 Kesimpulan Berdasarkan hasil simulasi, dapat disimpulkan bahwa pemasangan DG pada sistem distribusi radial IEEE 33 bus dapat mengurangi rugi-rugi daya aktif sistem yang sangat signifikan sekaligus meningkatkan level tegangan pada tiap bus sehingga mencapai batas toleransi.