Alra Daya Optmal Pada Sstem Mahasa Nova Gama, elma Ls, M Tuegeh, A.. Nelwa, Jurusa Tekk Elektro-T, UNSRAT, Maado-955, Emal: ovag.03@gmal.com Abstrak-Sstem Mahasa merupaka sstem teaga lstrk dega daerah pelayaa yag melput kota Maado, kota Tomoho, Btug, Mahasa Utara, Mahasa Selata, Mahasa Iduk, Mahasa Teggara, da Kotamobagu dmaa sstem bekerja secara terterkoeks.melhat kods kelstrka yag mash basa terjad pemadama akbat kekuraga daya, sehgga dperluka pegoperasa pembagkt yag lebh besar yak dega cara meghubugka kerja atara sstem (msalya sstem Mahasa 70 kv da 50 kv). Pegatura pegoperasa pembagkt harus mampu doperaska secara optmal, sehgga daya yag dsalurka ke kosume dapat terpeuh (P demad ). Utuk megatur pegoperasa pembagkt dperluka sstem pejadwala yag tepat da akurat. Permasalaha dapat dselesaka melalu program matematka berdasarka tekk optmas yatu metode teras lamda. Optmal Power low (OP) adalah metode perhtuga kebutuha daya (P demad ) beba utuk melakuka pejadwala pembagkt secara efse dega tujua memmas baya total produks dar pembagkt. Dega kata la, mecar solus ekooms dalam pejadwala ut pembagkt berdasarka jumlah kebutuha daya yag dperluka. Perhtuga utuk medapatka alra daya megguaka metode Newto- Raphso.Sedagka dalam pembaga beba utuk pejadwala megguaka ut commtmet. Dega batua peragkat luak ETAP:Power Stato 4.0, dperoleh daya output yag dbutuhka oleh kosume sstem teaga lstrk Mahasa sebesar 47.6 MW. Berdasarka kebutuha daya (P demad ) aka dlakuka pejadwala dar ut pembagkt termal megguaka metode teras lamda. Pembagkt termal merupaka pembagkt yag beroperas dega output daya yag besar maka baya baha bakar mejad lebh mahal, oleh sebab tu dperluka pejadwala yag ekooms. Dar hasl pejadwala pada peelta, memberka hasl yag lebh optmum dbadgka total baya baha bakar yag dkeluarka oleh PT. PLN (Persero) Wlayah Sulutteggo. Total baya baha bakar yag dperoleh sebesar Rp. 369.669.939,500,-. Sedagka total baya baha bakar dar PT. PLN (Persero) Wlayah Sulutteggo sebesar Rp. 438.957.67,800,-. Kata kuc :Sstem Teaga Lstrk Mahasa, ETAP:Power Stato 4.0, kebutuha daya (P demad ), ut commtmet, OP. I. PENDAHULUAN A. Latar Belakag Lstrk merupaka salah satu betuk eerg yag bermafaat da tepat bag kehdupa mausa moder, karea mempuya satu fugs fudametal utuk memeuhkebutuha mausa, sehgga dperluka pasoka eerg yag stabl. Utuk megatas kekuraga pasoka eerg, maka pemertah membagu pusat pembagkt lstrk yag berdaya besar. Namu pegoperasa pembagkt lstrk pu harus memlk pegatura yag matag da bak, terlebh khusus dalam pegatura beba da daya. Sehgga dapat dperoleh besar pasoka daya dar pembagkt sama dega besar kebutuha daya (P demad ). Dega kata la, besar pasoka daya dar pembagkt sama dega besar beba. Utuk megatas kods datas, dperluka pegoperasa pembagkt la yag sudah tersambug pada sstem (msalya sstem Mahasa 70 kv da 50 kv). Pegatura pegoperasa pembagkt harus mampu doperaska secara optmal, sehgga daya yag dsalurka ke kosume dapat terpeuh. Utuk megatur pegoperasa pembagkt dperluka sstem pejadwala yag tepat da akurat, yatu dega megatur setap ut pembagkt utuk beroperas secara optmum da ekooms. Permasalaha dapat dselesaka melalu program matematka berdasarka tekk optmas yatu metode teras lamda, yag dguaka dalam ecoomc dspatch utuk pegatura ekooms yag megabaka rugrug. Namu dalam perhtuga utuk mecar baya palg ekooms dar ut-ut pembagkt yag beroperas dapat megguaka program damk (dyamc program). Masalah ecoomc dspatch da rug-rug trasms juga dapat dselesaka dega megguaka Optmal Power low (OP). Perhtuga dega OP dapat dtujukka sebaga uruta dar perhtuga alra daya Newto Raphso. Sstem teaga lstrk merupaka sekumpula pusat lstrk da gardu duk (pusat beba) yag satu sama la dhubugka oleh jarga trasms sehgga merupaka sebuah kesatua yag terterkoeks. Tujua utama sstem teaga lstrk adalah utuk memeuh kebutuha daya (P demad ) dega baya baha bakar yag mmum. Sehgga perlu dlakuka OP yak metode perhtuga kebutuha daya (P demad ) beba dega tujua memmasbaya total produks dar pembagkt (pejadwala pembagkt secara efse berdasarka kebutuha daya beba).tujua OP yatu utuk meetuka kods operas stabl dar jarga lstrk. Daya yag megalr melalu jarga aka dhtug. Sehgga dar alra daya aka dketahu kelayaka dar sstem jka dtjau dar ss daya sstemya. Metode OP juga aka meetuka batasa-batasa yag dperbolehka dalam pegoperasa sstem. Batasa melput ketersedaa jarga/trasms, pegatura pembagkt lstrk, batas desa peralata lstrk, da strateg operas.
Berdasarka latar belakag datas maka peuls megagkat judul tugas akhr yatu: ALIRAN DAYA OPTIMAL PADA SISTEM MINAHASA II. LANDASAN TEORI A. Sstem Teaga Lstrk Teaga lstrk melbatka produks da pegatara eerg lstrk dalam jumlah yag berkecukupa utuk mejalaka peralata lstrk rumah tagga, perlata perkatora, mes dustr, da meyedaka eerg yag cukup utuk peeraga umum, pemaasa, memasak, da lala. Sstem teaga lstrk merupaka sekumpula pusat lstrk da gardu duk (pusat beba) yag satu sama la dhubugka oleh jarga trasms da jarga dstrbus sehgga merupaka sebuah kesatua yag terterkoeks. Secara umum sstem teaga lstrk terdr dar 4 sub-sstem, dmaa gambar sstem teaga lstrk dapat dlhat pada gambar. Berkut pembaga dar sstem teaga lstrk, yatu:. Pembagkta/ kovers, yatu sub-sstem yag merubah sumber daya alam / sumber eerg prmer mejad teaga lstrk, msalya: PLTA, PLTP, PLTD, PLTU, PLTGU, da la-la. Baga memlk tegaga kerja 0 V 3 kv.. Trasms, yatu sub-sstem pegrma teaga lstrk dar pusat pembagkt ke gardu-gardu duk trasms, baga dtada oleh tegaga kerja yag tgg, msalya: 70 kv da 50 kv pada sstem Mahasa. 3. Dstrbus, yatu sub-sstem pembaga teaga lstrk ke kosume, baga dtada oleh tegaga kerja yag meegah da redah msal: 0 kv, 0 V (Idoesa), 0 V (Amerka Serkat). 4. Beba, yatu sub-sstem yag megguaka lstrk utuk keperlua hdup, produks, pelayaa da la-la. Beba lstrk secara umum memlk tegaga redah sampa meegah, msalya 0 V, 0 V, 6.3 kv. B. Optmal Power low (OP) Perhtuga Optmal Power low (OP) dguaka utuk meetuka kuattas sstem d dalam pegatura da operas sstem teaga lstrk. Pertumbuha jarga da tututa aka efses dalam sstem kelstrka membuat para operator d dalam pegatura da operas sstem teaga lstrk terus mecar metode yag cepat da efse. Metode Optmal Power low (OP) adalah metode utuk melakuka perhtuga kebutuha daya (P demad ) dar beba gua melakuka pejadwala pembagkt secara efse dega tujua memmas baya total produks dar pembagkt amu mejaga agar sstem tetap ama da adal. Dega kata la mecar solus ekooms dalam pejadwala ut pembagkt berdasarka jumlah kebutuha daya yag dperluka sstem. Metode OP dapat meetuka kods operas optmal dar jarga lstrk yag megalam kedala dalam pegoperasa. aktor maa yag aka dcar ttk optmal, aka drumuska da dselesaka dega megguaka algortma optmas yag sesua, sepert metode Newto- Raphso. Cotoh batasa-batasa yag harus dperhatka dalam metode OP yatu sepert pegatura pembagkt lstrk da besar pembebaa.kta dapat memecahka masalah OP dar baya operas mmum pembagkt da kesembaga pada alra daya. Dalam varabel OP dapat dsesuaka dega output dar geerator (MW) dmaa varabel yag lebh spesfk, terdr dar : Tegaga geerator Poss sadapa/poss tap trafo Settg swtched capastor Arus (Load sheddg) OPmemlk aplkasput, sebaga berkut: a. Dalam keadaa emergecy, jka beberapa kompoe dar sstem atau bus megalam overload, OP dapat meyedaka correctve dspatch (pegatura perbakaya) dmaa operator sstem dapat melakuka proses atau lagkah utuk megurag overload. b. OP dapat dguaka secara perodc utuk pegatura optmal pada voltage geerato, tap trafo da capastorswtch. OP atau alra daya optmal tdak mudah dalam hal program matematka. Beberapa metode yag dguaka, yatu: a. Metode Iteras Lamda : Salah satu metode dar bayak stadar pada ecoomc dspatch, dalam melakuka pegterasa la lamda sampa dperoleh la lamda yag dkehedak. b. Metode Gradet : Metode lambat dalam koverge da sult dalam memecahka masalah dar equalty costrat. c. Metode Newto s : Kemugka utuk koverge yag sagat cepat, tetap memlk masalah terhadap equalty costrat. d. Metode Lear Programmg (LPOP) : Salah satu metode yag terkeal dalam pegguaa secara umum. Mudah dalam megatas masalah dar equalty costrat. ugs objektf olear da masalah costrat dapat datas dega learsas. e. Metode Iterpot : Salah satu juga dar metode OP yag terluas da terkeal. Mudah utuk megatas masalah dar equalty costrat. Utuk megatas masalah tersebut maka dalam pembagua suatu ut pembagkt yag baru dperluka perecaaa yag matag da bak. Yak dega memperhatka masalah beba kosume. Dmaa jka kta megetahu besar kebutuha beba da alra daya kta dapat megatur agar suatu ut pembagkt dapat
3 memasok daya yag dbutuhka oleh kosume. Meggat bahwa lstrk tdak dapat dsmpa. Masalah OP terdr dar mmum atau maksmum fugs objek, da batas varabel cotrol. Sstem trasms yag complete aka dmasukka ke dalam pejadwala pembagkta. Proses basa terkat dalam satu baga dar algortma computer yag dkeal sebaga Optmal Power low (OP). OP yag complete, bak dalam membuktka pejadwala dar bayak kuattas yag dapat dkedalka dalam power system (pembagkta da sstem trasms) sepert poss tap trafo, pejadwala pembagkta MW da MVAr da la la. C. Stud Alra Daya Stud alra beba atau load flow study serg kal juga dsebut stud alra daya adalah suatu stud yag mempelajar alra daya pada suatu sstem kelstrka dar suatu ttk ke ttk la da tegaga pada bus-bus yag berada pada sstem tersebut. Stud alra beba merupaka peetua atau perhtuga tegaga, arus, daya aktf, faktor daya da daya reaktf yag terdapat pada berbaga ttk dalam suatu jarga sstem teaga lstrk pada keadaa pegoperasa ormal, bak yag sedag berjala maupu yag dharapka aka terjad d masa yag aka datag (Wllam D. Steveso, Jr., 994:6). Stud aalss alra beba dapat dhtug secara maual maupu megguaka software computer.jad Stud alra daya dapat ddefeska sebaga suatu stud yag dlaksaaka utuk medapatka formas megea alradayabak dalam betuk tegaga, arus, daya aktf, daya reaktf yag terdapat dalam suatu sstem kelstrka gua megevaluas ujuk kerja sstem teaga lstrk maupu megaalsa kods pembagkta maupu pembebaa. Tujua dar stud alra daya/ beba, yatu:. Utuk megetahu kompoe jarga sstem teaga lstrk pada umumya.. Megetahu besarya tegaga pada setap bus (rel) dar suatu sstem teaga lstrk. 3. Meghtug alra-alra daya, bak daya yata maupu daya reaktf yag megalr dalam setap salura. 4. Keruga-keruga sstem yag optmum. 5. Perbaka da pergata ukura koduktor da tegaga sstem. Dalam Stud Alra Daya dkeal berbaga Bus : ) Bus referes (slack bus atau swg bus) a. Terhubug dega geerator. b. V da sudut fasa dar geerator dketahu da tetap. c. P da Q dhtug. Slack bus berfugs utuk meyupla kekuraga daya real P da daya reaktf Q pada sstem. Atau sebaga bus yag meaggug semua rug daya yag terjad pada jarga. Basaya yag sebaga bus adalah pembagkt yag terbesar atau ft bus (bus tak terhgga) sepert sstem terkoeks. ) Geerator bus (bus pembagkta) atau (P-V bus) a. Terhubug dega geerator. b. P da V dar geerator dketahu da tetap. c. Sudut fasa da Q dar daya reaktf geerator dhtug. 3) Bus pembebaa (P-Q bus) a. Terhubug dega beba. b. P da Q dar beba dketahu da tetap. c. V da sudut fasa tegaga dhtug. Pada tap-tap bus terdapat 4 besara, yatu:. Daya real atau daya aktf (P). Daya reaktf (Q) 3. Harga skalar tegaga (V) 4. Sudut fasa tegaga (θ ) D. Metode Newto-Raphso Salah satu cara yag dpaka dalam meyelesaka perhtuga alra daya adalah metode Newto-Raphso. Metode meerapka deret Taylor utuk medapatka persamaa matematka sebaga dasar perhtuga teras yag megguaka matrks Jacoba. Metode Newto- Raphso merupaka prosedur pedekata beruruta berdasarka estmas awal yag tdak dketahu da merupaka pegguaa deret Taylor.Metode Newto-Raphso memlk perhtuga lebh bak dbadgka metode Gauss-Sedel utuk sstem teaga lstrk yag lebh besar karea lebh efse da prakts. Jumlah teras yag dbutuhka dtetuka berdasarka ukura sstem. Utuk mecar daya aktf (P) da daya reaktf (Q) sebaga berkut : P = V V Y cos( θ δ + δ ) () j j j j j= Q = V V Y s( θ δ + δ ) j j j j j = () Dalam metode persamaa alra daya drumuska dalam betuk polar. Deret Taylor sepert pada persamaa berkut : P P P P...... δ δ V V ( k) ( k) ( k ) ( k ) ( k) P............... ( k ) δ ( k ) ( k) ( k)... P P P P......... ( k) P δ δ V V ( k ) δ ( k) =. ( k ) ( k) ( k) ( k ) ( k ) Q Q Q Q Q V......... δ δ V V... ( k) Q ( k).................. V ( k ) ( k ) ( k) ( k) Q Q Q Q...... δ δ V V Matrks Jacoba memberka perbadga lear atara perubaha pada sudut tegaga ( k ) ( δ ) da tegaga ( ) ( V k ) dega sedkt perubaha pada daya aktf ( ) ( P k ) da daya reaktf ( ) ( Q k ). Dalam betuk sgkat dapat dtuls sepert berkut: (3)
4 P J J δ Q = J3 J4 V (4) E. Operas Ekooms Sstem Teaga Lstrk Operas ekooms dar suatu pembagkt termal merupaka proses pembaga atau pejataha beba total dar suatu sstem kepada masg-masg pusat pembagkt (pembagkt termal) sedemka rupa, sehgga dperoleh jumlah baya pegoperasa semmal mugk. Dmaa seluruh pusat-pusat dalam suatu sstem d kotrol secara terus-meerus pada saat terjad perubaha-perubaha beba, sehgga setap ut pembagkt teaga lstrk dapat beroperas secara palg ekooms.. Karakterstk Iput-Output Pembagkt Karakterstk put-output pembagkt termal adalah karakterstk yag meggambarka hubuga atara put baha bakar (lter/jam) da output yag dhaslka oleh pembagkt (MW). Dtuls dega otas H satua MBtu/h atau L, dtuls dega otas satua Rupah/jam.Utuk meggambarka karakterstk put output dapat dlhat pada gambar, yag meujukka karakterstk put-output suatu ut pembagkt teaga uap yag deal.iput ut yag dtujukka pada sumbu ordat adalah kebutuha eerg paas (MBtu/jam) atau baya total per jam (Rp/jam). Outputya adalah output daya lstrk dar ut tersebut. Kurva baya baha bakar dgambarka sebaga kuadrat turua daya aktf atau dega persamaa polyomal tgkat dua (kuadrat) dega persamaa : ( P) = α + βp + γ P Keteraga : = Pemakaa baha bakar pembagkt termal (lter/jam) P = Daya lstrk yag dbagktka (MW) αβγ = Parameter/ Kostata (5) G. Karakterstk Kurva Pertambaha Baya Baha Bakar Rata-Rata (Icremetal uel/heat Rate Characterstc) Dar karakterstk put-output pembagkt maka kta dapat mecar kurva pertambaha baha bakar rata-rata ( cremetal fuel/heat rate ), yatu : Icremetal uel or Heat Rate (IR) = d ( put ) d( output) atau IR = P (6) Dmaa: =masuka / put, kurva karakterstk put-ouput; = - P=keluara/output, kurva karakterstk put-output ; P = P-P Kurva pertambaha baha bakar rata-rata atau cremetal fuel rate (IR) dapat dkoverska ke kurva keaka baya baha bakar atau cremetal fuel cost (IC) dega megalka IR dega baya baha bakar. IC = IR X uel Cost Rupah MWh (7) H. Kemampua Pembebaa Ut Pembagkt Termal Setap mes pembagkt/geerator teaga lstrk mempuya kemampua pembebaa yag dbatas oleh kapastas mmum da maksmum.peetapa batas-batas sela karea keterbatasa kemampua dar kompoe-kompoe mes juga dar seg ekooms yatu memperhtugka efses kerja dar setap mes tersebut.jka suatu ut pembagkt doperaska atau dbeba dluar batas maksmum atau mmum dapat meyebabka la efses redah da umur/pegguaa (lfe tme mache) dar mes tersebut mejad pedek terutama jka serg dbeba berlebh (over loadg).oleh karea tu suatu ut pembagkt dapat beroperas da bekerja dega efses yag bak (ekooms), maka pembagkt tersebut harus doperaska dalam daerah pembebaa yag sesua.sehgga, dapat dguaka dega bak da dega jagka umur operas yag bak pula. I. Ecoomc Dspatch Ecoomc dspatch adalah pembaga pembebaa pada setap ut pembagkt sehgga dperoleh kombas ut pembagkt yag dapat memeuh kebutuha beba dega baya yag optmum atau dega kata la utuk mecar la optmum dar output daya dar kombas ut pembagkt yag bertujua utuk memmalka total baya pembagkta. Gambar 3 meujukka kofguras sstem yag terdr dar N ut pembagkt termal yag terhubug dega busbar yag melaya beba lstrk, P load.iput dar ut dtujuka sebaga mewakl baya (cost rate) ut. Output ut P adalah daya lstrk yag d bagktka oleh ut pembagkt termal. Kedala petg dalam operas sstem adalah jumlah daya output harus sama dega kebutuha beba. J. Ut commtmet Ut commtmet adalah peetua pembagkt yag akao le dar sejumlah pembagkt yag sap doperaska utuk memasok beba selama perode tertetu, karea kebutuha beba selalu berubah sehgga pembagkt yag aka doperaska dsesuaka dega kebutuha beba. Pegoperasa pusat-pusat pembagkt d dalam sstem teaga lstrk selalu dkoordaska dega
5 Kosume G Pusat Pembagkt Salura Trasms Gambar. Sstem Teaga Lstrk Salura Dstrbus Gambar. 3 N Pembagkt Termalyag Melaya Beba P load Gambar. 4 Grafk Peyelesaa Metode Iteras Lamda P cos t (K,I) = baya produks pada state I utuk level (stage) K Gambar. Karakterstk Iput-Output Ut Pembagkt Termal (deal) tujua agar pembebaa dar pusat-pusat pembagkt tersebut optmum (ekooms) pada setap terval waktu perubaha beba utuk sklus tertetu. Pejadwala yag optmum adalah kombas tertetu dar ut-ut yag djadwalka (doperaska) dega kapastas total cukup utuk memasok beba pada terval waktu tertetu dega baya operas yag palg murah (ekooms). Pada pejadwala ut-ut pembagkt yag aka doperaska (commt) pembaga pembebaaya harus dalam keadaa optmum melalu suatu kombas dar ut-ut tersebut, kemuda dplh kombas maa yag termurah baya operasya. Msalya, jka dalam suatu sstem terdapat N buah pembagkt, maka kombas pembagkt yag mugk adalah: C(N,) + C(N,) + + C(N,N-) + C(N,N) = N (8) Metode Pemrograma Damk Dega megguaka orward Dyamc Programmg (algortma rekursf utuk meghtug baya mmum utuk jam ke-k dega kombas I) adalah: cos t (K,I) = m [P cos t (K,I)+S cos t (K-,L;K,I) + cos t (K-,L ) (9) Dmaa: K = stage/jam ke utuk level beba tertetu I = state/kombas beba cos t (K,I) = bayakomulatf yag dperluka utuk sampa ke state I pada level K dar state awal S cos t (K-,L,K ) = baya trass dar state L pada level K- ke state I pada level K K. Iteras Lamda Iteras lamda merupaka salah satu metode yag dguaka dalam ecoomc dspatch. Dagram blok dar metode dapat dlhat pada gambar 3. Gambar dagram blok merupaka gambar dagram blok dar metode teras lamda utuk pegatura ekooms yag megabaka rug-rug. Pada metode lamda ( λ ) dasumska terlebh dahulu, kemuda dega megguaka syarat optmum, dhtug P (output setap pembagkt). Dega megguaka kostra dperksa apakah jumlah total dar output sama dega kebutuha beba sstem, bla belum harga lamda ( λ ) dtetuka kembal.utuk grafk peyelesaa metode teras lamda dapat dlhat pada gambar 4. L. Pegeala ETAP: Power Stato 4.0 ETAP: Power Stato 4.0 merupaka program komputer yag dguaka dalam megaalsa sstem teaga lstrk secara grafs peuh yag dapat djalaka pada Mcrosoft Wdows 98, NT, 4.0, 000, Me da XP. Dega ETAP: Power Stato 4.0 kta dapat meggambar dagram segars serta megaalsa suatu stud kasus, msalya : stud alra daya, stud hubug sgkat, start motor, stabltas trase koordas peralata peldug da stud kabel dalam sstem kelstrka. III. METODOLOGI PENELITIAN Prosedur peelta dapat dlhat pada gambar 5 Dagram AlrPeelta Secara Keseluruha. Dalam dagram alrpeelta terdr atas lagkahlagkah atau prosedur dalam melaksaaka
6 Mula TABEL I. BESAR ALIRAN BEBAN PADA SALURAN TRANSMISI SISTEM TENAGA LISTRIK MINAHASA 4 NOVEMBER 0 PUKUL 7.00 WITA Meetuka parameter atau data-data teks Nama Salura Alra Daya (P+jQ) (MW+jMVAr) Mempelajar/Aalsa Stud Alra Daya dega Metode Newto Raphso Membuat sgle le Memasukka data put sstem Mahasa ke dalam program ETAP 4.0 :Power Stato Apakah Hasl dar Stud Alra Dayasudah Data Iput da Output Pembagkt Termal Htug Persamaa Karakterstk Y Iput da Output Pembagkt Termal dega metode Least Square J = α + β P + γ P = Htug Persamaa Laju Pertambaha Baya Baha Bakar Icremetal uel or Heat Rate (IR) = d Lter Rupah dp MWh MWh Htug Harga Baya Baha Bakar (IC) IC = d dp Lter MWh x uel Cost Rp MWh Rupah Jam Meghtug Pejadwala/ Pembaga Pembebaa Setap Ut Pembagkt Termal dega Iteras Lamda β = γ λ = PD + = γ Pejadwala/ Pembaga Pembebaa Setap Ut Pembagkt Termal Selesa Gambar.5 Dagram Alr Peelta Secara Keseluruha T GI. Raomuut GI. Telg GI. Btug GI. Sawaga GI. Btug GI. Lkupag GI. Sawaga GI. Raomut GI.Sawaga GI. Tosealama GI. Tomoho GI. Telg GI.Tosealama GI. Tomoho GI. Tomoho GI. Task Ra GI. Lopaa GI. Kawagkoa GI. Otam GI. Lopaa GI. Otam GI. Lolak PLTA Taggar GI. Sawaga PLTA Taggar GI. Sawaga PLTA Tosealama GI. Tosealama PLTA Tosealama,3 GI. Tosealama PLTP Lahedog, PLTP Lahedog 3 GI.Kawagkoa PLTP Lahedog, PLTP Lahedog 3 GI. Tomoho 0.508+j0.8 8.890+5.70 3.78+j0.87 5.60+j8.878 6.866+j5.06 0.70+j.86 7.794+j3.80 9.346+j4.94 6.8-j0.486 3.34-j.060 0.838+j3.640 8.944+j7.67 8.890+j4.09.794+j0.868.46+j.00 8.580+j.584.6-j.67 0.684+j6.786 peelta, yatu prosedur maupu rumus-rumus yag aka dguaka dalam perhtuga peelta. IV. HASIL DAN PEMBAHASAN A. Besar Alra Beba pada salura trasms sstem teaga lstrk Mahasa. Berdasarka hasl rug program dar ETAP : Power Stato 4.0 dapat dperoleh besar alra beba pada salura trasms sstem teaga lstrk Mahasa sepert yag dtujukka pada table I. Dar tabel I dapat dlhat bahwa arah alra beba terbesar pada salura trasms sstem teaga lstrk Mahasa terjad pada salura trasms GI.Tomoho-GI.Telg sebesar 0.70 MW + j.86 MVAr, dsebabka salura trasms GI.Tomoho-GI.Telg meyalurka kebutuha daya yag dpkul oleh GI.Raomuut (trasms GI. Raomuut - GI. Telg), GI. Sawaga (trasms GI.Sawaga- GI.Raomuut), GI.Btug (salura trasms GI. Btug - GI. Sawaga), GI. Lkupag (salura trasms GI. Lkupag - GI. Btug), GI. Tosealama (salura trasms GI. Tosealama - GI. Tomoho) da PLTP Lahedog (salura trasms PLTP Lahedog - GI.Tomoho).Dega megguaka Program ETAP : PowerStato 4.0 sepert pada tampla d atas, maka dperoleh total dar : a. Daya Aktf (P) = 47.6 MW b. Daya Reaktf (Q) = 93.9 MVAr c. Daya Kompleks (S) = 75.0 MVA
7 Berdasarka jumlah dar daya aktf (P) yatu sebesar 47.6 MW yak pada taggal 4 November 0, pukul 7.00 WITA kta dapat melakuka pejadwala pada pembagkt termal yatu Pembagkt Lstrk Teaga Desel (PLTD) terlebh khusus dalam peelta pada PLTD Lopaa da PLTD Btug, kerea pembagkt termalmegguaka baha bakar sebaga sumber utama dalam mejalaka geerator (pegoperasa) dmaa baya produks lebh besar dbadgka pembagkt hdro. Utuk pembagkt hdro, yatu Pembagkt Lstrk Teaga Ar/Pembagkt Lstrk Teaga M Hdro (PLTA/PLTM) tdak dlakuka pejadwala karea sumber eerg prmer relatf murah yatu ar sedagka utuk pegguaa baha bakar sagat kecl dmaa haya utuk PS (pemakaa sedr) buka utuk mejalaka geerator (pegoperasa). B. Karakterstk Iput- Output Pembagkt Termal. Pada sstem Mahasa utuk PLTP Lahedog, da 3 serta PLTD Sewa telah memlk harga kotrak dega PLN sehgga perhtuga harga megkut harga kotrak. Utuk hasl perhtuga karakterstk put- output pembagkt termal (PLTD Btug da PLTD Lopaa) dapat dlhat pada tabel. C. Karakterstk Persamaa Baya Baha Bakar Ut Pembagkt Termal. Karakterstk persamaa baya baha bakar (PLTD Btug da PLTD Lopaa) dperoleh dega cara: utuk persamaa karakterstk putoutput dkalka dega harga baha bakar HSD atau MO yatu sebesar Rp. 846.7/lter. Hasl dar karakterstk dapat dlhat pada tabel 3. D. Karakterstk Laju Pertambaha Baya Baha Bakar. Karakterstk laju pertambaha baya baha bakar (PLTD Btug da PLTD Lopaa) dperoleh dar turua pertama dar persamaa karakterstk put-output yag dkalka dega harga baha bakar.hasl dar karakterstk dapat dlhat pada tabel IV.Dar perhtuga laju pertambaha baya baha bakar datas, maka kta megetahu uruta ut pembagkt termal dar yag palg murah sampa yag mahal utuk doperaska, yak dega melhat baya per kwh.dmaa utuk megetahu baya per-kwh palg murah yatu dega megalka masg-masg persamaa laju pertambaha baya baha bakar dar ut-ut pembagkt termal dega daya maksmal masgmasg ut.haslya dapat dlhat pada tabel IV, tabel V da tabel V. E. Pembaga Pembebaa da Pejadwala Ut Pembagkt Termal. Utuk pembaga pembebaa atau pajataha dar ut pembagkt termaldlakuka dega megguaka metode teras lamda. Dmaa, data yag dbutuhka yatu persamaa karakterstk baya baha bakar pembagkt termal, kapastas maksmum da mmum ut pembagkt termal, da beba lstrk (P D ) yag dtaggug oleh setap ut pembagkt t termalutuk waktu satu har (4 jam). Setelah dketahu besar daya lstrk yag harus dbagktka oleh pembagkt termal, kemuda dega rumus - dlakuka kombas o/off ut pembagkt termal. Dmaa merupaka jumlah ut yag aka beroperas (PLTD Btug da PLTD Lopaa). Sehgga dperoleh - = 9 - = 5 kombas. Kemuda kombas o/offut pembagkt yag aka dguaka dalam pejadwala adalah kombas dega uruta prortas. Tabel VII merupaka tabel kombas o/off utpembagkt termalyag beroperas (PLTD Btug da PLTD Lopaa). salah satu cotoh dalam perhtuga maual, sebaga berkut: a. Pukul 7.00 dega beba 6300 kw = 6.30 MW (utuk 3 ut pembagkt) Dega megambl salah satu cotoh total beba PLTD Btug da PLTD Lopaa datas, yatu pada pukul 7.00 dega beba 6300 kw = 6.30 MW. Secara maual perhtuga dapat djabarka dega lagkah-lagkah sebaga berkut:. Meetuka ut-ut pembagkt maa yag aka beroperas yag aka dtjau berdasarka uruta prortas, dar yag termurah hgga mahal. Berdasarka kasus maka kta dapat megatur ut pembagkt yag aka beroperas yatu : PLTD Lopaa ut da ut serta PLTD Btug ut 9 (P 9, P 8 da P 7 ), dega data ut pembagkt sebaga berkut: 9 = 698.434+87085.9904 P 9 +9560.448 P 9 8 = 65008.736+5968.406 P 8 +099.5776 P 8 7 = 50704.766+86846.53 P 7 +9353.0487P 7. Meetuka harga lamda rumus : β PD + λ = (0) λ 5 5 λ (0) ( ) 87085.9904 5968.406 86846.53 6.30 + + + (0) λ = 90.896 4499.55 8706.0974 + + 90.896 4499.55 8706.0974 = = γ γ dega (0) 6.30 + 38.935946 54.5935946 Rp = = = 907.958 (8.39574 x0 ) (8.39574 x0 ) MWh
8 TABEL II. KARAKTERISTIK INPUT- OUTPUT PEMBANGKIT TERMAL Pembagkt PLTD Btug PLTD Lopaa Pembagkt PLTD Btug PLTD Lopaa Ut Karakterstk Iput-Output ( Lter/Jam) = 97.67 + 3.8 P +.8P = 09.98 + 6.8P +33.9P 4 3 =00.33 + 5.74P 3 + 5.85P 3 5 4 =5.8 + 3.P 4 + 7.43P 4 6 5 =43.44+ 48.0P 5 + 4.38P 5 7 6 = 05.9 + 0.9P 6 + 9.49P 6 9 7 =78.86 + 0.96P 7 +.P 7 8 =98.4+ 8.5P 8 + 3.34P 8 9 = 64.4+ 3.6P 9 + 4.45P 9 TABELIII. PERSAMAAN BIAYA BAHAN BAKAR PEMBANGKIT TERMAL Ut 4 5 6 7 9 Karakterstk Iput-Output (Rp/Jam) =8984.039+88395.38 P +3677.5377P =76937.77+984345.794 P + 80507.993 P 3=845397.636+8786.96 P 3+4993.0945P 3 4=445070.994+79570.089 P 4 +6606.443P 4 5=0566.85+4064.394P 5 + 348674.946P 5 6=79808.439+03583.989 P 6 +48487.7533 P 6 7=50704.766+86846.53 P 7+9353.0487P 7 8=65008.736+5968.406 P 8 +099.5776 P 8 9=698.434+87085.9904 P 9 +9560.448 P 9 3. Meetuka la P dega rumus: TABEL IV. PERSAMAAN LAJU PERTAMBAHAN BIAYA BAHAN BAKAR PEMBANGKIT TERMAL Persamaa Laju Pertambaha Pembagkt Ut Baya Baha Bakar (Rp/MWh) =88395.38+ 47355.0754P =984345.794+ 5604.3986P 4 3=8786.96+ 98586.89P 3 PLTD Btug 5 4=79570.089+ 5.886P 4 6 5=4064.394+ 697349.89P 5 7 6=03583.989+ 496975.5066P 6 9 7=86846.53+ 8706.0974P 7 8 =5968.406 + 4499.55P PLTD Lopaa 8 9 = 87085.9904 + 90.896P 9 TABEL V. HARGA DARI PEMBANGKIT- PEMBANGKIT TERMAL(RP/KWH) Pembagkt PLTD Btug Ut Baya Baha Bakar (Rp/kWh) 047.4 667.39 4 6.9 5 33.95 6 637.66 7 3498.46 P λ β = γ () PLTD Lopaa 9 0.49 70.86 635.69 907.958 87085.9904 P9 = = 5.389 MW ( > P m aks) 90,896 907.958 5968.406 P8 = = 8.807 MW ( > P m aks) 4499.55 907.958 86846.53 P7 = =.05 MW ( < P m) 8706.0974 Berdasarka hasl la datas (P 9, P 8 da P 7 ) telah durutka berdasarka prortas utama ut yag palg murah, maka: P 9 da P 8 lebh dar P maks sehgga dset utuk dbeba maksmal sebesar P maks, yatu: P 9 = 4.0 MW da P 8 = 4.5 MW. P D yag telah terpeuh yatu: P 9 + P 8 = 8.5 MW. Berart terjad kekuraga daya sebesar 6.30 MW 8.5 MW = 7.80 MW. Utuk tu P 7 doptmalka dega ssa beba tersebut yatu sebesar 7.80 MW. Maka dperoleh: P 9 = 4.00 MW P 8 = 4.50 MW P 7 = 7.80 MW Dmaa P 9, P 8 da P 7, da mash beroperas dalam atau sesua dega batasaya (P m da P maks ). Selajutya aka dhtug besar baya yag palg ekooms datara beberapa kombas o/off ut pembagkt termal dega megguaka metode pemrograma damk. Dega meguaka persamaa 9. Kta dapat meghtug baya baha bakar mmum utuk jam ke-k da kombas I, sepert dbawah :. K= (jam ke-): I=33 cos t (,33) = m[p cos t (,33) + S cos t (0,L;,33) + cos t (0)]
9 TABEL VI. URUTAN UNIT PEMBANGKIT TERMAL(RP/KWH) Pembagkt PLTD Lopaa PLTD Btug Ut Baya Baha Bakar (Rp/kWh) 635.69 70.86 9 0.49 047.4 4 6.9 5 33.95 6 637.66 667.39 7 3498.46 TABEL VII. KOMBINASI ON/O UNIT PEMBANGKIT TERMALYANG BEROPERASI (PLTD BITUNG DAN PLTD LOPANA) Jumlah Pembagkt Keadaa (State) Kombas Ut Kapastas Maksmum utuk tap Kombas (kw) 7 00000000 4.500 33 0000000 8.500 3 87 000000 7.500 4 9 00000.00 5 38 0000 4.600 6 446 000 7.800 7 483 00 3.300 8 504 0 34.400 9 5 39.400 = 698.434+87085.9904 P 9 +9560.448 P 9 =698.434+87085.9904 (3.50)+9560.448 (3.50) = 5.848.365,388 =65008.736+5968.406 P 8 +099.5776 P 8 = 65008.736+5968.406(.50)+ 099.5776 (.50) =.967.695,37 P cos t (,33) = + = 5.848.365,388 +.967.695,37 = 8.86.060,760 cos t (,33) = 8.86.060,760 + 0 = 8.86.060,760 I=9 cos t (,9) = m[p cos t (,9) + S cos t (0,L;,9) + cos t (0)] =79808.439+03583.989P 6 +48487.7533P 6 =79808.439+03583.989(5.00)+ 48487.7533 (5.00) = 3.009.9, P cos t (,9) = 3.009.9, cos t (,9) = 3.009.9, + 0 = 3.009.9, Baya termurah adalah: cos t (,33) = 8.86.060 TABEL VIII. HASIL PERHITUNGAN BIAYA BAHAN BAKAR MINIMUM Pukul Keadaa/State Baya Mmal (Rp) 0:00 33 8.86.060,760 0:00 33 8.86.060,760 03:00 33 8.86.060,760 04:00 33 8.86.060,760 05:00 33 8.86.060,760 06:00 33 8.86.060,760 07:00 7 6.64.3,564 08:00 7 6.64.3,564 09:00 7 6.64.3,564 0:00 7 6.64.3,564 :00 7 6.64.3,564 :00 7 6.64.3,564 3:00 7 6.64.3,564 4:00 7 6.64.3,564 5:00 7 6.64.3,564 6:00 33 0.866.765,380 7:00 87 3.4.5.680 8:00 446 49.99.94,30 9:00 483 58.300.80,300 0:00 483 58.300.80,300 :00 9 35.4.58,960 :00 7 4.403.886,70 3:00 7 4.403.886,70 4:00 7 4.403.886,70 Total 369.669.939,500 Tabel II sampa dega tabel V meujukka hasl perhtuga dar karakterstk put-output pembagkt. V. KESIMPULAN Berdasarka hasl peelta da aalsa data, maka dapat dtark beberapa kesmpula da sara sebaga berkut :. Dega peetua parameter-parameter yag ada da daalsa dega sstem alra daya megguaka metode Newto-Raphso dperoleh hasl sepert pada tabel I.. Setelah melakuka pegolaha data da dbatu dega megguaka program ETAP: Power Stato 4.0 dapat dperoleh besar daya atau kebutuha daya (P demad ) pada sstem Mahasa pada taggal 4 November 0 pada pukul 7.00 WITA adalah sebesar = 47.6 MW. 3. Pejadwala pembagkt termalyag dlakuka yatu pada pukul 7.00 WITA sesua dega jumlah beba yag beroperas yatu PLTD Btug da PLTD Lopaa adalah sebesar 6.30 MW maka ut-ut pembagkt termalyag beroperas adalah PLTD Lopaa ut da serta PLTD Btug ut 9 (P 9 =4.00 MW, P 8 =4.50 MWda P 7 =7.80 MW)dmaa sesua uruta prortas. 4. Utuk pejadwala PT. PLN (Persero) dtjau dar seg harga baha bakar, pembagkt yag doperaska secara utama sebakya adalah PLTD Lopaa dbadgka PLTD Btug. 5. Sesua dega jumlah beba da pejadwala maka hasl perhtuga baya baha bakar berdasarka uruta prortas dperoleh sebesar Rp. 369.669.939,500,-.Da jka dbadgka dega pejadwala PT. PLN (Persero) Wlayah
0 Sulutteggo total baya baha bakar sebesar Rp. 438.957.67,800,-. Sehgga terlhat perbedaaharga, da dapat dkataka peelta memberka hasl yag optmum. 6. Dalampejadwala PT. PLN (Persero) lebh dahulu megutamaka PLTD Btug dsebabka utuk Mare uel Ol (MO) pada PLTD Lopaa memlk kekuraga: Perlu pemaasa dahulu (95 C) da Dapat meyebabka mes mogok bahka rusak karea kaduga dar Mare uel Ol (MO) sepert aspal (kasar). 3. Dr. T. Hashm Hasa, Belajar Sedr Dasar-dasar Pemrograma Matlab,Gava meda, Jogjakarta, Agustus, 005. TABEL IX. PEMAKAIAN BAHAN BAKAR DAN HARGA BAHAN BAKAR DARI PLTD BITUNG DAN PLTD LOPANA PADA TANGGAL 4 NOVEMBER 0 Pembag-kt PLTD Btug Ut Pemakaa Baha Bakar (lter) Baya Baha Bakar (Rp) 3.60 30.50.735,40 4957 4.768.54,690 4 4.774 40.6.535,58 5.49 8.07.839,330 6 3.438 8.969.7,460 7 5.66 47.3.370,7 9 4.800 08.969.06,00 PLTD.840.74.67,60 Lopaa.650 0.97.456,00 Total 438.957.67,800 DATAR PUSTAKA. Ir. A.. Nelwa, MT, Tekk Teaga Lstrk,Lembaga Pembaa da Pegembaga Peddka, Usrat, Maado,007.. S. Veroka Agdreda N. Gama, Pegoperasa Pada PT. PLN (Persero) Wlayah Sulutteggo Area Peyalura da Pegatura Beba (APB) Sstem Mahasa, Lapora Kerja Praktek. Tekk Elektro, Usrat, Maado,0.. D. Marsud, Pembagkta Eerg Lstrk, Jakarta, Erlagga,005. 3. Jr. W.D.Steveso, Aalsa Sstem Teaga Lstrkeds ke empat, Erlagga, Jakarta,983. 4. Pusat Peddka da Pelatha PLN (Persero). 5. C. Cekd,Sstem Teaga Lstrk : Cotoh Soal da peyelesaaya megguaka Matlab,Ad, Yogyakarta,007. 6. A.J. Woodad. Bruce, Wolleberg, Power Geerato Operato Ad Cotrol secod edto, Uted States,984. 7. A. Kadr, Eerg: Sumber Daya, Iovas, Teaga Lstrk da Potes Ekoom, Uverstas Idoesa, Jakarta,995. 8. H. Saadat, Power System Aalyss, McGraw-Hll Iteratoal Edto,004. 9. M.E. El-Hawary, Electrc Power System: Desg ad Aalyss,Resto Publshg Compay, Ic.ebrua, Caada,98. 0. M. Tuegeh,Optmal Geerator Schedulg Berbass Partcle Swarm Optmzato (PSO), Tess Program S Tekk Elektro ITS, Surabaya,009.. P.S.R. Murty, Power System Operato ad Cotrol, Tata Mcgraw-Hll PublssgCompay Lmted, New Delh,984.. ETAP:PowerStato 4.0,UserGude, Operato Techology, Ic,00.