PENENTUAN DAYA REAKTIF UNTUK PERBAIKAN KUALITAS DAYA BERDASARKAN VOLTAGE STATE ESTIMATION PADA JARINGAN DISTRIBUSI RADIAL 20 KV DI SURABAYA

dokumen-dokumen yang mirip
JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 2, No. 2, (2013) ISSN: ( Print) B-153

Analisis Aliran Daya Tiga Fasa Tidak Seimbang Menggunakan Metode K-Matrik dan Z BR pada Sistem Distribusi 20 kv Kota Surabaya

STATE ESTIMATION AT 20 KV DISTRIBUTION NETWORK NORTH SURABAYA WITH EXTENDED KALMAN FILTER METHOD USING JAVA PROGRAMMING LANGUAGE

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

ANALISIS PEHITUNGAN RUGI-RUGI DAYA PADA GARDU INDUK PLTU 2 SUMUT PANGKALAN SUSU DENGAN MENGGUNAKAN PROGRAM SIMULASI ELECTRICAL TRANSIENT ANALYZER

ALGORITMA ALIRAN DAYA UNTUK SISTEM DISTRIBUSI RADIAL DENGAN BEBAN SENSITIF TEGANGAN

Algoritma Aliran Daya untuk Sistem Distribusi Radial dengan Beban Sensitif Tegangan

TUGAS AKHIR - TE Brendy Chandra Supian Atmodjo NRP

Analisis Aliran Daya Tiga Fasa Tidak Seimbang Menggunakan Metode K-Matrik dan Z BR pada Sistem Distribusi 20 kv Kota Surabaya

BAB II JARINGAN DISTRIBUSI TENAGA LISTRIK. karena terdiri atas komponen peralatan atau mesin listrik seperti generator,

SINGUDA ENSIKOM VOL. 7 NO. 2/Mei 2014

STUDI KESTABILAN SISTEM BERDASARKAN PREDIKSI VOLTAGE COLLAPSE PADA SISTEM STANDAR IEEE 14 BUS MENGGUNAKAN MODAL ANALYSIS

Abstrak. Kata kunci: kualitas daya, kapasitor bank, ETAP 1. Pendahuluan. 2. Kualitas Daya Listrik

Analisis Aliran Daya Pada Sistem Distribusi Radial 20KV PT. PLN (Persero) Ranting Rasau Jaya

BAB II JARINGAN DISTRIBUSI TENAGA LISTRIK

Dynamic Economic Dispatch Menggunakan Pendekatan Penelusuran Ke Depan

Manajemen Gangguan Jaringan Distribusi 20 kv Kota Surabaya berbasis Geographic Information System (GIS) menggunakan Metode Algoritma Genetika

PERBAIKAN REGULASI TEGANGAN

PENENTUAN SLACK BUS PADA JARINGAN TENAGA LISTRIK SUMBAGUT 150 KV MENGGUNAKAN METODE ARTIFICIAL BEE COLONY

STUDI ALIRAN DAYA PADA SISTEM KELISTRIKAN SUMATERA BAGIAN UTARA (SUMBAGUT) 150 kv DENGAN MENGGUNAKAN SOFTWARE POWERWORLD VERSI 17

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

No.33 Vol.1 Thn.XVII April 2010 ISSN :

TINJAUAN PUSTAKA. Dalam menyalurkan daya listrik dari pusat pembangkit kepada konsumen

Analisis Pengaruh Harmonisa terhadap Pengukuran KWh Meter Tiga Fasa

atau pengaman pada pelanggan.

STUDI PENGATURAN TEGANGAN PADA JARINGAN DISTRIBUSI 20 KV YANG TERHUBUNG DENGAN DISTRIBUTED GENERATION (STUDI KASUS: PENYULANG TR 5 GI TARUTUNG)

Metode Penghematan Energi Listrik dengan Pola Pengaturan Pembebanan.

Rekonfigurasi Penyulang Akibat Kontingensi Pada Jaringan Distribusi dengan Metode Binary Integer Programming

Dynamic Optimal Power Flow dengan kurva biaya pembangkitan tidak mulus menggunakan Particle Swarm Optimization

Analisis Sympathetic Trip pada Penyulang Ungasan dan Bali Resort, Bali

Simulasi dan Analisis Stabilitas Transien dan Pelepasan Beban pada Sistem Kelistrikan PT. Semen Indonesia Pabrik Aceh

MAKALAH SEMINAR KERJA PRAKTEK

BAB II DASAR TEORI. Gardu Induk, Jaringan Distribusi, dan Beban seperti yang ditunjukkan Gambar 2.1

Studi Perhitungan Critical Clearing Time Pada Beban Dinamis Berbasis Controlling Unstable Equilbrium Point

Analisis Sympathetic Trip pada Penyulang Ungasan dan Bali Resort, Bali

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

DAYA ELEKTRIK ARUS BOLAK-BALIK (AC)

BAB II DASAR TEORI. a. Pusat pusat pembangkit tenaga listrik, merupakan tempat dimana. ke gardu induk yang lain dengan jarak yang jauh.

ANALISIS HARMONIK DAN PERANCANGAN SINGLE TUNED FILTER PADA SISTEM DISTRIBUSI STANDAR IEEE 18 BUS DENGAN MENGGUNAKAN SOFTWARE ETAP POWER STATION 4.

NASKAH PUBLIKASI ANALISIS GANGGUAN HUBUNG SINGKAT TIGA FASE LINE TO GROUND

Perbaikan Jatuh Tegangan Dengan Pemasangan Automatic Voltage Regulator

II. TINJAUAN PUSTAKA

BAB III TINJAUAN UMUM SISTEM SCADA DALAM KOMUNIKASI RADIO

BAB I PENDAHULUAN. sebagai salah satu kebutuhan utama bagi penunjang dan pemenuhan kebutuhan

Analisis Aliran Daya Harmonisa Dengan Metode ZBR Pada Sistem Distribusi Tiga Fasa Weakly Meshed

Algoritma Aliran Daya Untuk Sistem Distribusi Radial Dengan Beban Sensitif Tegangan

PERENCANAAN SMARTGRID JARINGAN LISTRIK SUMBAGUT 150 KV MENGGUNAKAN SIMULINK MATLAB

STUDI PEMASANGAN KAPASITOR BANK UNTUK MEMPERBAIKI FAKTOR DAYA DALAM RANGKA MENEKAN BIAYA OPERASIONAL PADA JARINGAN DISTRIBUSI 20 KV

ANALISIS HUBUNG SINGKAT 3 FASA PADA SISTEM DISTRIBUSI STANDAR IEEE 18 BUS DENGAN ADANYA PEMASANGAN DISTRIBUTED GENERATION (DG)

ANALISIS KONTINGENSI PADA SISTEM TENAGA LISTRIK DENGAN METODE ALIRAN DAYA

OPTIMASI PENEMPATAN DAN KAPASITAS SVC DENGAN METODE ARTIFICIAL BEE COLONY ALGORITHM

BAB IV ANALISA PERANCANGAN INSTALASI DAN EFEK EKONOMIS YANG DIDAPAT

Jurnal Media Elektro Vol. V No. 2 ISSN: ANALISIS RUGI-RUGI DAYA JARINGAN DISTRIBUSI 20 kv PADA SISTEM PLN KOTA KUPANG

I. PENDAHULUAN. Studi aliran daya merupakan tulang punggung dari perencanaan operasi sistem

STUDI ALIRAN DAYA PADA JARINGAN DISTRIBUSI 20 KV YANG TERINTERKONEKSI DENGAN DISTRIBUTED GENERATION (STUDI KASUS: PENYULANG PM.6 GI PEMATANG SIANTAR)

Studi Perbaikan Stabilitas Tegangan Kurva P-V pada Sistem Jawa-Bali 500kV dengan Pemasangan Kapasitor Bank Menggunakan Teori Sensitivitas

Analisis Pemasangan Kapasitior Daya

HALAMAN JUDUL TUGAS AKHIR TE Risma Rizki Fauzi NRP

ANALISA PERHITUNGAN DROP TEGANGAN MENGGUNAKAN RUMUS DAN MENGGUNAKAN APLIKASI ETAP 7.5 PADA PENYULANG SEMERU DI GARDU INDUK SIMPANG TIGA INDRALAYA

III. METODE PENELITIAN. Pengerjaan tugas akhir ini bertempat di Laboratorium Sistem Tenaga Elektrik

Kata kunci Kabel Laut; Aliran Daya; Susut Energi; Tingkat Keamanan Suplai. ISBN: Universitas Udayana

Jurnal Media Elektro, Vol. 1, No. 3, April 2013 ISSN

ANALISIS GANGGUAN HUBUNG SINGKAT TIGA FASE PADA SISTEM DISTRIBUSI STANDAR IEEE 13 BUS

JURNAL TEKNIK ITS Vol. 1, No. 1 (Sept. 2012) ISSN: B-97

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

BAB III KONSEP PERHITUNGAN JATUH TEGANGAN

Penentuan Kualitas Daya Untuk Kondisi Unbalanced Dan Nonsinusoidal Pada Jaringan Distribusi Tenaga Listrik Dengan Metode Harmonic Load Flow 3 Fasa

TUGAS AKHIR. Oleh ARIF KUSUMA MANURUNG NIM : DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2016

BAB III PENGGUNAAN KAPASITOR SHUNT UNTUK MEMPERBAIKI FAKTOR DAYA. daya aktif (watt) dan daya nyata (VA) yang digunakan dalam sirkuit AC atau beda

BAB I PENDAHULUAN. PLC (Programmable Logic Controller) suatu alat kendali yang berbasis

ANALISIS TEORITIS PENEMPATAN TRANSFORMATOR DISTRIBUSI MENURUT JATUH TEGANGAN DI PENYULANG BAGONG PADA GARDU INDUK NGAGEL

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

BAB III DASAR TEORI. pembangkit-pembangkit tenaga listrik, jaringan transmisi dan jaringan distribusi

SKRIPSI RESTU DWI CAHYANTO Oleh :

SKRIPSI. Disusun Oleh: NUR ANITA AGUSTIYANA

ANALISIS KETIDAKSEIMBANGAN BEBAN TRANSFORMATOR DISTRIBUSI UNTUK IDENTIFIKASI BEBAN LEBIH DAN ESTIMASI RUGI-RUGI PADA JARINGAN TEGANGAN RENDAH

SIMULASI PEMASANGAN FILTER HARMONISA PADA SISTEM TENAGA LISTRIK MENGGUNAKAN SOFTWARE ETAP

Analisis Under Voltage Load Shedding berdasarkan nilai Sensitivitas Bus dan Daya Reaktif pada PT PLN (Persero) APB DKI Jakarta & Banten

Evaluasi Kestabilan Tegangan Sistem Jawa Bali 500kV menggunakan Metode Continuation Power Flow (CPF)

BAB II TINJAUAN PUSTAKA. dibangkitkan oleh pembangkit harus dinaikkan dengan trafo step up. Hal ini

Desain Filter Pasif Pada Sistem Kelistrikan Industri Guna Mengurangi Distorsi Harmonisa

Perbaikan Tegangan Sisi Sekunder Transformator Daya 150/20KV di Gardu Induk Ungaran

JURNAL TEKNIK ITS Vol. 5, No. 2, (2016) ISSN: ( Print)

2.1 Distributed Generation

SIMULASI PENGENDALIAN PRIME MOVER KONVENSIONAL

BAB III LANDASAN TEORI. dan mengambil tindakan atas informasi tersebut secara remote atau jarak jauh

BAB IV ANALISIS DATA

ANALISIS DAMPAK PEMASANGAN DISTIBUTED GENERATION (DG) TERHADAP PROFIL TEGANGAN DAN RUGI-RUGI DAYA SISTEM DISTRIBUSI STANDAR IEEE 18 BUS

Pengaruh Kapasitor Shunt Terhadap Susut Transmisi Sistem Interkoneksi Sulselbar Berbasis DIgSILENT Power Factory 15.1.

Analisa Kebutuhan Kapasitas Kapasitor Bank Untuk Menjaga Pasokan Tegangan Operasi Pada Bus Pompa Motor HCT Duri

RANCANG BANGUN MODUL POWER FACTOR CONTROL UNIT

ANALISIS GANGGUAN HUBUNG SINGKAT TIGA FASE PADA SISTEM DISTRIBUSI STANDAR IEEE 13 BUS DENGAN MENGGUNAKAN PROGRAM ETAP POWER STATION 7.

Analisis Kestabilan Transien di PT. PUSRI Akibat Penambahan Pembangkit 35 MW dan Pabrik P2-B Menggunakan Sistem Synchronizing Bus 33 kv

Panduan Praktikum Sistem Tenaga Listrik TE UMY

BAB III METODE PENELITIAN

PERHITUNGAN DAN ANALISIS KESEIMBANGAN BEBAN PADA SISTEM DISTRIBUSI 20 KV TERHADAP RUGI-RUGI DAYA (STUDI KASUS PADA PT.

EVALUASI SUSUT PADA SISTEM KELISTRIKAN ENERGI MEGA PERSADA GELAM

STUDI PENGARUH PEMASANGAN STATIC VAR COMPENSATOR TERHADAP PROFIL TEGANGAN PADA PENYULANG NEUHEN

JURNAL IPTEKS TERAPAN Research of Applied Science and Education V8.i4 ( ) Perbaikan Jatuh Tegangan Dengan Pemasangan Automatic Voltage Regulator

BAB II DASAR TEORI. Universitas Sumatera Utara

Transkripsi:

JURNAL TEKNIK POMITS ol., No., (203) -6 PENENTUAN DAYA REAKTIF UNTUK PERBAIKAN KUALITAS DAYA BERDASARKAN OLTAGE STATE ESTIMATION PADA JARINGAN DISTRIBUSI RADIAL 20 K DI SURABAYA Ardyan Bhakti Setyarso, Ontoseno Penangsang,Rony Seto Wibowo Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60 E-mail: zenno_379@yahoo.com, ronyseto@ee.its.ac.id Abstrak Dalam Tugas Akhir ini akan dibahas metode Weighted Least Square (WLS) state estimation untuk mengestimasi magnitude dan sudut tegangan pada bus yang tidak terpasang sensor pengukuran. Dari hasil simulasi WLS State Estimation pada lima penyulang jaringan distribusi 20 K di Surabaya menunjukkan bahwa dengan metode ini, jumlah bus yang tegangannya dapat diestimasi mencapai 33.3 % hingga 45 % dari total jumlah bus dengan nilai error terbesar adalah 0.0205 % jika dibandingkan dengan analisa aliran daya. Setelah mengetahui magnitude tegangan pada masing- masing bus, dapat dilakukan aksi pada sistem apabila terjadi kondisi bus undervoltage berupa penyalaan kapasitor dengan nilai tertentu. Dari hasil estimasi WLS, menunjukkan nilai magnitude tegangan pada masing-masing bus di atas 99 %, sehingga diberikan gangguan pada sistem untuk mendapatkan kondisi undervoltage. Setelah itu, kapasitor dengan nilai tertentu dipasang pada bus yang mengalami drop tegangan paling besar. Lalu dilakukan state estimation ulang dan didapatkan magnitude tegangan bus yang baru dengan nilai error paling besar adalah 2.59 % jika dibandingkan dengan hasil perhitungan nilai kapasitor. Kata Kunci Weigted Least Square, Undervoltage, Kapasitor. K I. PENDAHULUAN ONSUMEN daya listrik di wilayah Surabaya terdiri dari berbagai kalangan mulai dari rumah tangga, bisnis hingga industri. ariasi beban ini menyebabkan fluktuasi kualitas daya pada bus-bus jaringan distribusi. Kualitas daya ditentukan dari tinggi rendahnya faktor daya pada bus. Apabila faktor daya pada suatu bus semakin mendekati nilai satu, maka kualitas daya pada bus tersebut semakin baik. Untuk mengetahui faktor daya pada suatu bus diperlukan sebuah sensor yang harganya cukup mahal. Untuk menanggulangi hal tersebut, pemasangan sensor dapat diganti dengan penggunaan metode state estimation. Metode ini bertujuan untuk mengetahui nilai tegangan pada suatu bus yang tidak memiliki sensor dengan membandingkan hasil pembacaan nilai tegangan dari bus lain yang memiliki sensor. Hasil perhitungan ini kemudian menjadi acuan terkait perlu tidaknya bus tersebut mendapatkan injeksi daya reaktif. Ketika hasil perhitungan menunjukkan bahwa cos phi pada bus berada di luar range yang diinginkan, maka sistem akan menginjeksikan daya reaktif pada bus tersebut berupa pengaktifan kapasitor dengan nilai tertentu. A. Sistem Distribusi II. STATE ESTIMATION UNTUK JARINGAN DISTRIBUSI Berdasarkan konfigurasi salurannya, sistem distribusi dibagi menjadi tiga macam, yaitu : a. Sistem Distribusi Radial Sistem distribusi radial merupakan salah satu sistem distribusi yang paling banyak digunakan. Hal ini dikarenakan karena konfigurasi salurannya paling mudah dan murah. Sistem ini dinamakan radial karena sebuah sumber atau Gardu Induk ditarik dari satu titik dan kemudian bercabang-cabang ke beberapa titik di bawahnya yang berperan sebagai beban. b. Sistem Distribusi Loop Sistem distribusi loop disebut juga sistem distribusi ring atau tertutup. Dinamakan ring karena sistem ini membentuk sebuah jaringan yang memungkinkan beban mendapatkan suplai daya dari dua arah. Berbeda dengan sistem distribusi radial yang hanya mendapatkan supali daya dari satu arah. Hal ini menyebabkan sistem distribusi loop memiliki keandalan yang sangat tinggi. Apabila terjadi gangguan pada salah satu saluran, maka saluran lainnya akan tetap mengalirkan arus. B. Analisa Aliran Daya Aliran daya atau load flow merupakan sebuah studi yang paling dasar ketika kita akan melakukan analisa pada sebuah sistem tenaga listrik. Aliran daya adalah sebuah proses penyaluran daya baik daya aktif maupun daya reaktif dari sumber ke beban. Dalam penyaluran daya itu sendiri dibutuhkan media penghantar seperti kabel. Dikarenakan kabel memiliki nilai impedansi, hal ini menyebabkan penyaluran daya dalam level tegangan tertentu akan mengahasilkan sebuah tegangan jatuh atau drop tegangan ketika melewati kabel. Tidak hanya kabel, beberapa peralatan seperti transformator akan menyebabkan tegangan jatuh saat dilewati arus. Sehingga tujuan utama dari analisa aliran daya ini adalah [4] : a. Mengetahui aliran daya aktif dan daya reaktif pada setiap saluran. b. Memeriksa level tegangan dan pengaturan level tegangan. c. Mengetahui besarnya nilai drop tegangan di saluran.

JURNAL TEKNIK POMITS ol., No., (203) -6 2 C. Monitoring Sistem Tenaga Listrik Salah satu jenis sensor alat pengukuran yang paling banyak digunakan untuk memonitoring sistem tenaga listrik adalah SCADA. SCADA adalah kependekan dari Supervisory Control And Data Acquisition. SCADA adalah sebuah sistem yang bertujuan untuk mengumpulkan informasi atau data dari lapangan kemudian mengirimkan data tersebut ke sebuah komputer pusat yang akan mengatur dan mengontrol data yang diperoleh tadi. Pada dasarnya sebuah sistem SCADA mempunyai 4 fungsi utama yaitu adalah sebagai berikut [5] : a. Telemetering (TM) Telemetering adalah proses untuk mendapatkan informasi atau data. Data merupakan hasil pengukuran dari metermeter (alat ukur) yang dipasang pada suatu peralatan. Seperti misalnya pengukuran tegangan, arus, daya, faktor daya, dll. b. Telesignal (TS) Telesignal adalah kegiatan untuk mendapatkan informasi keadaan suatu peralatan tertentu dengan mendeteksi nilai suatu sensor. c. Telecontrol (TC) Telecontrol adalah suatu kegiatan untuk melakukan kontrol atau kendali secara remote terhadap suatu peralatan dari jarak jauh. d. Data Communication Data communication adalah pengiriman suatu data dari sebuah sensor ke komputer atau dari komputer ke komputer lain. Kebanyakan sinyal yang dihasilkan sensor dan relai kontrol tidak bisa langsung diterjemahkan oleh protokol komunikasi. Dengan demikian dibutuhkan Remote Terminal Unit (RTU) yang menjembatani antara sensor dan jaringan SCADA. D. State Estimation Proses monitoring aliran daya dan tegangan pada sistem distribusi sangat penting. Dengan mengetahui nilai pengukuran dari setiap sensor, kondisi tegangan setiap bus dapat dipantau. Ketika kondisi bus berada pada kondisi di luar batas yang diinginkan ( undervoltage / overvoltage ), maka operator dapat segera memperbaiki bus tersebut [2]. Namun, berbagai permasalahan muncul dalam proses monitoring sistem tenaga listrik. Permasalahan yang paling banyak muncul ada pada transducer dari sensor pengukuran. Dikarenakan transducer adalah sebuah device elektronik, tentunya data yang dibaca memiliki nilai error. Nilai error ini semakin lama akan semakin besar apabila sensor digunakan terus menerus. Hal inilah yang menyebabkan usia pemakaian transducer terbatas [2]. Permasalahan yang kedua bukanlah berasal dari transducer, namun dari sensor itu sendiri secara kompleks. Sebuah sensor pengukuran yang biasanya digunakan dalam sistem tenaga listrik hargnya tidaklah murah. Salah satu komponen dari SCADA, yaitu sebuah RTU (Remote Terminal Unit) keluaran perusahaan Schneider Electric dengan tipe PM800 hanganya berkisar sebelas juta rupiah. Selain itu RTU dengan spesifikasi yang lebih tinggi yaitu ION 7650, harganya berkisar lima puluh juta rupiah. Apabila sebuah sistem distribusi terdiri dari puluhan bahkan ratusan bus, tentunya dapat dibayangkan berapa jumlah biaya yang harus dikeluarkan. Oleh karena itu, digunakanlah metode state estimation untuk mengatasi permasalahan tersebut. Dengan metode state estimation, kita dapat mengurangi error pengukuran yang dihasilkan oleh sensor. Selain itu, state estimation juga dapat mengurangi jumlah penggunaan sensor dalam sistem tenaga listrik. State estimation akan membandingkan data hasil pengukuran dari sensor lain untuk memperoleh data dari bus yang tidak dipasng sensor. Dengan jumlah sensor yang sedikit tentu saja biaya yang dikeluarkan lebih sedikit. III. WEIGHTED LEAST SQUARE STATE ESTIMATION & INJEKSI DAYA REAKTIF A. Teori Weighted Least Square Weighted Least Square (WLS) adalah metode klasik dari state estimation yang paling banyak digunakan dalam melakukan state estimation. Adapun langkah-langkah dalam melakukan WLS state estimation digambarkan pada diagram alir Gambar. Mulai Inisialisasi variabel awal Baca data pengukuran Membentuk fungsi nonlinier Menghitung residu pengukuran Membentuk matriks jacobian Membentuk gain matriks Menghitung drop tegangan Drop tegangan > 0.000 Selesai Gambar. Diagram Alir WLS [3] Sebelum melakukan iterasi WLS, ada beberapa data awal yang harus didefinisikan, diantaranya adalah :. Magnitude tegangan semua bus untuk pertama kali didefinisikan bernilai pu dan sudutnya 0 o. 2. Impedansi saluran berupa resistansi (R) dan reaktansi (X). N Iterasi + Y

JURNAL TEKNIK POMITS ol., No., (203) -6 3 3. Daya aktif dan daya reaktif hasil pengukuran. Daya ini dibagi menjadi dua jenis yaitu, daya injeksi pada bus (PQ injection ) dan daya yang mengalir pada saluran (PQ flow ). 4. Toleransi error dari masing-masing alat pengukuran (R). Nilai ini diasumsikan 0-4 untuk pengukuran daya injeksi pada bus dan 6.4 x 0-5 untuk pengukuran daya aliran. Pada iterasi pertama, dibentuk matriks h yang merupakan fungsi non-linier dari data pengukuran. h h h = h h h Masing-masing komponen matriks h adalah h, h, h, h dan h yang berturut-turut ditunjukkan pada persamaan di bawah ini [3]. h = h = (G cos(θ θ ) + B sin(θ θ )) h = (G sin(θ θ ) B cos(θ θ )) h = (G cos(θ θ ) + B sin(θ θ )) G h = (G sin (θ θ ) B cos(θ θ )) + B dimana : N = jumlah bus G = konduktansi antara bus i dan bus k B = suseptansi antara bus i dan bus k = magnitude tegangan pada bus i θ = sudut tegangan pada bus i = magnitude tegangan pada bus k θ = sudut tegangan pada bus k Matriks h digunakan untuk mencari residu pengukuran dengan cara mengurangkan ke data asli pengukuran (z). r = z h ariabel lain yang dibutuhkan untuk proses iterasi adalah matriks Jacobian (H). Matriks jacobian adalah matriks semua turunan parsial orde pertama dari suatu nilai fungsi vektor. Dalam Tugas Akhir ini, matriks jacobian yang digunakan berasal dari data jenis pengukuran yang dibaca yang kemudian diturunkan satu orde berdasarkan tegangan dan sudutnya. Komponen matriks jacobian dalam Tugas Akhir ini () (2) (3) (4) (5) (6) (7) ditunjukkan pada persamaan di bawah ini []. H = 0 Setelah didapatkan matriks jacobian, gain matriks dapat dihitung menggunakan persamaan di bawah ini [2]. G = H. R. H Gain matriks digunakan untuk mendapatkan drop tegangan sesuai persamaan di bawah ini []. E = G. H. R. r Apabila terjadi drop tegangan, nilai selisih tegangan akan bernilai negatif. Selisih tegangan ini kemudian ditambahkan dengan nilai magnitude tegangan awal seperti pada persamaan di bwah ini []. E = E + E B. Penentuan Injeksi Daya Reaktif Daya reaktif (daya semu) merupakan daya yang digunakan untuk pembentukan medan sehingga dihasilkan fluks medan magnet. Beberapa peralatan yang dapat menghasilkan daya reaktif adalah generator, kapasitor dan saluran transmisi. Sedangkan peralatan yang mengkonsumsi daya reaktif adalah motor, reaktor dan transformator. Aliran daya aktif dan daya reaktif pada system tenaga listrik secara sederhana digambarkan pada Gambar 3.2 E Gambar 2. Aliran Daya pada Sistem Sederhana [6] Bentuk fasor aliran daya di atas digambarkan pada diagram fasor Gambar 3. φ I R + jx δ Gambar 3. Diagram Fasor Tegangan [6] E RI Δ XI P + jq L Δδ (8) (9) (0) ()

JURNAL TEKNIK POMITS ol., No., (203) -6 4 Dari persamaan di atas maka dapat dicari nilai drop tegangan ( ) dan drop sudut tegangan (δ) sesuai persamaan di bawah ini [6]. RP + XQ = δ = XP + RQ Selanjutnya persamaan di atas dijadikan acuan untuk menentukan nilai drop tegangan pada bus. Semakin besar konsumsi daya reaktif (Q) maka drop tegangan di bus akan semakin meningkat dan sebaliknya. Dalam Tugas Akhir ini penentuan daya reaktif didasarkan pada dua nilai drop tegangan. Yang pertama adalah nilai drop tegangan lama, yaitu nilai drop tegangan existing dari sistem. Selanjutnya drop tegangan baru, yaitu drop tegangan yang diinginkan. Artinya drop tegangan baru nilainya harus lebih kecil dari drop tegangan lama. Untuk memperkecil nilai ini maka nilai daya reaktif (Q) yang diserap harus dikurangi yaitu dengan menambahkan daya reaktif dari kapasitor. Nilai kvar dari kapasitor yang diinjeksikan didapatkan dari nilai daya reaktif (Q) saat drop tegangan lama dikurangi daya reaktif saat drop tegangan baru. C. Sistem Kelistrikan Distribusi Surabaya 20K Pada Tugas Akhir ini, system distribusi 20 K di wilayah Surabaya Utara akan dijadikan plan untuk mensimulasikan state estimation. Sistem distribusi 20 K Surabaya Utara terdiri dari lima penyulang, yaitu penyulang kaliasin, basuki rahmat, ometraco, tunjungan dan tegalsari. Masing masing penyulang memiliki konfigurasi jaringan, impedansi saluran dan jumlah beban yang berbeda-beda. I. SIMULASI DAN ANALISA STATE ESTIMATION A. Simulasi State Estimation (2) (3) Simulasi state estimation dilakukan dengan cara melakukan running program weighted least square state estimation dengan data saluran dan bus dari lima penyulang di jaringan distribusi 20 K Surabaya Utara. Gambar di atas adalah diagram satu garis suatu sistem tenaga listrik secara umum. Pada sistem tersebut, sensor pengukuran akan dipasang pada masing-masing bus. Namun untuk simulasi state estimation, beberapa sensor akan ditiadakan. Adapun beberapa acuan penghilangan sensor pengukuran berdasarkan gambar di atas adalah:. utama (bus 0) harus selalu terpasang sensor pengukuran. 2. Diantara bus 02, bus 03 dan bus 04, sensor tidak boleh dihilangkan secara berurutan. Sebagai contoh, ketika sensor di bus 02 ditiadakan, sensor pada bus 03 harus ada namun sensor pada bus 04 boleh ditiadakan. 3. Pada percabangan bus, seperti bus 06, bus 07 dan bus 08, sensor yang dapat ditiadakan hanya salah satu dari ketika sensor tersebut. Sebagai contoh, ketika sensor pada bus 06 ditiadakan maka sensor pada bus 07 dan bus 08 harus terpasang dengan catatan sensor di bus 04 harus terpasang. Pengambilan data untuk pertama kalinya akan dilakukan dengan kondisi semua sensor terpasang. Kemudian sensor akan dihilangkan satu-persatu sesuai dengan pola di atas hingga didapatkan jumlah sensor terpasang minimum pada masing-masing penyulang. Hasil divalidasi dengan hasil aliran daya program ETAP untuk mengetahui nilai errornya. Grafik-grafik di bawah ini adalah data hasil simulasi WLS state estimation pada masing-masing penyulang dengan jumlah sensor paling sedikit yang dapat dipasang..000 9 8 7 6 4 3 2 2 3 4 5 6 7 8 9 0 Gambar 5. Hasil Simulasi pada Penyulang Kaliasin 0 02.0005 03 05 04 0.9985 0.998 0.9975 06 07 08 Gambar 4. Diagram Satu Garis Secara Umum 0.997 0.9965 3 5 7 9 3 5 7 9 2 23 25 27 Gambar 6. Hasil Simulasi pada Penyulang Basuki Rahmat

JURNAL TEKNIK POMITS ol., No., (203) -6 5.0005 0.9985 0.998 0.9975 Gambar 7. Hasil Simulasi pada Penyulang Ometraco.000 9 8 7 6 4 3 2 Gambar 8. Hasil Simulasi pada Penyulang Tunjungan.0005 0.9985 0.998 0.9975 2 3 4 5 6 7 8 9 0 2 3 Gambar 9. Hasil Simulasi pada Penyulang Tegalsari Jumlah penggunaan sensor yang dapat direduksi menggunakan WLS dapat dilihat pada table di bawah ini. Tabel. Penggunaan sensor pada WLS State Estimation Nama penyulang 2 3 4 5 6 7 8 9 0 2 2 3 4 5 6 7 8 9 0 2 3 4 5 6 7 8 9 20 Jumlah sensor dengan WLS Jumlah sensor total Prosentase reduksi Kaliasin 6 0 40 % Basuki rahmat 8 28 35.7 % Ometraco 8 3 38.46 % Tunjungan 8 2 33.33 % Tegalsari 20 45 % B. Simulasi Injeksi Daya Reaktif Injeksi daya reaktif berupa pemasangan kapasitor yang digunakan untuk memperbaiki bus dengan kondisi undervoltage. Dikarenakan kondisi bus hasil state estimation berada dalam kondisi normal, maka sistem diberikan gangguan untuk mendapatkan bus dengan kondisi undervoltage. Simulasi pemasangan kapasitor didasarkan hasil state estimation dengan jumlah sensor paling sedikit pada masing-masing penyulang dan kapasitor hanya dipasang pada satu bus di bawah bus utama. Sedangkan nilai kapasitor yang dipasang didapatkan berdasarkan perhitungan drop tegangan pada pembahasan sebelumnya. Perhitungan di bawah ini adalah perhitungan untuk menentukan kapasitas kapasitor yang harus diinjeksikan pada masing-masing penyulang. penyulang kaliasin adalah sebagai berikut. =.0 0.98 = 0.02 pu = R P + X Q 0.02 = (0.325 0.5602) + (0.0650 Q ) Q = 0.8343 Qc = 0.554 + 0.8342 =.3497 pu = 3.497 MAR penyulang basuki rahmat adalah sebagai berikut. =.0 0.98 = 0.02 pu = R P + X Q 0.02 = (0.7 0.7008) + (0.0548 Q ) Q =.0636 Qc = 0.5570 +.0636 =.6206 pu = 6.206 MAR penyulang ometraco adalah sebagai berikut. =.0 0.98 = 0.02 pu = R P + X Q 0.02 = (0.0500 0.8583) + (0.0245 Q ) Q =.9349 Qc = 0.6208 + 0.9349 =.5557 pu = 5.557 MAR penyulang tunjungan adalah sebagai berikut. =.0 0.98 = 0.02 pu = R P + X Q 0.02 = (0.325 0.5772) + (0.0650 Q )

JURNAL TEKNIK POMITS ol., No., (203) -6 6 Q = 0.8689 Qc = 0.2004 + 0.8342 =.0693 pu = 0.693 MAR penyulang tegalsari adalah sebagai berikut. =.0 0.98 = 0.02 pu = R P + X Q 0.02 = (0.0670 0.8382) + (0.0329 Q ) Q =.0999 Qc = 0.5968 +.0999 =.6967 pu = 6.967 MAR A. Kesimpulan. PENUTUP Dari hasil pembahasan pada Tugas Akhir ini dapat diambil beberapa kesimpulan, diantaranya :. Penggunan metode Weighted Least Square State Estimation dapat mengurangi jumlah penggunaan sensor pengukuran pada jaringan distribusi 20 K di Surabaya sebesar 33.3% hingga 45% dari total sensor yang terpasang dengan maksimum error sebesar 0.0205% 2. Weighted Least Square State Estimation masih dapat melakukan estimasi magnitude tegangan walaupun terjadi penambahan / injeksi daya reaktif pada jaringan distribusi 20 K di Surabaya. Apabila magnitude tegangan hasil estimasi dibandingkan dengan magnitude tegangan hasil perhitungan manual penambahan kapasitor, maka didapatkan error sebesar.9% pada penyulang kaliasin,.28% pada penyulang basuki rahmat, 0.24% pada penyulang ometraco, 2.59% pada penyulang tunjungan dan 0.53% pada penyulang tegalsari. B. Saran Adapun beberapa saran yang dapat penulis berikan yang mungkin berguna untuk kedepannya adalah :. Untuk penelitian ke depan, diharapkan sensor pengukuran dapat ditempatkan secara optimal menggunakan metode tertentu agar efisiensi dari sistem semakin bertambah. 2. Untuk injeksi daya reaktif berupa pemasangan kapasitor sebaiknya penentuan nilai kapasitor dapat secara otomatis dihitung oleh software, bukan secara manual. 3. Penempatan kapasitor sebaiknya juga menggunakan metode tertentu agar didapatkan hasil yang optimal. 4. Weighted Least Square State Estimation mungkin dapat dikombinasikan dengan GIS (Geographical Information System) agar dapat mengetahui lokasi gangguan secara real time berdasarkan hasil state estimation. DAFTAR PUSTAKA [] Gelagaev, Ratmir and ermayen, Pieter. State Estimation in Distribution Grids, IEEE, 2008. [2] J. Wood, Allen and Wollenberg, Bruce F. Power Generation and Operation Control (Second Edition), John Wiley & Sons Inc, United States of America, 996. [3] Khotari, DP and Nagrath, IJ. Modern Power System Analysis (Third Edition), Tata McGraw-Hill Publishing Company, Singapore, 2004. [4] Penangsang, Ontoseno. Analisis Aliran Daya. ITS Press, Surabaya, 2006. [5] Setiyo Wibowo, Dimas dan Taufik Yuliadi, Arif. Pengembangan Modul Praktikum Sistem Monitoring Mikro Scada Tahap II, Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya, 203. [6] Slide Presentasi Pelatihan PLN, Training Dispatcher [7] Wolley, NC and Milanovic, J. Estimating the oltage Unbalanced Factor using Distribution System State Estimation, IEEE, 20. BIODATA PENULIS Penulis bernama lengkap Ardyan Bhakti Setyarso dan dilahirkan di Madiun Jawa Timur pada Tahun 990. Penulis memulai pendidikan di Sekolah Dasar Negeri Madiun Lor 03 dan melanjutkan pendidikan Sekolah Mengah Pertama di SMP Negeri madiun dan SMA Negeri 2 Madiun. Pada tahun 2008, penulis melanjutkan pendidikan jenjang Diploma di Politeknik Elektronika Negeri Surabaya dengan konsentrasi bidang studi Teknik Elektronika. Semasa menempuh pendidikan diploma, penulis aktif dalam organisasi kemahasiswaan jurusan teknik elektronika sebagai staff departemen PSDM dan bendahara umum himpunan. Penulis juga menjadi salah satu penerima dana Program Mahasiswa Wirausaha dan Program Kreatifitas Mahasiswa di PENS. Pada tahun 20 penulis berhasil menyelesaikan pendidikan diploma dengan pridikat cumlaude dan pada saat itu juga melanjutkan pendidikan untuk jenjang sarjana. Pendidikan sarjana ditempuh di Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya di jurusan teknik elektro dengan konsentrasi bidang studi sistem tenaga. Selama menempuh pendidikan sarjana, penulis aktif sebagai asisten laboratorium simulasi sistem tenaga teknik elektro ITS. Pada tahun 203 penulis berhasil menyelesaikan pendidikan sarjana.