BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Load Flow atau studi aliran daya di dalam sistem tenaga merupakan studi yang mengungkapkan kinerja dan aliran daya (nyata dan reaktif) untuk keadaan tertentu ketika sistem bekerja saat tunak (steady state). Studi aliran daya juga memberikan informasi mengenai beban saluran transmisi, losses, dan tegangan di setiap lokasi untuk evaluasi regulasi kinerja sistem tenaga. Oleh sebab itu studi aliran daya sangat diperlukan dalam perencanaan serta pengembangan sistem di masa yang akan datang. Karena operasi sistem tenaga listrik yang memuaskan adalah bergantung kepada pengenalan serta pengetahuan dari akibat adanya penambahan beban, unit pembangkit, dan saluran transmisi baru, sebelum semuanya dapat direalisasikan. Untuk metode penyelesaian yang digunakan pada studi aliran daya ini menggunakan metode Newton-Raphson dan Gauss Seidel. Seiring dengan perkembangan teknologi, permintaan konsumen akan kebutuhan energi listrik semakin meningkat. Sistem ketenagalistrikan semakin kompleks, mulai dari kebutuhan akan pembangkit energi listrik yang mempunyai kapasitas daya besar, multi-mesin, konfigurasi sistem dari radial menjadi konfigurasi loop, bertambahnya jumlah gardu induk dan transformator daya. Proses perhitungan aliran daya untuk sistem Interkoneksi Sumatera Utara- Nangroe Aceh Darussalam sangat rumit jika dilakukan dengan sistem manual, sehingga akan lebih mudah jika dilakukan dengan menggunakan software komputer. PSS/E (Power System Simulation Engineering) merupakan salah satu software yang digunakan untuk perhitungan studi aliran daya pada sistem tenaga.
Program PSS/E (Power System Simulation Engineering) dapat digunakan untuk sistem tenaga listrik yang besar dan memerlukan perhitungan kompleks. Sistem Interkoneksi Sumatera Utara-Nangroe Aceh Darussalam merupakan sistem tenaga listrik yang ter-integrasi antara sistem pembangkitan, transmisi dan distribusi yang melayani daerah Sumatera Utara dan Nangroe Aceh Darussalam. Sistem Sumbagut juga terinterkoneksi dengan sistem tenaga listrik lain, yaitu Sistem 275 kv PT Inalum, terhubung melalui IBT 2 40 MVA GI Kuala Tanjung, yang beroperasi merealisasikan transfer export-import energi antara PLN-Inalum dengan skema net-zero balance (energy-swap). Kapasitas daya terpasang di Sistem Sumbagut adalah 1.879,8 MW (dengan tambahan pembangkit baru PLTU Labuhan Angin Unit 1 dan 2 ), sedangkan daya mampu pasok sebesar 1233,2 MW (dengan transfer Inalum 45 MW pada saat WBP). Sedangkan demand pada saat beban puncak mencapai 1.353 MW. Faktor derating yang relatif besar antara kapasitas terpasang unit beroperasi dengan kemampuan pasoknya, sedikit-banyak berkorelasi dengan data usia pembangkit terpasang, yang rata-rata sudah tua: 21-30 tahun sebesar 25%, 11-20 tahun sebesar 61%, dan 0-10 tahun sebesar 14% (dari daya terpasang). 1.2 Tujuan Penulisan Tujuan Adapun tujuan penulisan ini adalah untuk : 1. Mengetahui besarnya tegangan pada setiap bus (rel) dari suatu sistem tenaga listrik. 2. Mengetahui aliran-aliran daya baik daya nyata maupun daya reaktif yang mengalir dalam setiap saluran pada sistem Interkoneksi Sumatera Utara- Nangroe Aceh Darussalam.
3. Mengetahui tegangan bus (dibawah Tegangan nominal) pada Interkoneksi Sumatera Utara - Nangroe Aceh Darussalam sesuai dengan gride code PLN. 4. Mengetahui losses sistem Interkoneksi Sumatera Utara-Nangroe Aceh Darussalam. 5. Mengetahui aliran daya sistem Interkoneksi Sumatera Utara-Nangroe Aceh Darussalam pada saat sistem dalam keadaan normal, aliran daya pada saat saluran transmisi keluar, dan aliran daya pada saat penambahan pembangkit baru. 6. Mengetahui tingkat pembebanan penghantar dan security (N-1) 7. Efek penataan kembali rangkaian-rangkaian dan penggabungan sirkitsirkit baru pada pembebanan sistem. 1.3 Batasan Masalah Untuk mendapatkan hasil pembahasan yang maksimal, maka penulis perlu membatasi masalah yang akan dibahas. Adapun batasan masalah dalam Tugas Akhir ini adalah : 1. Studi aliran daya pada sistem pembangkitan Sumatera Bagian Utara dengan menggunakan metode Newton Rapsón dan Gauss Seidel dengan bantuan software PSS/E (Power System Simulation Enggineering) versi 31.0.0. 2. Menggunakan data kompensasi (kapasitor) yang terpasang di Gardu Induk Banda Aceh sebesar 25 MVar. 3. Pengaturan OLTC (On load tap changer) transformator daya pada gardu induk tidak digunakan.
1.4 Metodologi Penulisan Adapun metodologi yang digunakan adalah : 1. Menggunakan Program (software) PSS/E Versi 31.0.0. 2. Data : data-data yang diambil adalah parameter-parameter yang dibutuhkan untuk menggunakan program PSSE. Data-data yang dibutuhkan adalah parameter-parameter pada peralatan tenaga listrik seperti : generator, transfomator, transmisi, bus, dan sebagainya. Data-data ini diambil di PT. PLN (Persero) P3B Sumatera Unit Pengatur Beban Sumbagut. 3. Studi literatur : mengambil bahan dari buku-buku referensi, jurnal, panduan PSSE Versi 31.0.0, dan sebagainya. 4. Studi bimbingan : diskusi, berupa tanya jawab dengan dosen pembimbing yang telah ditunjuk oleh pihak Departemen Teknik Elektro USU mengenai masalah-masalah yang timbul selama penulisan Tugas Akhir berlangsung. 1.5 Sistematika Penulisan Penulisan tugas akhir ini disusun secara sistematis sebagai berikut : BAB I PENDAHULUAN Bagian ini berisi mengenai latar belakang masalah, tujuan dan manfaat penulisan, pembatasan masalah, metodologi penulisan dan sistematika penulisan. BAB II DASAR TEORI Bagian ini berisi tentang dasar teori yaitu : tentang saluran transmisi, studi dan persamaan aliran daya, metode aliran daya, klasifikasi bus.
Metode aliran daya yang dijelaskan adalah metode Newton-Raphson dan Gauss Seidel. BAB III METODE ALIRAN DAYA SISTEM SUMBAGUT-NAD DENGAN PSS/E Bagian ini berisi tentang metode dan prosedur aliran daya menggunakan PSS/E dalam bentuk flowchart, data aliran daya yang digunakan yaitu : konfigurasi sistem, nilai impedansi yang tergantung pada tipe dan panjang saluran transmisi, jumlah bus (rel), impedansi transformator, generator, dan daya reaktif. Disamping itu juga berisi tentang studi aliran daya dengan berbagai macam kasus. BAB IV HASIL STUDI ALIRAN DAYA SISTEM SUMBAGUT-NAD Bagian ini berisi tentang hasil studi aliran daya menggunakan program PSSE (output PSSE) pada sistem Interkoneksi Sumatera Utara- Nangroe Aceh Darussalam pada saat Kasus-1 : sistem dalam keadaan normal, Kasus-2 : aliran daya pada saat saluran transmisi keluar, Kasus-3 : aliran daya pada saat penambahan pembangkit baru. BAB V KESIMPULAN DAN SARAN Bagian ini berisi tentang kesimpulan dan saran dari hasil analisa yang telah dilakukan.