BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Pada era sekarang ini, listrik menjadi sumber energi yang sangat penting bagi manusia untuk menjalankan aktivitasnya. Kebutuhan akan tenaga listrik meliputi rumah tangga, industri, dan sektor-sektor lainnya, yang saling berkaitan dan mempengaruhi kehidupan masyarakat secara luas. Suplai energi listrik juga terus ditingkatkan karena permintaan dari para konsumen juga yang meningkat. Minimnya suplai energi listrik dapat menghambat pertumbuhan ekonomi dan kegiatan manusia lain yang telah banyak bergantung terhadap energi listrik. Ketergantungan manusia akan energi listrik turut mendorong berbagai riset di seluruh dunia terus dilakukan dan dikembangkan mengenai bidang tenaga listrik secara luas, termasuk di dalamnya adalah energi terbarukan, optimalisasi sistem tenaga, teknologi peralatan listrik, dan sebagainya. Hal ini dilakukan untuk mewujudkan kehidupan manusia yang lebih baik dengan keamanan ketersediaan energi listrik. Riset di bidang stabilitas sistem tenaga listrik dengan stabilitas tegangan yang termasuk di dalamnya, juga menjadi isu penting untuk mewujudkan pelayanan penyediaan energi listrik yang baik. Stabilitas tegangan mencerminkan kemampuan sistem menjaga nilai tegangannya pada kondisi normal ataupun setelah terjadi gangguan. Selain disebabkan oleh gangguan, penambahan beban dan perubahan konfigurasi sistem juga dapat mempengaruhi stabilitas tegangan sistem tenaga listrik. Ketidakstabilan 1
2 tegangan terjadi ketika nilai tegangan pada sisi penerima akan turun dari batas normalnya, dan hal tersebut dapat menuntun pada kondisi yang dinamakan voltage collapse. Tegangan akan turun pada titik terendah, sehingga dapat menimbulkan tejadinya black out sistem secara keseluruhan ataupun parsial. Ketidakstabilan tegangan menyebabkan terjadinya gangguan sistem seperti yang terjadi di Tokyo pada Juli 1987 atau Swedia-Denmark pada Desember 1983 (Kundur,1994). Terdapat berbagai metode untuk menganalisis stabilitas tegangan, salah satunya yaitu titik ketidakstabilan tegangan dapat ditentukan dengan menggunakan fast voltage stability index (FVSI). FVSI merupakan indeks yang mengacu pada saluran sistem seiring dengan kenaikan permintaan daya. Ketika nilai indeks mencapai nilai 1, artinya pada titik tersebut adalah nilai pembebanan maksimum yang diijinkan. Penambahan beban setelahnya dapat menuntun pada kondisi ketidakstabilan tegangan. Pembebanan maksimum dapat dilihat dengan metode lain seperti kurva P-V yaitu hubungan antara perubahan daya dan tegangan. Analisis stabilitas tegangan diperlukan saat perencanaan ataupun operasi sistem tenaga listrik. Apabila terdapat perubahan konfigurasi sistem yang tidak disengaja seperti terjadinya kontingensi, tentunya kemungkinan besar stabilitas tegangan sistem tidak akan sama dengan kondisi normal. Contohnya adalah lepasnya saluran atau generator dapat mengakibatkan turunnya kemampuan stabilitas tegangan (Cutsem, 1998). Pada kondisi tersebut, analisis stabilitas sistem
3 menjadi sangat penting. Kasus nyata dapat dilakukan terhadap sistem tenaga listrik Perusahaan Listrik Negara (PLN). Dalam penelitian ini akan dilakukan perhitungan nilai FVSI pada sistem tenaga listrik 500 kv Jawa Bali, yang digunakan sebagai indeks stabilitas tegangan mengacu pada saluran. Simulasi aliran daya dilakukan pada kondisi sistem pukul 14.00 WIB dan pada kondisi sistem pukul 19.00 WIB. Pengambilan dua kondisi tersebut berdasarkan pembebanan dan pembangkitan sistem yang berbeda. Nilai FVSI juga akan dilihat pada kondisi perubahan sistem seperti terjadinya kontingensi. Simulasi aliran daya pada penelitian ini dilakukan dengan add-on dari software MATLAB yaitu Matpower 4.1. 1.2 Rumusan Masalah Rumusan masalah dalam skripsi ini adalah: 1. Bagaimana kondisi stabilitas tegangan sistem tenaga listrik 500 kv Jawa Bali jika dilihat dari indeks FVSI? 2. Pada saluran mana saja yang paling rentan terhadap ketidakstabilan tegangan dengan melihat FVSI? 3. Bagaimana pengaruh kontingensi saluran terhadap stabilitas tegangan jika dilihat pada FVSI dan kurva P-V? 1.3 Batasan Masalah Beberapa batasan dalam skripsi ini adalah:
4 1. Simulasi aliran daya dilakukan terhadap sistem tenaga listrik sisi 500 kv Jawa Bali pada tanggal 22 Oktober 2013 pada pukul 14.00 WIB dan pukul 19.00 WIB. 2. Penelitian menggunakan asumsi sistem dalam kondisi tunak (steady state). 3. Simulasi aliran daya dilakukan dengan metode newton raphson pada kondisi ideal, dengan menggunakan data yang ada pada lapangan. 1.4 Tujuan Penelitian Tujuan dilaksanakannya penelitian ini adalah : 1. Mengetahui kondisi stabilitas tegangan sistem tenaga listrik 500 kv Jawa Bali jika dilihat dari indeks FVSI. 2. Mengetahui pada saluran mana saja yang paling rentan terhadap ketidakstabilan tegangan dengan melihat FVSI. 3. Mengetahui pengaruh kontingensi saluran terhadap stabilitas tegangan jika dilihat pada FVSI dan kurva P-V. 1.5 Sistematika Penelitian Skripsi ini disusun ke dalam lima bab. Bab I berisi pendahuluan yang berisi latar belakang, rumusan masalah dan batasannya, serta tujuan dilakukan penelitian ini. Teori-teori dasar mengenai stabilitas tegangan, Aliran daya dengan Metode Newton Rhapson, FVSI, CPF, dan sebagainya, dijelaskan pada bab II. Bab selanjutnya adalah bab III yang berisi jalannya penelitian dan perancangan simulasi. Bab IV merupakan bab yang berisi tentang hasil simulasi dan
5 pembahasan. Skripsi ini ditutup dengan kesimpulan dan saran pada bab V. Data tambahan akan dilampirkan pada bagian lampiran.