BAB III METODE PENELITIAN

BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Parameter Saluran Sistem Standar IEEE 30 Bus digunakan nilai MVA base sebesar 100 MVA dan nilai kv base sebesar 100 kv, sedangkan untuk sistem interkoneksi 500 kv Jawa-Bali digunakan nilai MVA base sebesar 1000 MVA dan nilai kv base sebesar 500 kv sehingga memiliki parameter yang sama dengan metode pembanding. Parameter bus lain yang ditentukan nilainya adalah Z base. Berikut adalah persamaan untuk menentuka Z base pada sistem : = (3.1) Nilai impedansi saluran atau Z pada sistem dinyatakan dalam satuan Ohm (Ω). Untuk mempermudah perhitungan nilai Z diubah dalam bentuk per unit (p.u) seperti persamaan berikut. = (3.2) 3.2 Sistem Standar IEEE 30 Bus Untuk menguji aliran daya optimal dengan metode MINOPF, maka dilakukan pengujian awal pada Sistem Standar IEEE 30 bus. Sumber data Sistem Standar IEEE 30 Bus berasal dari jurnal Optimal Load Flow with Steady State Security dan Transaction Analysis in Deregulated Power Systems Using Game Theory. (Alsac dan Stott, 1974 : 750) (Ferrero et al, 1997 : 1342) Hasil dari pengujian ini akan dibandingkan dengan hasil pengujian menggunakan metode algoritma genetika. 28

29 Berikut merupakan data saluran yang terdapat pada Sistem Standar IEEE 30 bus, yang terdiri dari impedansi saluran (R dan X) dan suseptansi (B). (Appendix : 124-125) Tabel 3.1. Data Saluran Sistem Standar IEEE 30 Bus No. Dari Ke Impedansi Saluran Bus Bus R X B 1 1 2 0,0192 0,0575 0,0264 2 1 3 0,0452 0,1652 0,0204 3 2 4 0,057 0,1737 0,0184 4 3 4 0,0132 0,0379 0,0042 5 2 5 0,0472 0,1983 0,0209 6 2 6 0,0581 0,1763 0,0187 7 4 6 0,0119 0,0414 0,0045 8 5 7 0,046 0,116 0,0102 9 6 7 0,0267 0,082 0,0085 10 6 8 0,012 0,042 0,0045 11 6 9 0 0,208 0 12 6 10 0 0,556 0 13 9 11 0 0,208 0 14 9 10 0 0,11 0 15 4 12 0 0,256 0 16 12 13 0 0,14 0 17 12 14 0,1231 0,2559 0 18 12 15 0,0662 0,1304 0 19 12 16 0,0945 0,1987 0 20 14 15 0,221 0,1997 0 21 16 17 0,0524 0,1923 0 22 15 18 0,1073 0,2185 0 23 18 19 0,0639 0,1292 0 24 19 20 0,034 0,068 0 25 10 20 0,0936 0,209 0 26 10 17 0,0324 0,0845 0 27 10 21 0,0348 0,0749 0 28 10 22 0,0727 0,1499 0 29 21 22 0,0116 0,0236 0 30 15 23 0,1 0,202 0 31 22 24 0,115 0,179 0

30 32 23 24 0,132 0,27 0 33 24 25 0,1885 0,3292 0 34 25 26 0,2544 0,38 0 35 25 27 0,1093 0,2087 0 36 28 27 0 0,396 0 37 27 29 0,2198 0,4153 0 38 27 30 0,3202 0,6027 0 39 29 30 0,2399 0,4533 0 40 8 28 0,0636 0.2 0,0214 41 6 28 0,0169 0,0599 0,0065 Berikut adalah data pembangkitan dan pembebanan bus pada Sistem Standar IEEE 30 bus yang terdiri dari data tegangan bus, pembangkitan yang dilakukan, dan permintaan beban (demand). (Appendix : 126-127) Tabel 3.2. Data Pembangkitan dan Pembebanan Bus pada Sistem Standar IEEE 30 Bus No. Bus Tegangan Bus Pembangkitan Beban V (V) Θ ( ) PG QG PD QD (MVAR) (MW) (MVAR) (MW) 1 1,06 0 1,3848-0,0279 0 0 2 1,045 0 0.4 0,5 0,217 0,127 3 1 0 0 0 0,024 0,012 4 1,06 0 0 0 0,076 0,016 5 1,01 0 0 0,37 0,942 0,19 6 1 0 0 0 0 0 7 1 0 0 0 0,228 0,109 8 1,01 0 0 0,373 0,3 0,3 9 1 0 0 0 0 0 10 1 0 0 0 0,058 0,02 11 1,082 0 0 0,162 0 0 12 1 0 0 0 0,112 0,075 13 1,071 0 0 0,106 0 0 14 1 0 0 0 0,062 0,016 15 1 0 0 0 0,082 0,025 16 1 0 0 0 0,035 0,018 17 1 0 0 0 0,09 0,058 18 1 0 0 0 0,032 0,009 19 1 0 0 0 0,095 0,034

31 20 1 0 0 0 0,022 0,007 21 1 0 0 0 0,175 0,112 22 1 0 0 0 0 0 23 1 0 0 0 0,032 0,016 24 1 0 0 0 0,087 0,067 25 1 0 0 0 0 0 26 1 0 0 0 0,035 0,023 27 1 0 0 0 0 0 28 1 0 0 0 0 0 29 1 0 0 0 0,024 0,009 30 1 0 0 0 0,106 0,019 Berikut adalah karakteristik generator yang terpasang pada Sistem Standar IEEE 30 bus. (Appendix : 127) Tabel 3.3. Karakteristik Generator pada Sistem Standar IEEE 30 Bus Unit P G min P G max Q G min Q G max (MW) (MW) (MW) (MW) ϒ β α 1 50 200-20 150 0,02 2 0 2 20 80-20 60 0,0175 1,75 0 5 15 50-15 62.5 0,0625 1 0 8 10 35-15 48.7 0,00834 3,25 0 11 10 30-10 40 0,025 3 0 13 12 40-15 44.7 0,025 3 0 Data-data di atas merupakan data yang akan digunakan dalam aliran daya optimal metode MINOPF dengan parameter saluran yang sudah ditentukan. Dalam tampilan MatPower Toolbox (MPT) seluruh masukan data tersebut terintegrasi dalam m-file dengan nama case30. 3.3 Sistem Interkoneksi 500 kv Jawa-Bali Studi kasus dilakukan pada sistem interkoneksi 500 kv Jawa-Bali dua waktu yang berbeda, yaitu data pembebanan tanggal 17 Maret 2009 pukul 13.30 WIB dan tanggal 7 Mei 2013 pukul 10.00 WIB.

32 3.3.1 Data Pembebanan Tanggal 17 Maret 2009 Pukul 13.30 WIB Sistem interkoneksi 500 kv Jawa-Bali tanggal 17 Maret 2009 pukul 13.30 WIB terdiri dari 23 bus dengan 28 saluran dan 8 unit pembangkit. Unit pembangkit yang terpasang antara lain pembangkit Suralaya, pembangkit Muara Tawar, pembangkit Cirata, pembangkit Saguling, pembangkit Tanjung Jati, pembangkit Gresik, pembangkit Paiton, dan pembangkit Grati. Unit Pembangkit Cirata dan Saguling merupakan pembangkit listrik tenaga air, sisanya adalah pembangkit listrik tenaga uap. Data-data ini diambil dari tugas akhir Buyung Baskoro tahun 2009 yang bersumber dari P.T. PLN (Persero). Tujuannya untuk membandingkan hasil optimasi oleh P.T. PLN (Persero), metode algoritma genetika, dan metode MINOPF. Tabel 3.4. Jenis-jenis Bus pada Sistem Interkoneksi 500 kv Jawa-Bali Tanggal 17 Maret 2009 Pukul 13.30 WIB Jenis Bus Nama Bus Jumlah Bus Slack Bus Suralaya 1 Bus Beban Cilegon, Kembangan, Gandul, Cibinong, Cawang, Bekasi, Cibatu, Bandung Selatan, Mandirancan, Ungaran, Surabaya Barat, Depok, Tasikmalaya, Pedan, dan Kediri. 15 Bus Muara Tawar, Cirata, Saguling, Tanjung Jati, Gresik, Generator Paiton, dan Grati 7 Jumlah 23

33 Berikut merupakan data saluran yang terdapat pada Sistem Standar IEEE 30 bus, yang terdiri dari impedansi saluran (R dan X) dan suseptansi (B). No. Tabel 3.5. Data Saluran Sistem Interkoneksi 500 kv Jawa-Bali Dari Bus Ke Bus Tanggal 17 Maret 2009 Pukul 13.30 WIB Impedansi Saluran R X 1 1 2 0,000626496 0,007008768 0 2 1 4 0,006513273 0,062576324 0,01197964 3 2 5 0,013133324 0,146925792 0,007061141 4 3 4 0,001513179 0,016928309 0 5 4 5 0,001246422 0,01197501 0 6 4 18 0,000694176 0,006669298 0 7 5 7 0,00444188 0,0426754 0 8 5 8 0,0062116 0,059678 0 9 5 11 0,00411138 0,04599504 0,008841946 10 6 7 0,001973648 0,01896184 0 11 6 8 0,0056256 0,054048 0 12 8 9 0,002822059 0,027112954 0 13 9 10 0,00273996 0,026324191 0 14 10 11 0,001474728 0,014168458 0 15 11 12 0,0019578 0,0219024 0 16 12 13 0,00699098 0,0671659 0,01285827 17 13 14 0,013478 0,12949 0,024789624 18 14 15 0,01353392 0,15140736 0,007276522 19 14 16 0,01579856 0,1517848 0,007264438 20 14 20 0,00903612 0,0868146 0 21 15 16 0,037539629 0,360662304 0,017261339 22 16 17 0,00139468 0,0133994 0 23 16 23 0,003986382 0,044596656 0 24 18 19 0,014056 0,157248 0,030228874 25 19 20 0,015311 0,171288 0,032927881 26 20 21 0,010291 0,115128 0,022131855 27 21 22 0,010291 0,115128 0,022131855 28 22 23 0,004435823 0,049624661 0,009539693 B

34 Data saluran sistem interkoneksi 500 kv Jawa-Bali tersebut akan dimasukkan pada aliran daya optimal metode MINOPF menjadi enam bilangan di belakang koma (x10-6 ), contohnya R pada saluran ke-1 adalah 0,000626496 maka akan diubah menjadi 0,000627. Berikut merupakan data pembangkitan dan pembebanan bus pada sistem interkoneksi 500 kv Jawa-Bali tanggal 17 Maret 2009 pukul 13.30 WIB, yang terdiri dari nama bus, jenis bus, tegangan bus, pembangkitan, dan permintaan beban (demand). Tabel 3.6. Data Pembangkitan dan Pembebanan Bus pada Sistem Interkoneksi 500 kv Jawa-Bali Tanggal 17 Maret 2009 Pukul 13.30 WIB No. Bus Nama Bus Jenis Bus Tegangan Bus Pembangkitan Beban V θ PG QG PD QD 1 Suralaya Slack 1,02 0 3098 0 146 43 2 Cilegon Beban 1 0 0 0 672 217 3 Kembangan Beban 1 0 0 0 727 249 4 Gandul Beban 1 0 0 0 521 174 5 Cibinong Beban 1 0 0 0 667 206 6 Cawang Beban 1 0 0 0 727 174 7 Bekasi Beban 1 0 0 0 618 163 8 Muara Tawar Generator 1 0 1178 0 0 0 9 Cibatu Beban 1 0 0 0 787 304 10 Cirata Generator 1 0 629 0 651 234 11 Saguling Generator 1 0 634 0 0 0 12 Bandung Selatan Beban 1 0 0 0 564 336 13 Mandiracun Beban 1 0 0 0 380 130 14 Ungaran Beban 1 0 0 0 314 347 15 Tanjung Jati Generator 1 0 668 0 0 0 16 Surabaya Barat Beban 1 0 0 0 824 304 17 Gresik Generator 1 0 821 0 201 87 18 Depok Beban 1 0 0 0 0 0 19 Tasikmalaya Beban 1 0 0 0 265 16 20 Pedan Beban 1 0 0 0 501 233

35 21 Kediri Beban 1 0 0 0 343 197 22 Paiton Generator 1 0 2806 0 803 260 23 Grati Generator 1 0 0 0 125 184 Berikut ini adalah karakteristik generator yang terpasang pada sistem interkoneksi 500 kv Jawa-Bali tanggal 17 Maret 2009 pukul 13.30 WIB, di mana terdapat fungsi biaya pembangkitan yang akan dioptimasi. Tabel 3.7. Karakteristik Generator pada Sistem Interkoneksi 500 kv Jawa-Bali tanggal 17 Maret 2009 Pukul 13.30 WIB Unit P G min P G max Q G min Q G max (MW) (MW) (MW) (MW) ϒ β α 1 1500 3400-600 2040-65,94 395668,05 31630,21 8 1040 2200-700 1640 690,98 2478064,47 107892572,2 10 400 1008-480 -110 0 6000 0 11 400 700-140 440 0 5502 0 15 600 1220-240 720-21,88 197191,76-1636484,18 17 238 1050-610 660 132,15 777148,77 13608770,96 22 1425 3254-840 1920 52,19 37370,67 8220765,38 23 0 0 0 0 533,92 200490,63 86557397,4 Demikian adalah masukan data pada sistem interkoneksi 500 kv Jawa- Bali tanggal 17 Maret 2009 pukul 13.30 WIB yang akan digunakan untuk dioptimasi. Dalam tampilan MatPower Toolbox (MPT) seluruh masukan data tersebut terintegrasi dalam m-file dengan nama case23asli. 3.3.2 Data Pembebanan Tanggal 7 Mei 2013 Pukul 10.00 WIB Sistem interkoneksi 500 kv Jawa-Bali tanggal 7 Mei 2013 pukul 10.00 WIB terdiri dari 26 bus dengan 31 saluran dan 9 unit pembangkit. Unit pembangkit yang terpasang antara lain pembangkit New Suralaya, pembangkit Suralaya, pembangkit Muara Tawar, pembangkit Cirata, pembangkit Saguling, pembangkit Tanjung Jati, pembangkit Gresik,

36 pembangkit Grati, dan pembangkit Paiton. Unit Pembangkit Cirata dan Saguling merupakan pembangkit listrik tenaga air, sisanya adalah pembangkit listrik tenaga uap. Data-data ini diperoleh dari bidang Operasi Sistem P.T. PLN (Persero) P3B (Penyaluran dan Pusat Pengatur Beban) Jawa-Bali. Tabel 3.8. Jenis-jenis Bus pada Sistem Interkoneksi 500 kv Jawa-Bali Tanggal 7 Mei 2013 Pukul 10.00 WIB Jenis Bus Nama Bus Jumlah Bus Slack Bus Suralaya 1 Bus Beban New Suralaya, Cilegon, Kembangan, Gandul, Balaraja, Cibinong, Cawang, Bekasi, Depok, Cibatu, Tasikmalaya, Bandung Selatan, Mandirancan, Ungaran, Pedan, Ngimbang, Surabaya Barat, dan Kediri. 18 Bus Muara Tawar, Cirata, Saguling, Tanjung Jati, Gresik, Generator Grati, dan Paiton. 7 Jumlah 26 Berikut merupakan data saluran yang terdapat pada sistem interkoneksi 500 kv Jawa-Bali tanggal 7 Mei 2013 pukul 10.00 WIB, yang terdiri dari impedansi saluran (R dan X) dan suseptansi (B). Tabel 3.9. Data Saluran Sistem Interkoneksi 500 kv Jawa-Bali Tanggal 7 Mei 2013 Pukul 10.00 WIB No. dari bus kebus Nama Saluran R X B 1 2 1 SLAYA-SRLRU 0,0001465 0,0014075 0,011367673 2 2 3 SLAYA-CLBRU 0,000626492 0,00700876 0,002282857 3 2 6 SRLAYA-BRAJA 0,00367768 0,0353332 0,000452832 4 3 7 CLBRU-CIBNG 0,013133324 0,1469258 0,000108899

37 5 5 4 GNDUL-KMBGN 0,00151304 0,01692688 0,000945242 6 5 6 GNDUL-BRAJA 0,002980224 0,02862284 0,000558994 7 7 14 CIBNG-SGLNG 0,00411132 0,0459952 0,000347862 8 9 7 BKASI-CIBNG 0,00444188 0,0426754 0,000374923 9 9 8 BKASI-CWANG 0,001973648 0,01896184 0,0008438 10 10 5 DEPOK-GNDUL 0,00034708 0,00333468 0,004798062 11 10 7 DEPOK-CIBNG 0,0009124 0,00876592 0,001825251 12 11 7 MTWAR - CBNGN 0,0062116 0,059678 0,000268105 13 11 8 MTWAR - CWANG 0,0056256 0,054048 0,000296033 14 12 11 CBATU-MTWAR 0,002822052 0,02711288 0,000590125 15 12 13 CBATU-CRATA 0,002739888 0,02618276 0,000611089 16 14 13 SGLNG-CRATA 0,001474728 0,01416846 0,001129269 17 14 16 SGLNG-BDSLN 0,0019578 0,021902396 0,000730514 18 15 10 TSKBR-DEPOK 0,01405616 0,15724804 0,00010175 19 17 16 MDRCN-BDSLN 0,00699098 0,06716588 0,000238216 20 17 19 MDRCN-UNGRN 0,013478 0,12949 0,000123562 21 19 18 UNGRN-TJATI 0,00676708 0,07570368 0,00021135 22 19 20 UNGAR-PEDAN 0,00903612 0,0868146 0,000184301 23 19 21 UNGRN-NBANG 0,023479616 0,2255806 7,09281E-05 24 20 15 PEDAN-TSKBR 0,015311 0,17128624 9,34109E-05 25 21 22 NBANG-SBBRT 0,005974972 0,0574046 0,000278723 26 22 19 SBBRT - UNGRN 0,02979224 0,2862292 5,58993E-05 27 22 24 SBBRT-GRATI 0,00398636 0,0445966 0,000358772 28 23 22 GRBRU-SBBRT 0,00140056 0,01345572 0,001189085 29 25 20 KDIRI-PEDAN 0,0102911 0,115127976 0,000138976 30 26 24 PITON-GRATI 0,004217728 0,04718476 0,000339093 31 26 25 PITON-KDIRI 0,0102911 0,115127976 0,000138976 Data saluran sistem interkoneksi 500 kv Jawa-Bali tersebut akan dimasukkan pada aliran daya optimal metode MINOPF menjadi enam bilangan di belakang koma (x10-6 ), contohnya R pada saluran ke-1 adalah 0,0001465 maka diubah menjadi 0,000147.

38 Berikut merupakan data pembangkitan dan pembebanan bus pada sistem interkoneksi 500 kv Jawa-Bali tanggal 7 Mei 2013 pukul 10.00 WIB, yang terdiri dari nama bus, jenis bus, tegangan bus, pembangkitan, dan permintaan beban (demand). Data yang dioptimasi dengan metode MINOPF merupakan data sebelum realisasi pembangkitan oleh P.T. PLN (Persero). Tabel 3.10. Data Pembangkitan dan Pembebanan Bus pada Sistem Interkoneksi 500 kv Jawa-Bali Tanggal 7 Mei 2013 Pukul 10.00 WIB No Bus Nama Bus Jenis Bus Tegangan Pembangkitan Beban V θ P G Q G P D Q D 1 New Suralaya generator 1 0 0 0 86 34 2 Suralaya slack 1.02 0 2962 1554 142-56 3 Cilegon beban 1 0 0 0 320-139 4 Kembangan beban 1 0 0 0 676 213 5 Gandul beban 1 0 0 0 727 47 6 Balaraja beban 1 0 0 0 636 253 7 Cibinong beban 1 0 0 0 473 350 8 Cawang beban 1 0 0 0 343 97 9 Bekasi beban 1 0 0 0 1097 79 10 Depok beban 1 0 0 0 536 166 11 Muara Tawar generator 1 0 1351 703 0 0 12 Cibatu beban 1 0 0 0 666 463 13 Cirata generator 1 0 365 120 650 270 14 Saguling generator 1 0 647 135 0 0 15 Tasikmalaya beban 1 0 0 0 137 48 16 Bandung Selatan beban 1 0 0 0 505 325 17 Mandirancan beban 1 0 0 0-339 3 18 Tanjung Jati generator 1 0 2385 336 380 96 19 Ungaran beban 1 0 0 0 838 382 20 Pedan beban 1 0 0 0 631 430 21 Ngimbang beban 1 0 0 0 262 43 22 Surabaya Barat beban 1 0 0 0 983 642 23 Gresik generator 1 0 590 111 146 21

39 24 Grati generator 1 0 325 44 430 205 25 Kediri beban 1 0 0 0 605 197 26 Paiton generator 1 0 3025 551 593 144 Berikut ini adalah karakteristik generator yang terpasang pada sistem interkoneksi 500 kv Jawa-Bali tanggal 7 Mei 2013 pukul 10.00 WIB, di mana terdapat fungsi biaya pembangkitan yang akan dioptimasi. Tabel 3.11. Karakteristik Generator pada Sistem Interkoneksi 500 kv Jawa-Bali Tanggal 7 Mei 2013 Pukul 10.00 WIB No. No. Nama P G min P G max Q G min Q G max Bus Pembangkit (MW) (MW) (MVAR) (MVAR) 1 1 New Suralaya 0 0 0 0 3124-1,876 0,001 2 2 Suralaya 2666 3258-600 1700 3124-1,876 0,001 3 11 Muara Tawar 1216 1486-700 800 6990-35,84 0,075 4 13 Cirata 329 402-480 300 6 0 0 5 14 Saguling 582 712-140 150 5.5 0 0 6 18 Tanjung Jati 2147 2624-240 500 2567-0,423 0 7 23 Gresik 531 649-610 200 3149-3,479 0,01 8 24 Grati 293 358-50 250 4962-29,2 0,111 9 26 Paiton 2723 3328-100 600 3186-1.776 0.001 Demikian adalah masukan data pada sistem interkoneksi 500 kv Jawa- Bali tanggal 7 Mei 2013 pukul 10.00 WIB yang akan digunakan untuk dioptimasi. Dalam tampilan MatPower Toolbox (MPT) seluruh masukan data tersebut terintegrasi dalam m-file dengan nama case7mei2013.

40 3.4 Diagram Alir Aliran Daya Optimal Metode MINOPF Berikut adalah diagram alir aliran daya optimal metode MINOPF : Start Data Pembebanan, Data Saluran, Data Generator, dan Fungsi Biaya Pembangkit Aliran Daya Optimal Metode MINOPF Penentuan Algoritma Newton Menjalankan Program : run_opf Hasil Optimasi Analisis Hasil Optimasi Stop Gambar 3.1. Diagram Alir Aliran Daya Optimal Metode MINOPF