BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Dalam upaya pembangkitan tenaga listrik diperlukan suatu perencanaan yang baik. Kebutuhan beban dewasa ini sangat bervariasi dan meningkat, sehingga pusat-pusat pembangkit listrik dituntut membangkitkan daya listrik untuk memenuhi kebutuhan beban tersebut. Daya listrik yang telah dibangkitkan didistribusikan melalui jaringan transmisi sebab jarak antara pusat pembangkit dengan pusat beban satu sama lain saling berjauhan. Selain bertujuan untuk memenuhi kebutuhan beban, tujuan ekonomis berupa minimalisasi biaya pembangkitan listrik dan kerugian teknis merupakan faktor yang harus diperhatikan. Inti dari bidang tenaga listrik Independent System Operator (ISO) yang ekonomis, efisien, dan handal adalah permasalahan Alternating Current Optimal Power Flow (ACOPF). Masalah ini merupakan masalah kompleks dari ekonomi, tenaga listrik, dan komputasi. Pada aspek ekonomi, keseimbangan pasar yang efisien membutuhkan beberapa faktor dalam penetapan harga secara nonlinier. Dari aspek tenaga listrik, aliran daya arus bolak-balik (AC) membutuhkan faktorfaktor nonlinier. Di bidang komputasi, optimasi merupakan hal rumit mencakup variabel biner dan fungsi kontinyu yang membuat permasalahan sulit dipecahkan. Sistem tenaga listrik harus mampu menekan kerugian dari generator atau bagian transmisi. (Cain et al, 2012 : 4) Analisis aliran daya optimal adalah perhitungan untuk meminimalkan suatu fungsi tujuan, dalam hal ini adalah biaya pembangkitan suatu pembangkit tenaga listrik atau rugi-rugi (losses) pada saluran transmisi, dengan mengatur pembangkitan daya aktif dan daya reaktif setiap pembangkit yang terinterkoneksi dengan memperhatikan syarat batas tertentu. Batas yang umum dinyatakan dalam 1
2 perhitungan analisis aliran daya optimal adalah berupa batas minimum dan maksimum untuk pembangkitan daya aktif pada pembangkit. (Baskoro, 2009 : v) MINOPF merupakan salah satu MatPower Toolbox (MPT) pada perangkat lunak MATLAB. Pada tahun 2005, Ray Daniel Zimmerman memperkenalkan MatPower Toolbox (MPT) sebagai paket program yang terintegrasi dengan MATLAB untuk penyelesaian aliran daya optimal dan analisis aliran daya lainnya. Metode ini adalah metode penyelesaian minimalisasi fungsi pembangkitan daya aktif dan reaktif terhadap besar dan sudut tegangan. (Nrartha dan Muljono, 2006 : 14-15) Aliran daya optimal metode MINOPF merupakan salah satu alternatif upaya yang digunakan dalam penyelesaian masalah aliran daya optimal dengan waktu singkat dan ekonomis. Hasil dari penelitian ini dibandingkan dengan hasil optimasi yang dilakukan oleh P.T. PLN (Persero) dan metode algoritma genetika. Perbandingan ini dilakukan agar aliran daya optimal metode MINOPF dapat teruji sehingga menjadi salah satu metode yang dapat diimplementasikan pada permasalahan aliran daya optimal di masa mendatang. 1.2 Perumusan Masalah Fokus penelitian pada Skripsi ini adalah sebagai berikut : 1. Bagaimana penerapan aliran daya optimal metode MINOPF pada sistem interkoneksi 500 kv Jawa-Bali? 2. Bagaimana analisis perbandingan hasil optimasi metode MINOPF dengan hasil optimasi yang dilakukan P.T. PLN (Persero) dan metode algoritma genetika pada sistem interkoneksi 500 kv Jawa-Bali? 1.3 Pembatasan Masalah Pembatasan masalah pada Skripsi ini : 1. Data yang digunakan adalah data pembebanan Sistem Standar IEEE 30 bus, sistem interkoneksi 500 kv Jawa-Bali pembebanan tanggal 17 Maret 2009 pukul 13.30 WIB dan tanggal 7 Mei 2013 pukul 10.00 WIB yang bersumber
3 dari Bidang Operasi Sistem, Penyaluran dan Pusat Pengatur Beban (P3B) Jawa-Bali, P.T. PLN (Persero). 2. Data pembanding yang digunakan untuk pembebanan tanggal 17 Maret 2009 pukul 13.30 WIB adalah hasil aliran daya optimal oleh P.T. PLN (Persero) dan metode algoritma genetika oleh Buyung Baskoro tahun 2009, sedangkan untuk pembebanan tanggal 7 Mei 2013 pukul 10.00 WIB menggunakan data realisasi pembangkitan oleh P.T. PLN (Persero). 3. Penelitian ini hanya memperhitungkan sistem pembangkitan dan pembebanan pada sisi 500 kv (tidak memperhitungkan sisi sub sistem 150 kv), serta tidak memperhitungkan masalah Unit Commitment. 4. Batasan optimasi tidak berfokus pada biaya pembangkitan, melainkan pengaturan pembangkitan daya nyata (P G ) dan daya reaktif (Q G ) untuk kestabilan sistem dalam pemenuhan kebutuhan beban. 5. Perangkat keras yang digunakan yaitu Laptop Intel Core 2 Duo Processor 1.66 GHz, RAM 512 MB DDR2. Perangkat lunak pendukung untuk merancang program digunakan MATLAB ver. R2009a dari The MathWorks, Inc dengan MatPower Toolbox (MPT) versi 4.1. 1.4 Tujuan Penelitian Tujuan penulisan Skripsi ini adalah : 1. Mengetahui hasil optimasi sistem interkoneksi 500 kv Jawa-Bali dengan menggunakan metode MINOPF. 2. Membandingkan hasil optimasi dari beberapa metode, yaitu metode yang dilakukan oleh P.T. PLN (Persero), metode algoritma genetika, dan metode MINOPF.
4 1.5 Manfaat Penelitian Manfaat yang diharapkan dari Skripsi ini yaitu: 1. Menambah pengetahuan, pemahaman, dan kemampuan penulis dalam mengaplikasikan teori kelistrikan khususnya studi aliran daya optimal. 2. Memberikan referensi bagi perusahaan listrik dalam upaya pembangkitan tenaga listrik secara ekonomis dan efisien sehingga dapat mengurangi kerugian finansial akibat produksi daya listrik yang kurang akurat. 3. Dengan studi aliran daya optimal ini, diharapkan perusahaan listrik dapat memenuhi kebutuhan beban yang bervariasi dengan efektif dan efisien. 4. Meningkatkan kualitas sumber daya manusia pada bidang kelistrikan yang berbasis komputasi terutama dalam studi aliran daya optimal. 1.6 Sistematika Penulisan Untuk memudahkan dalam membaca dan memahami Skripsi ini, maka disusun sistematika penulisan sebagai berikut: BAB I PENDAHULUAN Berisi mengenai latar belakang masalah, perumusan masalah, pembatasan masalah, tujuan penelitian, manfaat penelitian, dan sistematika penulisan. BAB II TINJAUAN PUSTAKA Berisi tentang studi aliran daya, jenis-jenis bus, persamaan aliran daya, metode Newton-Raphson, aliran daya optimal, MatPower Toolbox (MPT) versi 4.1, aliran daya optimal metode MINOPF, dan penelitian tentang aliran daya optimal. BAB III METODE PENELITIAN Berisi tentang pengujian data Sistem Standar IEEE 30 bus dan Sistem Interkoneksi 500 kv Jawa-Bali dengan aliran daya optimal metode MINOPF.
5 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN Berisi tentang pembahasan hasil aliran daya optimal Sistem Standar IEEE 30 bus dan Sistem Interkoneksi 500 kv Jawa-Bali metode MINOPF. BAB V KESIMPULAN DAN SARAN Berisi kesimpulan dan saran berdasarkan hasil penelitian.