elektrka, ISSN 2086-9487 Vol., No. : - 5, Pebruar 204 EKONOMIC ISPATCH SISTEM KEISTRIKAN OMBOK MENGGUNAKAN METOE CHAOTIC ANT SWARM OPTIMIZATION (CASO) Raa Yursta.,I Made Ar Nrartha 2, Agug Bud Muljoo 3 ABSTRAK Permasalaha umum yag dhadap operas ekooms sstem teaga lstrk adalah bagamaa meghaslka pembaga beba secara optmal dega baya operas mmum, yag umum dkeal sebaga Ecoomc spatch (E). Peelta dlakuka pada PT. PN (Persero) Wlayah NTB pada satu jam operas taggal 3 Jauar 200 pukul 06:00 WITA, dega jumlah geerator yag aktf sebesar 57,4% dar jumlah total geerator yag ada sebaga besar megguaka pembagkt thermal, desel. Peyelesaa E pada peelta megguaka metode optmas Chaotc At Swarm Optmzato (CASO) yag dbadgka dega hasl optmas operas PN da hasl optmas metode Algortma Geetka (AG). Hasl pembagkta total yag dhaslka dega metode optmas CASO dperoleh peghemata baya sebesar Rp 3.8.550/jam (,982%) dbadgka dega hasl optmas operas PN, da megalam pegkata baya sebesar Rp 2.52.870/jam (,603%) dbadgka hasl optmas metode AG. Kata Kuc: Pembagkt thermal, Ecoomc spatch, metode Chaotc At Swarm Optmzato PENAHUUAN Permasalaha umum yag dhadap pegoperasa sstem teaga lstrk adalah bagamaa meghaslka daya output secara optmal dega mmsas baya pegoperasa. Oleh sebab tu dperluka suatu metode perhtuga matemats yag dapat memmalka kosums baha bakar oleh geerator pada suatu sstem teaga lstrk utuk memperoleh kods operas ekooms. Ecoomc spatch (E) adalah pembaga daya yag harus dbagktka oleh geerator dalam suatu sstem teaga lstrk sehgga dapat memeuh kebutuha beba dega baya mmum. Tujua utama E adalah memmalka kosums baha bakar oleh geerator pada suatu system teaga lstrk utuk memperoleh kods optmal. Tujua yag dharapka dar peelta adalah bagamaa medapatka baya operas Sstem Kelstrka ombok yag mmum dega memeuh kekaga equalty da equalty megguaka metode optmas CASO, serta peerapa metode optmas CASO dalam meyelesaka operas ekooms Sstem Teaga strk. Operas ekooms merupaka suatu proses pembaga atau pejataha beba total kepada masg-masg ut pembagkt. Seluruh ut pembagkt dkotrol terus meerus dalam terval waktu tertetu sehgga dcapa pegoperasa yag optmal, dega demka pembagkta teaga lstrk dapat dlakuka dega cara yag palg ekooms. Tujua utama dar operas ekooms adalah utuk medapatka baya yag semmum mugk dega hasl daya yag dbagktka optmal. Sudah bayak metode optmas matemats yag dkembagka utuk meyelesaka permasalaha optmas E, bahka dega tekolog kecerdasa buata telah dkembagka utuk memecahka permasalaha E sepert peelta sebelumya (Kusmra, 20.) yag megguaka metode AG dalam Sstem Kelstrka ombok. ar peelta Kusmra,,(20), perhtuga E da rug salura, megguaka kods pada taggal 3 Jauar 200 jam 06:00 WITA utuk meghdar adaya pemadama yag dsebabka oleh kuragya kapastas pembagkt yag mesupla beba, sehgga dperoleh tgkat pembebaa pada kods sebearya d Sstem Kelstrka ombok yag dmodelka dalam betuk sstem dstrbus 23 bus yag terdr dar 4 geerator ON da 33 beba peyulag. Hasl dar peelta (Kusmra 20) da Zular, (200.), meghaslka baya operas yag lebh murah bla dbadgka dega operas PN da metode agrage, tetap dega rug-rug sstem yag lebh besar.., Jurusa Tekk Elektro, Fakultas Tekk Uverstas Mataram, Nusa Teggara Barat Idoesa
2 elektrka, (), Pebruar 204 Sstem Teaga strk. Sstem teaga lstrk merupaka suatu sstem terpadu yag terbetuk oleh hubuga-hubuga peralata da kompoe-kompoe lstrk yatu: geerator, trasformator, jarga teaga lstrk da beba-beba teaga lstrk, sepert yag dtujuka pada Gambar dbawah : Gambar. agram Segars Sstem Teaga strk Jes-jes Pembagkta Teaga str. Meurut bagamaa proses pem-bagkt memperoleh sumber daya, maka pembagkt teaga lstrk dapat dbag mejad :. Pembagkt lstrk teaga thermal (Thermal power plat) 2. Pembagkt lstrk teaga kma (Chemcal power plat) 3. Pembagkt lstrk teaga ar (Water power plat) 4. Pembagkt lstrk teaga ag (Wd power plat) Ut pembagkt thermal adalah pembagkt lstrk dega peggerak mula (prme mover) megguaka proses sklus paas. Pembagkta teaga lstrk ds melput: a. Baya Pembagkta. Baya operas dar suatu sstem teaga lstrk merupaka baya terbesar dalam pegoperasa suatu pe-rusahaa lstrk. Baya yag dkeluarka oleh suatu perusahaa lstrk utuk meghaslka eerg lstrk dalam suatu sstem teaga lstrk dtetuka oleh baya vestas da baya operas atau baya produks. Besar baya vestas tdak bergatug pada besar daya keluara pembagkt, tetap bergatug pada besar kapastas daya terpasag pembagkt. b. Karakterstk Iput Output Pem-bagkt. Karakterstk put output pembagkt therms adalah karakterstk yag meggambarka hubuga atara put kosums baha bakar (lter/jam) da output daya yag dhaslka oleh pembagkt (MW). Pada umumya karakterstk put output pembagkt therms ddekat dega fugs polomal orde dua, yatu:... () Varabel H merupaka put baha bakar pembagkt thermal ke (/jam), Pg adalah output pembagkt thermal ke- (MW), da varabel apg2, bpg, c merupaka kostata put-output pembagkt thermal ke. Peetua Parameter apg2, bpg, da c membutuhka data yag berhubuga dega put baha bakar H, da output pembagkt Pg. Batas Pembebaa Pembagkt Thermal. Umumya mes pembagkt teaga lstrk mempuya batas pembebaa yag dbatas oleh kapastas mmum da kapa-stas maksmum da juga keterbatasa kerja kompoe-kompoe mes, sehgga dalam pembebaa pembagkt thermal harus dperhatka karakterstk efses da karakterstk keaka paas tap ut pembagkt thermal. Ecoomc spatch (E). Permasala-ha Ecoomc spatch (E) dapat djelaska dega meyelesaka per-samaa baya pembagkta dega me-meuh fugs kekaga equalty da equalty berkut : C= N = = P g F ( P )... (2) = P + P... (3) Kesetmbaga daya secara matemats sepert dyataka dalam persamaa berkut: N f ( P ) P P P = 0... (4) g = = g Rug-rug Pada Salua Trasms. Metode yag dguaka utuk meyelesaka Ecoomc spatch adalah metode koefse B atau koefse rug-rug salura. Betuk umum fugs tersebut dapat dyataka dalam persamaa berkut (Saadat, H.,999). P = m = = P B P... (5) j j Metode Optmas Chaotc At Swarm Optmzato (CASO). Chaotc At Swarm Optmzato (CASO) adalah suatu algortma pecara berdasarka pada ketdakberatura perlaku tap-tap dvdu semut da kecerdasa orgasas dar koloya. Pada metode optmas CASO, tekk pecara dar tap-tap dvdu semut pada tahap awal dlakuka secara acak (Saadat, H., 999).
Raa Yursta.,I Made Ar Nrartha & Agug Bud Muljoo Ekoomc spatch Sstem Kelstrka ombok 3 Varabel orgasas dar satu semut adalah: + y ( ) = y ( )... (6) 7.5 Zd ( ) = ( Zd ( ) + V )exp(( exp( ay ( )))(3 ωd ( Zd ( ) + ωd 7.5 7.5... (7) V ))) V + exp( 2ay ( ) + b)( Pd ( ) zd ( )) ω d ωd Pada model poss awal dar tap dvdu semut dtetuka oleh persamaa 8: 7.5 zd ( 0) = ( V ) rad(), ω d > 0... (8) ω d Pegkodea Parameter a Fugs Evaluas dalam metode CASO atara la: a. agkah pertama yag dlakuka adalah membagktka sebuah populas dar kolo semut yag dtujukka dalam persamaa berkut : Pgd = [P, P2,..,Pm], =, 2,...,N... (9) b. agkah kedua Utuk megetahu ftess dar tap-tap dvdu semut megguaka persamaa sebaga berkut: f = F cost + P pbc x 000... (0) Sebelum megguaka persamaa 0, terlebh dahulu melakuka perhtuga dega persamaa da 2 dbawah : F cost = abs F( P) F m =... () F max F m ( P = P P P )... (2) pbc = Proses smulas metode optmas CASO dega Matlab yag dpaduka utuk proses optmas pembagkta melput: a. Isalsas populas awal dar kolo semut secara acak, dega la varabel orgasas awal yag sudah dtetapka. b. Meghtug rug-rug salura trasms (P) megguaka B koefse utuk taptap dvdu atau dega alra daya apabla dega koefse B tdak dmugkka. c. Meghtug la Ftess megguaka persamaa da 2. d. Megupdate poss tap-tap dvdu semut megguaka persamaa 6 da persamaa 7 berdasarka la ftess terkecl. e. Meghaslka populas terbak dega la kombas kolo semut. f. Selesa. 2 METOOOGI PENEITIAN Alat da Baha Peelta. Peragkat-luak yag aka dguaka dalam peelta adalah Mscrosoft Wdows XP sebaga sstem operas, pera-gkat-luak MATAB sebaga alat batu pemodela Sstem Teaga strk. agkah-lagkah Peelta. Rca proses peelta yag aka dlakuka atara la: proses pegumpula lteratur pedukug yag berhubuga dega Ecoomc spatch (E), serta pegguaa metode optmas Chaotc At Swarm Optmzato (CASO) utuk medapat-ka baya ekooms Sstem Kelstrka ombok, serta data dar hasl optmas baya dega peyelesaa Operas PN, da hasl Algortma Geetka (AG). agkah awal peelta adalah membuat karakterstk put-output pembagkt dar setap mes yag beroperas. Setelah tu melakuka perhtuga alra daya utuk sstem teaga lstrk. ar perhtuga alra daya medapatka hasl varabel sepert P, Q, da V. Selajutya membuat smulas dega metode optmas CASO dalam Sstem Kelstrka ombok. Setelah medapatka hasl, lalu membadgka hasl dar peerapa metode optmas CASO dega hasl dar optmas Operas PN, da metode optmas AG kemuda meark kesmpula dar hasl perbadga tersebut. agram Alr Peelta Gambar 2. agram Alr Peelta
4 elektrka, (), Pebruar 204 agram Alr Algortma CASO 2.Sstem Kelstrka ombok PTAMPENAN PTTAMAN NEWSUZER 2ZAV40S 23 F.GNGSARI 30 2 KOPEAMP-TAMANA SETIAWAN TAMA 2 3 F.CEMARA GH.GOMONG F.TANJUNGKOTA F.BANARA F.CEMARA F.AIRANGGA F.SN.AGUNG 25 24 F.BATUAYAR 26 F.CIINAYA F.BANARA KOPEAMP-TAMANB F.MATARAM 3 4 TAMA2 4 5 F.TANJUNG F.CAKRA F.BENGKOANG F.SEMBAUN F.HIBRON F.PAGESANGAN F.SHERATON GH.SENGGIGI GH.TANJUNG F.BERTAIS 5 6 PIESTICK 2PC2,5V NIGATA 2PC2,5V 6 7 8 F.SHERATON F.NARMAA F.KOPANG KOPEAMP-TAMANA GH.PANARAGA F.PRAYA 27 F.NARMAA F.SNCERMEN 28 F.BERTAIS F.MANTANG F.JANAPRIA Gambar 3. agram Alr Algortma CASO HASI AN PEMBAHASAN alam ragka meguj kemampua metode optmas CASO yag dguaka utuk meyelesaka permasalaha Ecoomc spatch, dalam hal dlakuka smulas terhadap sstem teaga lstrk dega data stadar yag dambl dar buku Power System Aalyss Saadat, H., (999), da data Sstem Kelstrka ombok.. Sstem Teaga strk 5 Bus Tabel. Perbadga hasl optmas CASO dega metode agrage Optmas daya Bus Nama pembagkta (MW) agrage CASO Geerator 23,649 0,0267 2 Geerator 2 69,58 76,9478 3 Geerator 3 58,990 64,8682 aya pembagkta total (MW) 52,54 5,8427 Rug daya (losses) total (MW) 2,54,8427 Beba sstem total (MW) 50 50 Baya pembagkta total ($/h).597.5996 NEWSUZER 2ZAV40S NEWSUZER 2ZAV40S NEWSUZER 2ZAV40S 9 0 F.SKTMSENGGIGI F.EMBAR KOPEAMP-TAMANB KOPEPAOKMOTONG F.GOMONG F.KEIRI F.PRAYA F.PERUMNAS 29 F.PRAYAKOTA GH.BIAU F.NOVOTE F.MUJUR F.BOAK GH.KOPANG KOPEAMPENAN F.MASBAGIK F.SIKUR F.PANCOR F.SAKRA F.TERARA F.RINJANI F.KERUAK Gambar 4. Sgle e agram Sstem Kelstrka ombok 3 PTPAOKMOTONG Persamaa kurva put-output pembagkt pada Sstem Kelstrka ombok dapat dlhat pada tabel dbawah : Tabel. Persamaa Iput Output Pembagkt 7 8 9 20 2 22 NIGATA 6V2,75V Persamaa putoutput No Merek Mes (apg 2 + bpg +c) tr/jam a b c Sewatama & 0,984. 89,88 458,43 Sewatama 2 5 CCM SUZER 2 ZV 5,520 2. 99,87 58,06 40/48 4 09,3-3. NIGATA-2 PC 2-5 V 52,34 9 403,62 4. -9,3 058,2 NEW SUZER-2 ZAV 25,66 40S 7 5. RUSTON-8 RK 3C.090 6. PIESTICK 4,239 8-8,4 PEMA 44,27 208,75 3,8 Hasl smulas megguaka metode optmas CASO yag dbadgka dega hasl optmas operas PN, da hasl metode
Raa Yursta.,I Made Ar Nrartha & Agug Bud Muljoo Ekoomc spatch Sstem Kelstrka ombok 5 optmas AG dega software Matlab pada Sstem Kelstrka ombok dalam meetuka besarya baya pembagkta (Rp/jam) da daya pembagkta (MW) dega memeuh kekaga equalty da equalty yag dapat dlhat pada Tabel 2. Hasl smulas megguaka metode optmas CASO pada Sstem Kelstrka ombok dapat dtamplka berturut-turut pada Gambar 5 da 6 berkut : Gambar 5. Pergeraka kolo semut pada tap teras Gambar 5. meujukka pergeraka setap dvdu semut yag dwaklka oleh masg-masg wara dalam sebuah ruag pecara pada tap-tap teras. Pada saat awal dvdu semut mash meyebar berdasarka varabel orgasasya da baru pada teras ke-90 pegaruh dvdu dar semut acak mula hlag, kemuda kolo semut bergerak dalam satu ltasa yag sama. Gambar 6. Grafk kecederuga koverges Ftess Gambar 6 meujukka grafk kecederuga koverges ftess pada tap teras. maa la ftess terkecl yag dhaslka aka selalu dupdate setap teras sehgga aka meghaslka kecederuga ko-verges la ftess terkecl yag dperoleh pada teras ke-40. KESIMPUAN Berdasarka hasl peguja, smulas da pembahasa yag telah dlakuka dapat dambl kesmpula sebaga berkut :. Kombas parameter metode optmas CASO yag dguaka utuk meyelesaka masalah Ecoomc spatch (E) pada Sstem Kelstrka ombok memlk 4 geerator dega jumlah semut sebayak 20 dvdu, da maksmal teras dlakuka sebayak 200 kal. 2. aya pembagkta total yag dhaslka dega pecara acak megguaka metode optmas CASO megkat sebesar 0,05 MW (0,076%) dega keaka rug daya total sebesar 0,05 MW (4,427%) dar hasl optmas operas PN, sedagka daya pembagkta total dega hasl metode optmas AG meuru sebesar 0,225 MW (0,333%) dega peurua rug daya total sebesar 0,225 MW (6,34%). 3. Baya pembagkta total yag dhaslka dega metode optmas CASO dperoleh peghemata baya sebesar Rp 3.8.550/jam (,982%) dbadgka dega hasl optmas operas PN, da megalam pegkata baya sebesar Rp 2.52.870/jam (,603%) dbadgka hasl metode optmas Algortma Geetka (AG). AFTAR PUSTAKA Kusmra, I Gust Ayu Ita., 20. Ecoomc spatch pada Sstem Kelstrka ombok megguaka metode Algortma Geetka, Skrps, Fakultas Tekk, Jurusa Tekk Elektro, Uverstas Mataram. Saadat, H., 999. Power System Aalyss, WCB McGraw-Hll, Mlwaukee School of Egeeerg, Sgapore. Zular, Efrta Arfah da Imam Robad., 200. Ecoomc spatch ega Megguaka Chaotc At Swarm Optmzato, Jural, Jurusa Tekk Elektro, Isttut Tekolog Sepuluh Nopember, Surabaya.