DAFTAR ISI HALAMAN PENGESAHAN HALAMAN PERSEMBAHAN KATA PENGANTAR DAFTAR ISI DAFTAR TABEL DAFTAR GAMBAR DAFTAR SINGKATAN Intisari Abstract i ii iii vii xi xiii xviii xx xxi BAB I. PENDAHULUAN 1 1.1 Latar Belakang 1 1.2 Rumusan Masalah 5 1.3 Batasan Masalah 5 1.4 Tujuan Penelitian 6 1.5 Sistematika Penulisan 7 BAB II. DASAR TEORI 9 2.1 Sistem Tenaga Listrik 9 vii
2.2 Studi Aliran Daya 10 2.3 Penyelesaian Persamaan Aliran Daya 11 2.4 Unified Power Flow Controller (UPFC) 15 2.4.1 Cara Kerja UPFC 16 2.4.2 Pemodelan UPFC 19 2.5 Stabilitas Sistem Tenaga Listrik 22 2.6 Stabilitas Tegangan 24 2.7 Runtuh Tegangan 25 2.8 Metode pada Analisis Kestabilan 25 2.9 Kurva PV 26 2.10 Continuation Power Flow (CPF) 29 2.11 Toolbox PSAT 32 BAB III. METODE PENELITIAN 35 3.1 Data Penelitian 35 3.2 Alat Penelitian 36 3.3 Bahan Penelitian 37 3.4 Prosedur Penelitian 39 3.4.1 Simulasi pada ETAP 7.5 41 viii
3.4.2 Pemodelan pada PSAT 2.1.8 44 3.4.3 Analisis dan Kesimpulan 60 BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN 61 4.1 Simulasi Aliran Daya pada ETAP 61 4.1.1 Data Skenario Pembebanan Tahun 2013 61 4.1.2 Data Skenario Pembebanan Tahun 2014 62 4.2 Simulasi Aliran Daya pada PSAT 63 4.2.1 Data Skenario Pembebanan Tahun 2013 64 4.2.2 Data Skenario Pembebanan Tahun 2014 66 4.3 Simulasi Continuation Power Flow 70 4.3.1 Data Skenario Pembebanan Tahun 2013 71 4.3.2 Data Skenario Pembebanan Tahun 2014 73 4.4 Penempatan UPFC 77 4.4.1 Penempatan UPFC pada Saluran 5-6 77 4.4.2 Penempatan UPFC pada Saluran 4-5 85 4.4.3 Penempatan UPFC pada Saluran 3-4 94 BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN 102 5.1 Kesimpulan 102 ix
5.2 Saran 103 DAFTAR PUSTAKA 105 LAMPIRAN 107 x
DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Perbandingan PSAT dengan toolbox berbasis MATLAB lainya 33 Tabel 3.1 Data pembangkitan tenaga listrik 41 Tabel 3.2 Data beban pada tiap bus untuk tahun operasional 2013 42 Tabel 3.3 Data beban pada tiap bus untuk tahun operasional 2014 43 Tabel 3.4 Nilai parameter saluran yang terhubung 44 Tabel 4.1 Tegangan dan daya pada tiap bus skenario pembebanan tahun 2013 hasil simulasi pada ETAP 62 Tabel 4.2 Tegangan dan daya pada tiap bus skenario pembebanan tahun 2014 hasil simulasi pada ETAP 63 Tabel 4.3 Tegangan dan daya pada tiap bus skenario pembebanan 2013 hasil simulasi pada PSAT 65 Tabel 4.4 Daya total pembangkitan, daya total beban dan rugi-rugi daya total skenario pembebanan tahun 2013 65 Tabel 4.5 Tegangan dan daya pada tiap bus skenario pembebanan tahun 2014 hasil simulasi pada PSAT 66 Tabel 4.6 Daya total pembangkitan, daya total beban dan rugi-rugi daya total skenario pembebanan tahun 2014 67 Tabel 4.7 Daya total pembangkitan, daya total beban dan rugi-rugi daya total penempatan UPFC di saluran 5-6. 79 Tabel 4.8 Daya total pembangkitan, daya total beban dan rugi-rugi daya total penempatan UPFC di saluran 4-5. 87 xi
Tabel 4.9 Daya total pembangkitan, daya total beban dan rugi-rugi daya total penempatan UPFC di saluran 3-4. 95 xii
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Skema dasar UPFC 16 Gambar 2.2 Konsep cara kerja UPFC sebagai sistem dengan dua mesin 17 Gambar 2.3 Rangkaian detil Unified Power Flow Controller (UPFC) 17 Gambar 2.4 Model UPFC 19 Gambar 2.5 Model UPFC untuk studi aliran daya. 20 Gambar 2.6 Pemodelan matematis UPFC 20 Gambar 2.7 Klasifikasi Kestabilan Sistem Tenaga Listrik 23 Gambar 2.8 Kurva P-V 27 Gambar 2.9 Sistem uji dua bus 27 Gambar 2.10 Pemetaan Kurva P-V 28 Gambar 2.11 Kurva Batasan Daya pada Beban. 29 Gambar 2.12 Skema Cara Kerja PSAT (Milano, 2008) 34 Gambar 3.1 Diagram satu garis sistem kelistrikan industri yang menjadi obyek pengujian dan simulasi 37 Gambar 3.2 Diagram alir penelitian 40 Gambar 3.3 Jendela simulink baru. 45 Gambar 3.4 Jendela start up PSAT. 46 Gambar 3.5 Jendela utama PSAT 2.1.8. 46 Gambar 3.6. Jendela Library model-model simulasi pada PSAT 2.1.8. 47 xiii
Gambar 3.7 Jendela komponen-komponen simulasi untuk Power Flow. 47 Gambar 3.8 Jendela model-model penghubung. 48 Gambar 3.9 Jendela parameter generator mode Slack/Swing 49 Gambar 3.10 Jendela Parameter bus 50 Gambar 3.11 Jendela parameter saluran 50 Gambar 3.12 Jendela parameter beban 51 Gambar 3.13. Model sistem tenaga pada PSAT 2.1.8. 52 Gambar 3.14 Jendela Load Data File 53 Gambar 3.15 Jendela Static Report. 54 Gambar 3.16 Jendela penampil profil tegangan 54 Gambar 3.17 Plotting kurva P-V. 58 Gambar 3.18 Jendela library FACTS 59 Gambar 3.19 Penempatan UPFC pada saluran antara bus 5 dengan bus 6 60 Gambar 4.1 Konfigurasi sistem tenaga listrik dalam model PSAT 2.1.8 64 Gambar 4.2 Grafik daya total beban 67 Gambar 4.3 Grafik rugi-rugi daya total 68 Gambar 4.4 Grafik daya total pembangkitan 68 Gambar 4.5 Kurva P-V bus 1, 2 dan 3 data operasi beban 2013 71 xiv
Gambar 4.6 Kurva P-V bus 4, 5, 6 dan 7 data operasi beban 2013 72 Gambar 4.7 Kurva P-V bus 8, 9 dan 10 data operasi beban 2013 72 Gambar 4.8. Grafik profil tegangan tiap bus pada titik kritis 73 Gambar 4.9 Kurva P-V bus 1,2 dan 3 data operasi beban 2014 74 Gambar 4.10 Kurva P-V bus 4, 5, 6 dan 7 data operasi beban 2014 74 Gambar 4.11 Kurva P-V bus 8, 9 dan 10 data operasi beban 2014 75 Gambar 4.12 Grafik profil tegangan tiap bus pada titik kritis 76 Gambar 4.13 Konfigurasi sistem tenaga yang dipasang UPFC pada saluran 5-6 77 Gambar 4.14 Grafik profil tegangan sebelum dan setelah UPFC dipasang di saluran 5-6 78 Gambar 4.15 Grafik daya total pembangkitan tanpa dan dengan UPFC di saluran 5-6 79 Gambar 4.16. Grafik rugi-rugi daya total tanpa dan dengan UPFC di saluran 5-6 80 Gambar 4.17 Kurva P-V Bus 1, 2 dan 3 setelah dipasang UPFC di saluran 5-6 81 Gambar 4.18 Kurva P-V Bus 4, 5, 6 dan 7 setelah dipasang UPFC di saluran 5-6 81 Gambar 4.19 Kurva P-V Bus 8, 9 dan 10 setelah dipasang UPFC di saluran 5-6 82 Gambar 4.20 Grafik perbandingan Maximum Loading Parameter sebelum dan sesudah UPFC dipasang pada saluran 5-6 84 xv
Gambar 4.21 Grafik perbandingan profil tegangan pada nilai MLP tanpa dan dengan UPFC di saluran 5-6 84 Gambar 4.22 Konfigurasi sistem tenaga yang dipasang UPFC pada saluran 4-5 85 Gambar 4.23 Grafik perbandingan profil tegangan sebelum dan setelah UPFC dipasang di saluran 4-5 86 Gambar 4.24 Grafik daya total pembangkitan tanpa dan dengan UPFC di saluran 4-5 87 Gambar 4.25. Grafik rugi-rugi daya total tanpa dan dengan UPFC di saluran 4-5 88 Gambar 4.26 Kurva P-V Bus 1, 2 dan 3 setelah dipasang UPFC di saluran 4-5 89 Gambar 4.27 Kurva P-V Bus 4, 5, 6 dan 7 setelah dipasang UPFC di saluran 4-5 90 Gambar 4.28 Kurva P-V Bus 8, 9 dan 10 setelah dipasang UPFC di saluran 4-5 90 Gambar 4.29 Grafik perbandingan Maximum Loading Parameter sebelum dan sesudah UPFC dipasang pada saluran 4-5 92 Gambar 4.30 Grafik perbandingan profil tegangan pada nilai MLP tanpa dan dengan UPFC di saluran 4-5 93 Gambar 4.31 Konfigurasi model simulink sistem tenaga yang dipasang UPFC pada saluran 3-4 94 Gambar 4.32 Grafik profil tegangan sebelum dan setelah UPFC dipasang di saluran 3-4 94 xvi
Gambar 4.33 Grafik daya total pembangkitan tanpa dan dengan UPFC di saluran 3-4 95 Gambar 4.34. Grafik rugi-rugi daya total tanpa dan dengan UPFC di saluran 3-4 96 Gambar 4.35 Kurva P-V Bus 1, 2 dan 3 setelah dipasang UPFC di saluran 3-4 97 Gambar 4.36 Kurva P-V Bus 4, 5, 6 dan 7 setelah dipasang UPFC di saluran 3-4 98 Gambar 4.37 Kurva P-V Bus 8, 9 dan 10 setelah dipasang UPFC di saluran 3-4 98 Gambar 4.38 Grafik perbandingan Maximum Loading Parameter sebelum dan sesudah UPFC dipasang pada saluran 3-4 100 Gambar 4.39 Grafik perbandingan profil tegangan pada nilai MLP tanpa dan dengan UPFC di saluran 3-4 101 xvii