BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Listrik merupakan salah satu sumber kebutuhan hidup yang tidak dapat dilepaskan dari keperluan sehari-hari manusia. Listrik sangat bermanfaat dalam kehidupan di era modern seperti ini karena tanpa listrik, manusia hampir tidak dapat melakukan pekerjaan yang ada dengan baik ataupun memenuhi kebutuhannya. Penggunaan listrik bukan lagi untuk memenuhi kebutuhan secara sosial tapi juga kebutuhan pribadi. Bayangkan saja bagaimana seseorang dapat berkomunikasi menggunakan komputer atau telepon jika tidak ada listrik. Makanan tidak dapat diawetkan oleh lemari pendingin jika tidak ada listrik. Cuaca yang panas akan selalu membuat gerah jika tidak ada listrik utuk menghidupkan AC. Mencuci pakaian dengan mesin pencuci serta menyetrikanya juga tidak dapat dilakukan jika tidak ada listrik. Dari kebutuhan-kebutuhan pribadi seperti itu, dapat kita bayangkan betapa diperlukannya listrik oleh masyarakat luas. Perusahaan ataupun perindustrian akan sulit beroperasi jika tidak ada listrik. Restoran, hotel, dan tempat-tempat umum lainnya juga tidak dapat beroperasi tanpa adanya listrik. Oleh karenanya, listrik menjadi salah satu hal penting yang tidak dapat dipisahkan dari kehidupan manusia. Perkembangan teknologi dan perindustrian serta pertumbuhan penduduk yang pesat membuat kebutuhan akan listrik terus meningkat setiap tahunnya. Listrik dapat dihasilkan dari pengubahan energi alam ataupun bahan bakar. Salah satu penghasil listrik terbesar di Indonesia adalah PT PLN yang bertanggung jawab atas produksi listrik dan berbagai masalahnya. PT PLN memiliki anak perusahaan yaitu PT Indonesia Power yang bertanggung jawab atas listrik di pulau Jawa dan Bali. PT Indonesia Power memiliki delapan unit pembangkit listrik yaitu UPB Priok, UPB Mrica, UPB Kamojang, UPB Saguling, UPB Suralaya, UPB Semarang, UPB Perak-Grati, UPB Bali dan satu unit perawatan di Jakarta serta enam macam pembangkit listrik yaitu PLTA, PLTU, PLTG, PLTGU, PLTP, dan PLTD. Unit pembangkit listrik tersebut akan menghasilkan listrik yang nantinya didistribusikan kepada para konsumen. 1
2 Masing-masing unit pembangkit listrik memiliki beban minimum dan maksimum serta biaya operasi. Unit-unit pembangkit yang ada memiliki karakteristik dan energi primer yang berbeda-beda. Untuk unit pembangkit thermal yang menggunakan bahan bakar seperti PLTD, tentunya terdapat biaya bahan bakar yang cukup mahal harganya dibandingkan dengan biaya operasi pada PLTA dan lainnya. Biaya bahan bakar tersebut merupakan biaya yang terbesar yaitu sekitar hampir 80% dari biaya produksi. Karenanya diperlukan suatu koordinasi dalam pembebanan daya listrik pada masing-masing unit pembangkit, sehingga diperoleh biaya pembangkit yang minimum. Biaya-biaya yang terjadi selama proses produksi tersebut itulah yang nantinya akan menentukan harga pokok listrik. Total biaya produksi ini dapat diminimalisir dengan cara pengaturan kombinasi pembebanan daya pada unit-unit pembangkit yang ada sehingga didapatkan suatu pembebanan yang optimal atau lebih ekonomis. Pengaturan kombinasi pembebanan daya tersebut dapat lebih memaksimalkan fungsi kerja di unit pembangkitan bila diberikan suatu metode optimisasi sehingga didapatkan kombinasi daya output yang optimal. Setelah itu ditentukan besar daya yang harus disupplai dari tiap unit pembangkit sehingga total biaya produksi dapat lebih minimal. Maka dapat dikatakan pembagian pembebanan daya listrik ini merupakan suatu fungsi biaya pembangkitan yang disebut juga dengan Economic Dispatch (ED). Economic dispatch merupakan salah satu permasalahan yang cukup menarik dan telah banyak dilakukan penelitian mengenainya menggunakan berbagai metode optimasi. Salah satunya menggunakan metode Bacterial Foraging Optimization Algorithm. Guozhong Wu meneliti mengenai economic dispatch pada unit pembangkit tenaga air menggunakan metode Bacterial Foraging Optimization Algorithm. Dari hasil penelitian dan simulasi yang telah diuji, terbukti bahwa metode Bacterial Foraging Optimization Algorithm ini memberikan hasil yang lebih optimum (Wu, 2012). Penelitian lainnya yang juga menggunakan Bacterial Foraging Optimization Algorithm adalah penelitian yang dilakukan R. Vijay. Hasil yang didapat dari metode Bacterial Foraging Optimization Algorithm ini dibandingkan dengan hasil dari metode lain yaitu Genetic Algorithm dan Particle Swarm Optimization. Hasilnya adalah metode Bacterial Foraging Optimization Algorithm merupakan
3 solusi yang lebih optimum untuk permasalahan Economic Dispatch ini (Vijay, 2012). Metode Bacterial Foraging Optimization Algorithm ini juga telah diuji coba oleh Gautam Mahapatra dan Soumya Banerjee dalam menyelesaikan permasalahan perhitungan simultan. Seperti halnya Genetic Algorithm, BFOA juga dapat digunakan untuk menyelesaikan permasalahan linear ataupun nonlinear dengan lebih baik dibandingkan metode konvensional (Mahapatra & Banerjee, 2013) Penelitian lain menggunakan metode hibrid Bacterial Foraging Algorithm- Particle Swarm Optimization yang memperhitungkan valve-point effects (tekanan katup turbin) yang menghasilkan solusi yang lebih optimal dibandingkan menggunakan metode Bacterial Foraging Algorithm biasa (Jayabarathi et al, 2012). Adapula penelitian lain yang menggunakan metode Bacterial Foraging Algorithm yang telah diperbaharui yaitu Improved Bacterial Foraging Algorithm dalam memecahkan permasalahan operasi ekonomis sistem tenaga (EED) dengan memasukkan pembangkit tenaga angin. EED tersebut diselesaikan dengan dan tanpa menyertakan pembangkit tenaga angin untuk membuat batasan dan perbandingan dalam pembuatan Bacterial Foraging Algorithm. Hasilnya adalah metode Bacterial Foraging Algorithm yang sudah diperbaharui tersebut (IBFA) lebih baik daripada menggunakan metode BFA biasa (Farajianpour, 2012). Terdapat juga penelitian mengenai permasalahan Economic Dispatch dengan suatu metode hibrid BFOA yaitu Fuzzy-BFOA. Namun sayangnya belum ada suatu perangkat lunak yang dapat mendukung kemudahan proses perhitungan yang dilakukan (Fauzi, 2011). Sedangkan untuk penelitian ini, permasalahan ED akan diselesaikan menggunakan metode optimisasi Bacterial Foraging Optimization Algorithm dan juga akan dibuat suatu perangkat lunak untuk mempermudah proses perhitungan. Bacterial Foraging Optimization Algorithm memiliki empat strategi foraging yang mampu bekerja secara serempak dengan sensifitas tinggi yang dapat membantu proses pengoptimasian. Metode ini akan digunakan untuk menghitung kombinasi daya output masing-masing unit pembangkit sehingga
4 diperoleh biaya pembangkitan yang minimum untuk nantinya menentukan harga pokok listrik. Kemudian akan dibuat juga suatu perangkat lunak yang akan mempermudah proses perhitungan untuk mendapatkan hasilnya. 1.2 Rumusan Masalah Permasalahan yang harus dapat diselesaikan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut: 1. Apakah biaya pembangkit yang dihasilkan menjadi lebih optimal dengan menggunakan metode Bacterial Foraging Optimization Algorithm? 2. Bagaimana perbandingannya apabila tidak dilakukan optimasi menggunakan metode Bacterial Foraging Optimization Algorithm? 3. Apakah program yang akan dibuat dapat mempermudah perhitungan dan mudah digunakan oleh user? 1.3 Ruang Lingkup Objek permasalahan dalam penulisan ini akan dibatasi agar pembahasannya tidak terlalu meluas. Pembatasan masalah tersebut berupa : 1. Data yang dipakai merupakan data tanggal 6 Mei tahun 2014 dengan cakupan wilayah tertentu dan dengan memperhatikan beban puncak. 2. Data yang dipakai merupakan data PLTU dengan bahan bakar batubara. PLTU tersebut antara lain PLTU A, PLTU B, PLTU C, PLTU D, PLTU E, PLTU F, PLTU G, PLTU H, PLTU I. Namun, PLTU C tidak dioperasikan. 3. Unit pembangkit listrik yang digunakan adalah unit pembangkit thermal 4. Tidak memperhitungkan rugi-rugi beban transmisi 5. Kondisi sistem diasumsikan dalam keadaan normal 6. Fungsi biaya bahan bakar telah diketahui sebelumnya 1.4 Tujuan dan Manfaat 1.4.1 Tujuan Adapun tujuan dari penelitian ini adalah sebagai berikut : a. Mengaplikasikan penggunaan metode Bacterial Foraging Optimization Algorithm pada permasalahan Economic Dispatch untuk menentukan biaya optimal dari kombinasi PLTU berbahan bakar batubara.
5 b. Merancang sebuah program perhitungan Economic Dispatch berdasarkan metode Bacterial Foraging Optimization Algorithm berbasis web yang menggunakan PHP untuk mempermudah perhitungan dalam menentukan total biaya pembangkit listrik yang paling optimal. 1.4.2 Manfaat Manfaat yang ingin dicapai adalah sebagai berikut : a. Bagi pengguna (PT Indonesia Power): pemanfaatan perangkat lunak yang dapat digunakan untuk mempermudah penentuan biaya pembangkit listrik yang optimal. b. Bagi pembaca : menambah pengetahuan mengenai Economic Dispatch dan pengoptimalan biaya pembangkit listrik. c. Bagi peneliti lain: sebagai bahan referensi sehubungan dengan pembahasan Economic Dispatch. 1.5 Sistematika Penulisan Sistematika penulisan dibagi menjadi lima bagian yaitu : 1. Bab 1 Pendahuluan Bab ini membahas mengenai latar belakang, rangkuman penelitian terdahulu, rumusan masalah, ruang lingkup, tujuan dan manfaat serta sistematika penulisan yang digunakan. 2. Bab 2 Landasan Teori Bab ini membahas mengenai teori-teori yang digunakan untuk mendukung keakuratan penulisan serta menjadi landasan berpikir dalam melakukan perhitungan dan perancangan program. 3. Bab 3 Metode Penelitian Bab ini menjelaskan langkah-langkah penelitian dan algoritma metode optimasi yang digunakan untuk memproses data. 4. Bab 4 Analisis dan Simulasi Bab ini menjelaskan lebih detail mengenai hasil pengujian data yang telah diproses menggunakan metode tertentu serta implementasinya dalam perancangan program yang telah dibuat. 5. Bab 5 Simpulan Bab ini berisi mengenai kesimpulan dari keseluruhan penelitian yang telah dilakukan serta saran-saran untuk pengembangan ke depannya.