1 BAB I PENDAHULUAN 1.1
Latar Belakang Sistem tenaga listrik merupakan sistem yang selalu berubah seiring berjalannya
waktu. Semakin hari kebutuhan listrik akan semakin bertambah. Sistem tenaga listrik harus dapat memenuhi permintaan daya dari konsumen listrik. Hal tersebut dapat menjadikan perubahan – perubahan nilai dari tegangan, aliran daya, dan kuat arus yang sesuai dengan kondisi saat itu yang dibutuhkan. Komponen – komponen yang mengalami perubahan tersebut yaitu pembangkitan, transmisi, distribusi, dan beban. Setiap terjadinya perubahan pada suatu nilai parameter akan mempengaruhi nilai – nilai pada parameter yang lainnya (Stevenson, 1983). Operasi sistem tenaga bertujuan untuk menyediakan listrik dengan keandalan yang tinggi dan dengan biaya operasi minimal tanpa melanggar batasan-batasan pada sistem seperti tegangan dan pembangkitan. Oleh karena itu, dibutuhkan pengoptimalan operasi sistem tenaga untuk mewujudkan keadaan tersebut. Optimal Power Flow (OPF) merupakan cara untuk mengatasi masalah tersebut, metode ini dikenalkan pada awal 1960-an sebagai pengembangan economic dispatch metode konvensional untuk menentukan pengaturan optimal memperhatikan ragam batasan (Joshi & Chitaliya, 2011). Sistem dapat berjalan dengan baik apabila pada sistem tersebut tidak terjadi gangguan dari dalam atau luar sistem. Apabila terjadi gangguan pada sistem akan menimbulkan masalah pada sistem dalam bentuk ketidakmampuan menyalurkan daya listrik sampai ke konsumen.
1
2
Salah satu gangguan pada sistem tenaga listrik terjadi pada saluran (transmisi). Saluran transmisi berfungsi untuk mengalirkan daya listrik dari pembangkitan menuju ke titik – titik pusat beban. Apabila terjadi gangguan pada saluran maka daya listrik tidak dapat sampai ke konsumen. Pada kondisi gangguan, sistem diharapkan tetap dapat menyalurkan daya listrik dari pembangkitan menuju ke konsumen, yaitu dengan melewatkan pada saluran yang lain yang tidak mengalami gangguan atau kerusakan. Sepanjang tidak melebihi batas kapasitas penyaluran saluran tersebut. Analisis berbasis resiko merupakan usaha untuk mengetahui resiko setiap saluran pada saat terjadi kontingansi „N-1‟ saluran pada sistem. Hal tersebut digunakan untuk menjaga sistem tetap dalam kondisi yang terbaik dan teruji keandalaannya. Dengan adanya analisis berbasis resiko, diharapkan operasi sistem tenaga listrik tetap dapat berjalan dengan aman dan handal, dengan tetap mengusahakan agar biaya pembangkitan tetap seminimal mungkin. Hasil akhir dari analisis ini berupa besarnya biaya pembangkitan dari setiap generator, dan indeks resiko pada sistem tersebut yang sudah diminimalisasikan. Dalam penelitian ini, akan digunakan data standar uji IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineering) kasus 14 busbar. Penulis akan menguji metode ini dengan dua kasus. Kasus pertama yaitu menyelesaikan permasalahan kontingensi „N-1‟ saluran dengan tidak memperhatikan resiko. Lalu kasus kedua yaitu menyelesaikan permasalahan kontingensi „N-1” saluran dengan memperhatikan resiko. Dari kasus ini, nantinya dapat dilihat apakah metode yang diusulkan ini dapat
3
digunakan untuk menyelesaikan permasalahan kontingensi „N-1‟ saluran dengan mempertimbangkan resiko. 1.2
Perumusan Masalah Berdasarkan latar belakang yang telah dikemukakan tersebut, dapat
dirumuskan beberapa permasalahan sebagai berikut. 1. Apakah metode pemodelan indeks reiko saat terjadi kontingensi saluran „N-1‟ dapat digunakan untuk mengukur seberapa parah gangguan pada sistem? 2. Pada skenario bagaimana terdapat nilai resiko terbesar di permasalahan kontingensi saluran „N-1‟ pada kasus IEEE 14 bus? 3. SCED,RBED,
dan
RBSCED
mengunakan
algoritma
genetika
dapat
meminimalkan nilai resiko ? 4. Apakah metode design of experiment (DOE) yang digunakan dapat mengoptimalkan parameter AG? 5. Apakah metode algoritma genetika pada OPF mampu menghasilkan jumlah biaya yang lebih optimal dan meminimalkan resiko dibandingkan dengan metode load flow tanpa mempertimbangkan resiko? 1.3
Batasan Masalah Dalam pengerjaan laporan tugas akhir ini dibatasi mengenai analisis optimal
power flow study case pada IEEE dengan algoritma genetika mempertimbangkan resiko, permasalahan dibatasi dengan asumsi sebagai berikut: 1. Masukan yang digunakan adalah data bus dan data saluran pada case study IEEE yang terdapat pada matpower yaitu case 14.
4
2. Masukan data pembebanan untuk sistem adalah data pembebanan yang telah dicantumkan pada study case yang telah disediakan, yaitu data pembebanan statis pada kondisi satu titik waktu. 3. Metode yang digunakan pada penelitian ini hanya meliputi kalkulasi menggunakan Genetic Algorithm dan metode aliran daya newton raphson untuk aliran daya optimal dengan obyektif minimalisasi biaya. 4. Batasan keamanan sistem transmisi diatur pada batas tertentu sesuai dengan standar minimum yang terdapat pada studi kasus yang diberikan berupa batas tegangan maksimal dan minimal. 5. Keadaan kontingensi saluran „N-1‟ untuk mengetahui indeks resiko pada sistem tersebut. 1.4
Tujuan Penelitian Selanjutnya penelitian tentang optimal power flow dilakukan dengan tujuan
sebagai berikut : 1. mengetahui perbandingan load flow jika terjadi kontingensi „N-1‟ saluran dengan tidak mempertimbangkan resiko, 2. mengetahui metode AG dalam menyelesaikan permasalahan OPF dengan mempertimbangkan resiko 3. menggunakan metode AG untuk optimasi sistem tenaga listrik dengan tujuan meminimalkan biaya pembangkitan indeks resiko pada sistem 4. untuk mengetahui apakah metode DOE yang digunakan dapat mengoptimalkan parameter AG
5
5. membandingkan OPF metode AG pada sistem tenaga listrik dengan mempertimbangkan resiko dalam keadaaan kontingensi „N-1‟ saluran terhadap load
flow
jika
terjadi
kontingensi
„N-1‟
saluran
dengan
tidak
mempertimbangkan resiko. 1.5
Sistematika Penulisan Dalam penulisan laporan tugas akhir menggunakan sistematika untuk
memperjelas pemahaman terhadap materi yang dijadikan objek penelitian tugas akhir. Adapun sistematika penulisan sebagai berikut. BAB I
PENDAHULUAN Berisi latar belakang masalah, maksud dan tujuan penulisan, pembatasan masalah, waktu dan tempat pelaksanaan, metode pengumpulan data, sistematika penulisan laporan.
BAB II
DASAR TEORI Berisi dasar-dasar teori dari penelitian yang dilakukan penulis, yaitu mengenai economic dispatch, optimal power flow, algoritma genetika, dan indeks resiko sistem tenaga listrik.
BAB III METODE PENELITAN Berisi metode-metode yang digunakan untuk menghasilkan kalkulasi dengan algoritma genetika yaitu pada source code MATLAB, yang ditampilkan dengan diagram alir. BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN Berisi mengenai analisa dan pemaparan hasil penelitan yang diperoleh dari simulasi yang telah dilakukan menggunakan metode bab ketiga.
6
BAB V
PENUTUP
Berisi mengenai kesimpulan secara keseluruhan dari laporan tugas akhir penelitian mengenai optimal power flow dengan mempertimbangkan resiko.
