Presentasi Sidang Tugas Akhir Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro ITS
Algoritma Aliran Daya Untuk Sistem Distribusi Radial Dengan Beban Sensitif Tegangan Nama : Rizka Winda Novialifiah NRP : 2211106043 Pembimbing : 1. Prof.Dr.Ir.Adi Soeprijanto,MT. 2. Dr.Eng.Rony Seto Wibowo,ST,MT.
Jurusan Teknik Elektro-ITS
Page 1
Latar Belakang
Studi Aliran Daya
Sistem Distribusi Metode Forward Backward Sweep Beban Sensitif Tegangan
Jurusan Teknik Elektro-ITS
Page 2
Tujuan 1
• Simulasi studi aliran daya dengan Metode Forward Backward Sweep
2
• Menghitung nilai tegangan dengan beban sensitif pada sistem distribusi radial.
3
• Menghitung rugi-rugi daya pada sistem distribusi radial.
Jurusan Teknik Elektro-ITS
Page 3
Batasan Masalah
1.
• Menggunakan sistem radial satu fasa.
distribusi
2.
• Simulasi menggunakan MATLAB.
software
Jurusan Teknik Elektro-ITS
Page 4
Metode Forward Backward Sweep • Metode untuk analisa aliran daya untuk jaringan distribusi. • Tanpa banyak perhitungan dan efisien pada setiap iterasi • Backward : menghitung besar arus yang mengalir pada saluran dari bus paling awal hingga akhir. • Forward : menghitung nilai drop tegangan (voltage drop) pada setiap saluran dengan mengkalikan nilai arus yang telah dihitung sebelumnya dengan nilai impedansi salurannya.
Jurusan Teknik Elektro-ITS
Page 5
Modifikasi Perhitungan 1. Metode Topologi Jaringan
2. Metode K Matrik
Jurusan Teknik Elektro-ITS
Page 6
Metode Topologi Jaringan Membentuk matrik BIBC (Bus Injection to Branch Current). Matrik BIBC (Bus Injection to Branch Current) adalah matrik hubungan antara arus injeksi dan saluran pada sistem distribusi.
Bentuk matrik BIBC :
Jurusan Teknik Elektro-ITS
Page 7
Metode Topologi Jaringan Didapatkan persamaan untuk drop tegangan pada setiap bus adalah sebagai berikut :
Kemudian dibentuk matrik BCBV (Branch Current to Bus Voltage). Matrik ini menyatakan adanya hubungan antara tegangan bus dan arus saluran.
Jurusan Teknik Elektro-ITS
Page 8
Metode K Matrik Metode K matrik membentuk matrik dengan melihat arah arus injeksi dari satu bus ke bus yang lain.
BCBV = -[K Matrik]’.*[ImpedansiSaluran]
Jurusan Teknik Elektro-ITS
Page 9
Metode K Matrik Pada metode topologi jaringan sebelumnya, dapat disimpulkan bahwa persamaan untuk menghitung drop tegangan adalah sebagai berikut :
Dan untuk menghitung drop tegangan pada setiap saluran dengan menggunakan metode K Matrik adalah sebagai berikut : [∆V] = -[K-matrik]’.*[ImpedansiSaluran] * -[K-matrik].*[I] Jurusan Teknik Elektro-ITS
Page 10
Arus Cabang Dan Tegangan Untuk menghitung arus cabang didapatkan dari hubungan daya kompleks dan tegangan pada setiap bus, seperti persamaan dibawah ini :
Dengan didapatkan matrik K, BIBC, BCBV dan ∆V kita dapat menghitung nilai tegangan pada setiap bus dengan cara : [Vi] = [V1] – [∆V]
Jurusan Teknik Elektro-ITS
Page 11
Beban Sensitif Tegangan Beban sensitif tegangan adalah beban yang berubah-ubah karena tegangan berubah-ubah. Dan perubahan daya P dan Q dikarenakan adanya perubahan dari tegangan. Untuk menghitung nilai perubahan daya P dan Q dirumuskan sebagai berikut : • Beban P = V2/R • Beban Q = V2/X
Jurusan Teknik Elektro-ITS
Page 12
Flowchart Sistem
Jurusan Teknik Elektro-ITS
Page 13
HASIL SIMULASI
Jurusan Teknik Elektro-ITS
Page 14
Simulasi Simulasi menggunakan penyulang Tunjungan Plaza dan Ometraco, sebagai contoh simulasi digunakan penyulang Tunjungan Plaza.
Bus 1
Bus 2
Bus 3
Bus 4
Bus 5
Bus 9
Bus 11
Bus 10
Bus 12
Jurusan Teknik Elektro-ITS
Bus 6
Bus 8
Bus 7
1. Metode forward backward sweep biasa Dibawah ini adalah tabel hasil nilai tegangan menggunakan metode forward backward sweep biasa : Tegangan Bus Magnitudo (kV) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Jurusan Teknik Elektro-ITS
20.000 19.9989 19.9978 19.9973 19.9972 19.9967 19.9964 19.9966 19.9965 19.9965 19.9963 19.9961
Sudut 0 -0.0004 -0.0007 -0.0010 -0.0008 -0.0008 -0.0010 -0.0007 -0.0014 -0.0014 -0.0015 -0.0016
Page 16
2. Dengan Beban Sensitif Tegangan Dibawah ini adalah tabel hasil nilai tegangan menggunakan metode forward backward sweep dengan beban sensitif tegangan : Tegangan Bus Magnitudo (kV) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Jurusan Teknik Elektro-ITS
20.000 19.9977 19.9954 19.9945 19.9942 19.9932 19.9925 19.9931 19.9929 19.9928 19.9924 19.9921
Sudut 0 -0.0008 -0.0016 -0.0021 -0.0019 -0.0019 -0.0024 -0.0018 -0.0030 -0.0030 -0.0032 -0.0033
Page 17
Perbandingan Hasil Dibawah ini adalah tabel hasil perbandingan tegangan menggunakan metode forward backward sweep dengan beban sensitif tegangan dan menggunakan metode forward backward sweep biasa : BUS
TEGANGAN DENGAN BEBAN KONSTAN
TEGANGAN DENGAN BEBAN SENSITIF
SELISIH (%)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
MAGNITUDO (kV) 20.000 19.9989 19.9978 19.9973 19.9972 19.9967 19.9964 19.9966 19.9965 19.9965 19.9963 19.9961
Jurusan Teknik Elektro-ITS
SUDUT 0 -0.0004 -0.0007 -0.0010 -0.0008 -0.0008 -0.0010 -0.0007 -0.0014 -0.0014 -0.0015 -0.0016
MAGNITUDO (kV) 20.000 19.9977 19.9954 19.9945 19.9942 19.9932 19.9925 19.9931 19.9929 19.9928 19.9924 19.9921
SUDUT 0 -0.0008 -0.0016 -0.0021 -0.0019 -0.0019 -0.0024 -0.0018 -0.0030 -0.0030 -0.0032 -0.0033
0 0.006 0.01 0.01 0.01 0.01 0.02 0.01 0.02 0.02 0.02 0.02 Page 18
Beban Dibawah ini adalah tabel hasil perbandingan nilai beban menggunakan metode forward backward sweep dengan beban sensitif tegangan dan menggunakan metode forward backward sweep dengan beban konstan : BEBAN KONSTAN
BEBAN SENSITIF TEGANGAN
P (kW)
P (kW)
BUS
2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Jurusan Teknik Elektro-ITS
8.73 25.397 61.175 99.91 24.024 209.94 39.317 60.112 30.38 69.153 95.101
Q (kVar) 2.188 7.014 17.768 25.04 35.542 57.277 42.091 12.978 6.169 17.108 33.928
8.73 25.397 61.175 99.9417 24.024 249.8133 39.317 60.1984 30.38 69.153 95.1632
Q (kVar) 2.188 7.014 17.768 25.0480 35.542 57.4283 42.091 12.9778 6.169 17.108 33.9716 Page 19
Rugi – Rugi Daya Dibawah ini adalah tabel hasil nilai Ploss dan QLoss : Keterangan Dengan Beban Konstan Beban Sensitif Tegangan
Jurusan Teknik Elektro-ITS
PLoss (watt) QLoss (var) 468.4481 515.8914
229.8047 253.0788
Page 20
Kesimpulan 1. Hasil pengujian menunjukkan bahwa metode forward backward sweep dapat digunakan untuk menganalisis aliran daya pada sistem distribusi radial dengan beban sensitif tegangan. 2. Metode analisis aliran daya menggunakan metode forward backward sweep memiliki konvergensi yang cepat. Untuk sistem distribusi membutuhkan 3 hingga 4 kali iterasi. 3. Analisis aliran daya dengan beban sensitif tegangan mempunyai nilai tegangan pada setiap bus lebih kecil dibandingkan dengan aliran daya dengan beban konstan. 4. Dengan beban sensitif tegangan nilai rugi-rugi daya yang didapat lebih besar daripada dengan menggunakan beban konstan.
Jurusan Teknik Elektro-ITS
Page 21
TERIMA KASIH
Jurusan Teknik Elektro-ITS
Page 22
Lampiran Bus 1
Bus 2
Bus 3
Bus 4
Bus 5
Bus 9
Bus 11
Bus 10
Bus 12
Jurusan Teknik Elektro-ITS
Bus 6
Bus 8
Bus 7
Page 23
Lampiran Beban
Jurusan Teknik Elektro-ITS
Page 24
Lampiran Tegangan
Jurusan Teknik Elektro-ITS
Page 25
