ANALISA KEANDALAN SISTEM TENAGA LISTRIK DI WILAYAH LAMPUNG BERDASARKAN KETERSEDIAAN DAYA PADA TAHUN 2016
(Skripsi)
Oleh
GUSTI AGUNG PUTRA YOGA
FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS LAMPUNG BANDAR LAMPUNG 2017
ABSTRACT
RELIABILITY ANALYSIS OF ELECTRICAL POWER SYSTEM IN LAMPUNG BASED ON POWER AVAILABILITY IN 2016 By
GUSTI AGUNG PUTRA YOGA
Reliability is one of the vital things in the distribution of electric power. A reliable system will ensure the continuity of power distribution to the system. Reliability value can be calculated using the LOLP ( Loss of Load Probability) index and the EENS (Expected Energy Not Supplied) index. Loss of Load Probability is a risk level index the operation of a power system. A high level of reliability can be obtained by the low risk levels. Loss of Load Probability (LOLP) of electric power system in Lampung in 2016 is 1.704784 days / year with EENS of 40.760892 MW. The units ( power plants) scenario were done to overcome the issue. The scenario 1 is to replace the PLTG Tarahan 16 MW, PLTU Sebalang unit 1 60 MW and PLTD 20 MW by a 100 MW PLTG. Scenario 1 produced LOLP power system of 3,61531568 days / year and EENS of 86,335372 MW. Scenario 2 is replacing the 100 MW PLTG in scenario 1 to PLTG 2 x 50 MW, the LOLP value is 0.092860604 day / year with EENS of 1,62219477 MW. Scenario 1 and 2 proved that the addition of power availability must take into account the number of power plants , because it has an effect on the reliability index improvement. The power plant with a large capacity but less in number will affect the availability of power when condition of out of service. Keywords: System Reliability, LOLP, EENS, FOR, Probability
ABSTRAK ANALISA KEANDALAN SISTEM TENAGA LISTRIK DI WILAYAH LAMPUNG BERDASARKAN KETERSEDIAAN DAYA PADA TAHUN 2016 Oleh GUSTI AGUNG PUTRA YOGA
Tingkat keandalan merupakan salah satu hal yang vital dalam penyaluran tenaga listrik. Sistem distribusi yang handal akan menjamin tingkat kontinuitas pelayanan pada sistem distribusi. Nilai keandalan dapat dihitung dengan menggunakan indeks LOLP atau Loss of Load Probability (probabilitas kehilangan beban) dan indeks EENS atau Expected Energy Not Supplied (ekspektasi energi yang tidak tersuplai). Loss of Load Probability adalah indeks level resiko dalam mengoperasikan sistem tenaga listrik. Tingkat keandalan yang tinggi dapat diperoleh dengan level resiko yang rendah atau kecil. Loss of Load Probability (LOLP) sistem tenaga listrik di Lampung pada tahun 2016 adalah 1,704784 hari/tahun dengan EENS sebesar 40,760892 MW. Skenario pembangkit dilakukan untuk menanggulangi hal tersebut. Skenario 1 adalah mengganti PLTG Tarahan 16 MW, PLTU Sebalang unit 1 60 MW dan PLTD 20 MW dengan PLTG 100 MW. Skenario 1 menghasilkan LOLP sistem tenaga listrik sebesar 3,61531568 hari/tahun dan EENS sebesar 86,335372 MW. Skenario 2 yaitu mengganti PLTG 100 MW pada skenario 1 menjadi PLTG 2 x 50 MW, nilai LOLP yang dihasilkan sebesar 0,092860604 hari/tahun dengan nilai EENS sebesar 1,62219477 MW. Skenario 1 dan 2 membuktikan bahwa penambahan ketersediaan daya harus memperhitungkan jumlah pembangkit, karena berpengaruh dalam perbaikan indeks keandalan. Pembangkit dengan kapasitas besar dalam jumlah yang sedikit akan mempengaruhi ketersediaan daya apabila dalam keadaan out of service. Kata Kunci
: Keandalan Sistem, LOLP, EENS, FOR, Probabilitas
ANALISA KEANDALAN SISTEM TENAGA LISTRIK DI WILAYAH LAMPUNG BERDASARKAN KETERSEDIAAN DAYA PADA TAHUN 2016 Oleh GUSTI AGUNG PUTRA YOGA
Skripsi Sebagai Salah Satu Syarat Mencapai Gelar SARJANA TEKNIK Pada Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Lampung
FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS LAMPUNG BANDAR LAMPUNG 2017
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Desa Restu Rahayu, Kec. Raman Utara, Kab. Lampung Timur, Lampung pada tanggal 13 Juni 1995. Penulis merupakan anak pertama dari 2 bersaudara dari pasangan Gusti Made Suwasta dan Dewa Ayu Ketut Murni.
Riwayat pendidikan penulis yaitu SDN 1 Restu Rahayu, pada tahun 2001 hingga tahun 2007, SMPN 2 Raman Utara pada tahun 2007 hingga tahun 2010, dan SMAN 1 Seputih Banyak pada tahun 2010 hingga tahun 2013.
Penulis menjadi mahasiswa Jurusan Teknik Elektro, Universitas Lampung, pada tahun 2013 melalui Ujian Tertulis SBMPTN. Selama menjadi mahasiswa, penulis berkesempatan menjadi asisten dosen mata kuliah Probabilitas dan Statistika, serta menjadi asisten praktikum Dasar Konversi Energi Elektrik, Elektronika Daya, MesinMesin Elektrik. Penulis juga terdaftar menjadi Sekertaris Departemen Pendidikan dan Pengemabangan Diri Himatro Unila Periode 2015 – 2016. Penulis melaksanakan kerja praktik di Universitas Lampung pada bulan Maret – Mei 2016 dan mengambil judul “AUDIT ENERGI PADA GEDUNG TEKNIK SIPIL, ARSITEKTUR, DAN
DEKANAT FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS LAMPUNG”.
1
Karya ini kupersembahkan untuk
Ajik Tercinta dan Mamak Tercinta
Gusti Made Suwasta dan Dewa Ayu Ketut Murni
Adikku Tersayang
Gusti Ayu Made Ulan Dari
Pendamping Hidupku Putu Arya Laksmi Amrita Kirana, S.Ked.
Keluarga Besar, Dosen, Teman, Keluarga EE’13 dan Almamater.
2
MOTTO
“ Sukses
itu butuh DUIT “
Doa Usaha Ikhlas Teman ,
SANWACANA Puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa yang atas berkat rahmat dan karunia-Nya penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir Penelitian yang berjudul “ANALISA KEANDALAN SISTEM TENAGA LISTRIK DI WILAYAH LAMPUNG BERDASARKAN KETERSEDIAAN DAYA PADA TAHUN 2016” Dimana penelitian ini berlangsung pada Tanggal 20 Januari sampai 20 Mei 2016 di PT.PLN Distribusi Sektor Lampung. Maksud dan tujuan penulis melakukan penelitian ini adalah untuk menghitung dan menganalisa keandalan
sistem
kelistrikan
Lampung
berdasarkan
parameter-parameter
probabilitas seperti kapasitas pembangkit yang efektif, forced outage rate (FOR), dan ketersediaan daya. Hasil analisa keandalan sistem kelistrikan Lampung kemudian selanjutnya akan dijadikan acuan untuk pertimbangan penambahan ketersediaan daya berdasarkan dengan pertumbuhan beban. Penambahan daya dilakuakan untuk menjaga kualitas pelayanan dari PT. PLN kepada konsumen di wilayah Lampung.
Selain itu, terima kasih penulis ucapkan kepada pihak-pihak yang telah membantu selama berlangsungnya kegiatan kerja praktik hingga penyusunan laporan kerja praktik ini, diantaranya:
v
1. Bapak Prof. Dr. Ir. Hasriadi Mat Akin, M.P., selaku Rektor Universitas Lampung. 2. Bapak Prof. Suharno, M.Sc, Ph.D. selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Lampung. 3. Bapak Dr. Ardian Ulvan, S.T., M.Sc., selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Lampung. 4. Bapak Herri Gusmedi, S.T., M.T., selaku pembimbing utama skripsi yang telah sabar membimbing dan memberikan ilmunya serta memotivasi dalam hidup di sela-sela kesibukannya. 5. Bapak Osea Zebua, S.T., M.T., selaku pembimbing pendamping yang telah membimbing dan memberikan motivasi untuk menyusun penelitian ini. 6. Bapak Dr. Eng. Lukmanul Hakim, S.T., M.T., selaku penguji skripsi yang memberikan saran, kritikan yang sangat membangun dalam penyusunan skripsi ini. 7. Segenap Dosen dan pegawai di Jurusan Teknik Elektro yang telah memberikan bantuan selama penulis mengemban ilmu di Jurusan Teknik Elektro. 8. Bapak Herman Halomoan Sinaga, S.T., M.T., selaku sekretaris Jurusan Teknik Elektro Universitas Lampung. 9. Bapak Noer Soedjarwanto, S.T.,M.T. selaku Dosen
Pembimbing
Akademis.
vi
10. Bapak Gusti Made Suwasta dan Ibu Dewa Ayu Ketut Murni Orang tuaku tercinta atas segala jerih payah, kasih sayang serta doanya selama ini. 11. Teman-teman elektro unila angkatan 2013 yang luar biasa. 12. Untuk Putu Arya Laksmi Amrita Kirana calon Ibu dari anak-anakku kelak serta calon menantu dari Ibuku, semoga dengan ini jalan kita dapat dipermudah (svaha), terimakasih atas dukungan morilnya. Oleh karena itu, berbagai bentuk kritik maupun saran yang membangun penulis berbagai pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu-persatu atas bantuan baik secara langsung maupun tidak langsung dalam pelaksanaan tugas akhir penelitian maupun penyusunan laporan ini. Dengan
segala
kerendahan
hati
penulis
sadari
begitu
banyak
ketidaksempurnaan pada Laporan Tugas Akhir ini. harapkan demi terwujudnya laporan yang lebih baik. Besar harapan penulis semoga buku laporan kerja praktik ini dapat memberikan manfaat bagi semua pihak demi kemajuan bersama.
Bandar Lampung,
Juli 2017
Gusti Agung Putra Yoga Penulis
vii
DAFTAR ISI Halaman DAFTAR ISI.................................................................................................
i
DAFTAR GAMBAR....................................................................................
iii
I
PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang .............................................................................. 1 1.2 Tujuan ............................................................................................ 2 1.3 Perumusan Masalah ..................................................................... 3 1.4 Batasan Masalah .......................................................................... 3 1.5 Manfaat ......................................................................................... 4 1.6 Sistematika Penulisan ................................................................... 4
II
TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Sistem Distribusi ............................................................................ 5 2.2 Pengertian Keandalan................................................................... 10 2.3 LOLP ( Loss of Load Probability) ................................................ 12 2.4 EENS (Expected Energy Not Supplied) ........................................ 16 2.4 Metode Regresi Linier .................................................................. 19 2.5 Kebutuhan Kapasitas Daya Listrik ....................................... 22
III
METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Waktu dan Tempat Penelitian ....................................................24 3.2 Alat dan Bahan .............................................................................24 3.3 Tahap Pengerjaan Tugas Akhir...................................................25 3.4 Diagram Alir Tugas Akhir ...........................................................27 3.5 Diagram Alir Perhitungan LOLP................................................28 3.6 Langkah-langkah Perhitungan LOLP .......................................29 3.7 Diagram Alir Perhitungan EENS ................................................30 3.8 Langkah-langkah Perhitungan EENS.........................................31
IV
HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1
Sistem Kelistrikan Lampung ....................................................... 32
4.2
Perhitungan Nilai LOLP dan EENS ........................................... 36 4.2.1 Perhitungan Nilai LOLP dan EENS Tahun 2016 .............. 36
4.3
Analisa Nilai Indeks Keandalan LOLP dan EENS .................... 61 4.3.1 Analisa Nilai Indeks LOLP dan EENS Tahun 2016 ........ 61
V
4.4
Rekomendasi Perbaikan LOLP dan EENS (Skenario 1) ......... 64
4.5
Rekomendasi Perbaikan LOLP dan EENS (Skenario 2) ......... 67
KESIMPULAN 5.1
Kesimpulan ...................................................................................... 72
ix
5.2
Saran ................................................................................................ 75
Daftar Pustaka .................................................................................. 76
x
DAFTAR TABEL Tabel
Halaman
1. Daftar Pembangkit di Lampung Tahun 2016..................................
33
2. Daftar Pembangkit Listrik dengan Kepemilikan PT.PLN..............
34
3. Daftar Nilai FOR Pembangkit PT.PLN .........................................
35
4. Nilai LOLP dan EENS Total Tahun 2016 Kondisi Awal ..............
61
5. Nilai LOLP dan EENS Total Tahun 2016 dengan Skenario 1 ......
65
6. Nilai LOLP dan EENS Total Tahun 2016 dengan Skenario 2 ......
68
iii
DAFTAR GAMBAR Gambar
Halaman
1. Kurva Lama Beban .........................................................................
11
2. Kurva Lama Beban .........................................................................
16
3. Diagram Alir Tugas Akhir..............................................................
27
4. Diagram Alir Perhitungan LOLP ...................................................
28
5. Diagram Alir Perhitungan EENS....................................................
30
6. Kurva Lama Beban Puncak Harian Bulan Januari 2016.................
37
7. Luas Daerah Dibawah Kurva Lama Beban( Energy Curtailed) Puncak Bulan Januari..................................................................................
38
8. Kurva Lama Beban Puncak Harian Bulan Februari 2016...............
39
9. Luas Daerah Dibawah Kurva Lama Beban( Energy Curtailed) Puncak Bulan Februari................................................................................
40
10. Kurva Lama Beban Puncak Harian Bulan Maret 2016...................
41
11. Luas Daerah Dibawah Kurva Lama Beban( Energy Curtailed) Puncak Bulan Maret................................................................................... 12. Kurva Lama Beban Puncak Harian Bulan April 2016....................
42 43
13. Luas Daerah Dibawah Kurva Lama Beban( Energy Curtailed) Puncak Bulan April.................................................................................... 14. Kurva Lama Beban Puncak Harian Bulan Mei 2016......................
44 45
15. Luas Daerah Dibawah Kurva Lama Beban( Energy Curtailed) Puncak Bulan Mei...................................................................................... 16. Kurva Lama Beban Puncak Harian Bulan Juni 2016......................
46 47
17. Luas Daerah Dibawah Kurva Lama Beban( Energy Curtailed) Puncak Bulan Juni......................................................................................
48
18. Kurva Lama Beban Puncak Harian Bulan Juli 2016......................
49
19. Luas Daerah Dibawah Kurva Lama Beban( Energy Curtailed) Puncak Bulan Juli......................................................................................
50
20. Kurva Lama Beban Puncak Harian Bulan Agustus 2016.............
51
iii
21. Luas Daerah Dibawah Kurva Lama Beban( Energy Curtailed) Puncak Bulan Agustus................................................................................
52
22. Kurva Lama Beban Puncak Harian Bulan September 2016...........
53
23. Luas Daerah Dibawah Kurva Lama Beban( Energy Curtailed) Puncak Bulan September............................................................................
54
24. Kurva Lama Beban Puncak Harian Bulan Oktober 2016..............
55
25. Luas Daerah Dibawah Kurva Lama Beban( Energy Curtailed) Puncak Bulan Oktober...............................................................................
56
26. Kurva Lama Beban Puncak Harian Bulan November 2016..........
57
27. Luas Daerah Dibawah Kurva Lama Beban( Energy Curtailed) Puncak Bulan Januari.................................................................................. 28. Kurva Lama Beban Puncak Harian Bulan Desember 2016.............
58 59
29. Luas Daerah Dibawah Kurva Lama Beban( Energy Curtailed) Puncak Bulan Desember.............................................................................
60
30. Grafik Nilai LOLP dan EENS Tiap Bulan Tahun 2016 ........................................................................................................
63
31. Grafik Nilai LOLP dan EENS Tiap Bulan Tahun 2016 dengan Skenario penambahan daya pembangkit ...........................
66
32. Grafik Nilai LOLP dan EENS tiap Bulan Tahun 2016 dengan Skenario 2 .......................................................................................
69
33. Grafik Nilai LOLP tiap Bulan Tahun 2016 Kondisi Awal, Skenario 1 dan Skenario 2 .................................................... 70 34. Grafik Nilai EENS tiap Bulan Tahun 2016 Kondisi Awal, Skenario 1 dan Skenario 2 ...................................................
71
iii
1
BAB I PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Perkembangan kebutuhan tenaga listrik dari tahun ke tahun semakin meningkat diikuti dengan meningkatnya taraf hidup masyarakat. Sistem distribusi merupakan salah satu sistem yang vital dalam hal penyaluran daya listrik dari sistem transmisi menuju ke beban dan konsumen. Kinerja dari sistem distribusi ini memiliki peranan yang sangat besar dalam memenuhi kebutuhan tenaga dan dapat mempengaruhi tingkat kepuasan terhadap konsumen. Secara umum, penilaian baik dan buruk suatu sistem distribusi tenaga listrik ditinjau dari kualitas daya yang diterima oleh konsumen. Kualitas daya dapat dikatakan baik yaitu ketika tegangan dari suatu daya memiliki daya yang konstan dengan tujuan mengurangi rugi-rugi daya pada ujung saluran. Apabila tegangan tidak stabil maka akan merusak alat-alat listrik yang peka terhadap tegangan khususnya peralatan elektronik.
2
Semakin meningkatnya pertumbuhan beban listrik membuat sistem tenaga listrik beroperasi mendekati batas-batas operasi yang ideal. Pertumbuhan beban listrik yang tidak diikuti oleh penambahan kapasitas pembangkitan daya listrik dan penambahan jaringan transmisi yang baru, dapat menyebabkan nilai tegangan pada saat operasi menjadi tidak stabil. Tegangan yang tidak stabil ini dapat menyebabkan berhentinya operasi sistem tenaga listrik akibat bekerjanya sistem proteksi tegangan pada gardu induk di tempat-tempat tertentu. Jika penurunan tegangan terlalu cepat dan tidak terkontrol, kondisi ini disebut jatuh tegangan, dapat mengakibatkan nilai tegangan akan mencapai nilai kritis. Nilai kritis ini merupakan batas kestabilan tegangan pada bus tersebut. Besar daya listrik yang menyebabkan nilai kritis tegangan ini disebut dengan batas pembebanan maksimum. Kebutuhan akan energi listrik di wilayah Lampung semakin bertambah pesat.
Provinsi yang kepadatan penduduknya tertinggi di pulau Sumatera ini, sudah menambah kapasitas pembangkitnya selama sepuluh tahun terakhir ini, yang selama ini disuplai dari Provinsi Sumatera Selatan. Namun demikian analisis kestabilan tegangan sistem transmisi wilayah Lampung perlu dilakukan dengan menghitung nilai keandalan yang ada pada sistem kelistrikan Lampung . Hal ini diperlukan untuk melihat potensi timbulnya ketidakstabilan tegangan pada sistem kelistrikan wilayah Lampung. Untuk mengurangi kemungkinan kurangnya pelayanan dan ketersediaan daya pada sistem tenaga, perencanaan sistem tenaga listrik harus dilakukan. Perencanaan ini berupa perencanaan penambahan pembangkit atau perbaikan nilai FOR pembangkit agar kontinuitas pelayanan tetap terjaga.
3
Pembuatan model matematis dari elemen dasar dari sistem tenaga, dan interkoneksinya harus dibangun. Elemen dasar ini terdiri dari stasiun pembangkit, saluran transmisi, sumber daya reaktif dan beban-beban yang terhubung pada sistem. Dalam istilah matematika, jatuh tegangan terjadi jika persamaan keseimbangan yang berhubungan dengan model matematis sistem transmisi kelistrikan tidak mempunyai penyelesaian lokal yang unik. Titik dimana persamaan keseimbangan tidak lagi mempunyai penyelesaian atau penyelesaian yang unik berhubungan dengan batas kemampuan sistem tenaga listrik untuk mengontrol. Titik ini disebut dengan titik kritis, deteksinya memainkan peranan penting dalam penentuan keamanan tegangan
Lain halnya dengan sistem transmisi, yang harus diperhatikan dalam sistem terdistribusi adalah tingkat keandalan dari sistem tersebut sebagai pemasok tenaga listrik ke konsumen secara terus menerus. Oleh karena pentingnya peranan terhadap konsumen maka penyaluran daya harus bersifat kontinu atau dengan kata lain tidak boleh terputus selama 24 jam. Menurut Wisesa, kualitas keandalan pelayanan energi listrik dapat dilihat dari sistem yang mengalami pemadaman serta lama pemadaman dalam selang waktu tertentu (Wisesa, 2014).
Pulungan dkk. (2012) menambahkan bahwa ukuran kualitas keandalan dapat dinyatakan dengan seberapa cepat waktu yang dibutuhkan untuk memulihkan kondisi dari pemadaman yang terjadi (restoration). Sedangkan menurut Rukmi, keandalan sistem distribusi adalah suatu ukuran ketersedian atau tingkat pelayanan penyediaan tenaga listrik dari sistem ke pemakai. Maka dari itu, sesuai dengan tingkat
4
pertumbuhan kelistrikan di Indonesia, PT. PLN tidak saja berusaha memenuhi permintaan daya yang meningkat, akan tetapi juga memperbaiki mutu keandalan pelayanan.
1.2. Tujuan
Maksud dan tujuan penulis melakukan penelitian ini adalah untuk menghitung dan menganalisa keandalan sistem kelistrikan Lampung berdasarkan parameter-parameter probabilitas seperti kapasitas pembangkit yang efektif, forced outage rate (FOR), dan ketersediaan daya. Hasil analisa keandalan sistem kelistrikan Lampung kemudian selanjutnya akan dijadikan acuan untuk pertimbangan penambahan ketersediaan daya berdasarkan dengan pertumbuhan beban. Penambahan daya dilakuakan untuk menjaga kualitas pelayanan dari PT. PLN kepada konsumen di wilayah Lampung.
1.3.Perumusan Masalah
Tujuan utama dari adanya keandalan sistem adalah untuk menjamin kualitas pasokan energi listrik yang disalurkan dari pembangkit ke konsumen dan juga untuk menjaga kelangsungan penyaluran tenaga listrik ke konsumen. Pada skripsi ini yang menjadi pokok permasalahan adalah indikator perhitungan keandalan yakni LOLP (Loss of Load Probability) dan EENS ( Expected Energy Not Served) pada kondisi unit-unit pembangkit yang beroperasi dengan golongan kepemilikan PT.PLN Lampung.
5
1.4. Batasan Masalah
Adapun batasan masalah pada tugas akhir ini yaitu: 1. Tugas akhir ini hanya membahas tingkat keandalan pada setiap unit pembangkit dengan melihat tiga parameter yaitu nilai FOR (Forced Outage Rate), beban puncak harian dan ketersediaan daya oleh pembangkit milik PT. PLN Lampung. 2. Penulisan tugas akhir ini dibatasi pada perhitungan dan analisa indikator keandalan yakni LOLP (Loss Of Load Probability) dan EENS (Expected Energy Not Served). 3. Tidak membahas penyebab pembangkit mengalami out service.
1.5. Manfaat Adapun manfaat dari tugas akhir ini adalah: 1. Tugas akhir ini diharapkan dapat memberikan suatu kajian dan kemudahan dalam menyelesaikan masalah keandalan sistem kelistrikan di Provinsi Lampung. 2. Menjadi acuan untuk mengevaluasi sistem keandalan yang ada pada Provinsi Lampung dan mengembangkannya. 3. Menambahkan pengetahuan dan informasi mengenai tingkat keandalan suatu sistem kelistrikan yang ada di Provinsi Lampung untuk para konsumen. 4. Dapat menjadi acuan bagi mahasiswa lain dalam meyempurnakan tugas akhir ini.
6
1.6. Sistematika Penulisan Sistematika suatu penulisan bertujuan untuk memberikan suatu deskripsi atau gambaran sederhana mengenai pembahasan tugas akhir yang dikerjakan serta untuk memudahkan untuk memahami materi yang dibahas dan ada pada tugas akhir ini. Laporan tugas akhir ini terdiri dari lima (5) bab, adapun bab yang terlampir dalam laporan sebagai berikut: BAB I. PENDAHULUAN Dalam bab ini dijelaskan latar belakang masalah yang melatar belakangi mengapa tugas akhir ini dilakukan, pokok permasalahan, tujuan tugas akhir, manfaat tugas akhir, perumusan masalah, batasan masalah, hipotesis, dan sistematika penulisan.
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA Dalam bab ini menjelaskan teori-teori pendukung materi tugas akhir yang merupakan pengantar pemahaman tentang materi tugas akhir yang diambil dari berbagai sumber ilmiah seperti buku dan jurnal yang digunakan sebagai panduan dalam penulisan laporan tugas akhir ini.
BAB III. METODOLOGI PENELITIAN Pada bab ini memaparkan waktu dan tempat pengerkaan tugas akhir, alat dan bahan, metode yang digunakan, dan pelaksanaan serta pengamatan dalam pengerjaan tugas akhir
7
BAB IV. ANALISA DAN PEMBAHASAN Pada bab ini membahas dan menganalisa hasil data simulasi dan memaparkan data yang diperoleh dari tugas akhir ini.
BAB V. KESIMPULAN Pada bab ini berisikan kesimpulan yang merupakan hasil akhir berdasarkan hasil data yang diperoleh dan pembahasan tugas akhir serta saran-saran untuk kedepannya.
8
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Sistem Distribusi
Sistem Distribusi merupakan bagian dari sistem tenaga listrik. Sistem distribusi ini berguna untuk menyalurkan tenaga listrik dari sumber daya listrik besar (Bulk Power Source) sampai ke konsumen. Jadi fungsi distribusi tenaga listrik adalah sebagai pembagian atau penyaluran tenaga listrik ke beberapa tempat (pelanggan), dan merupakan sub sistem tenaga listrik yang langsung berhubungan dengan pelanggan, karena catu daya pada pusat-pusat beban (pelanggan) dilayani langsung melalui jaringan distribusi.
Tenaga listrik yang dihasilkan oleh pembangkit tenaga listrik besar dengan tegangan dari 11 kV sampai 24 kV dinaikkan tegangannya oleh gardu induk dengan transformator penaik tegangan menjadi 70 kV ,154kV, 220kV atau 500kV kemudian disalurkan melalui saluran transmisi. Tujuan menaikkan tegangan ialah untuk
9
memperkecil kerugian daya listrik pada saluran transmisi, dimana dalam hal ini kerugian daya adalah sebanding dengan kuadrat arus yang mengalir (I2.R). Dengan daya yang sama bila nilai tegangannya diperbesar, maka arus yang mengalir semakin kecil sehingga kerugian daya juga akan kecil pula. Dari saluran transmisi, tegangan diturunkan lagi menjadi 20 kV dengan transformator penurun tegangan pada gardu induk distribusi, kemudian dengan sistem tegangan tersebut penyaluran tenaga listrik dilakukan oleh saluran distribusi primer. Dari saluran distribusi primer inilah gardugardu distribusi mengambil tegangan untuk diturunkan tegangannya dengan trafo distribusi menjadi sistem tegangan rendah, yaitu 220/380Volt. Selanjutnya disalurkan oleh saluran distribusi sekunder ke konsumen-konsumen. Dengan ini jelas bahwa sistem distribusi merupakan bagian yang penting dalam system tenaga listrik secara keseluruhan.
Pada sistem penyaluran daya jarak jauh, selalu digunakan tegangan setinggi mungkin, dengan menggunakan trafo-trafo step-up. Nilai tegangan yang sangat tinggi ini (HV, UHV, EHV) menimbulkan beberapa konsekuensi antara lain: berbahaya bagi lingkungan dan mahalnya harga perlengkapan-7 perlengkapannya, selain menjadi tidak cocok dengan nilai tegangan yang dibutuhkan pada sisi beban. Maka, pada daerah-daerah pusat beban tegangan saluran yang tinggi ini diturunkan kembali dengan menggunakan trafo-trafo step-down. Akibatnya, bila ditinjau nilai tegangannya, maka mulai dari titik sumber hingga di titik beban, terdapat bagianbagian saluran yang memiliki nilai tegangan berbeda-beda. Sistem distribusi terdiri atas system distribusi primer dan sekunder [1].
10
2.2 Pengertian Keandalan
Dalam suatu sistem distribusi terdapat hal penting yang harus diperhatikan yaitu keandalan. Pabla (2007) mendefinisikan keandalan sebagai kemungkinan dari satu atau kumpulan benda yang akan memuaskan kerja pada keadaan tertentu dalam periode waktu tertentu dan telah ditentukan [4]. Sedangkan Momoh (2008) berpendapat bahwa keandalan adalah kemampuan dari jaringan untuk menyampaikan tenaga listrik tidak terputus bagi pelanggan pada satu taraf yang telah ditentukan sesuai dengan mutu dan jaminan keamanannya [6]. Menurut Rukmi (2007) terdapat tingkatan keandalan dalam pelayanan yang dapat dibedakan menjadi tiga, yaitu : 1. Keandalan sistem yang tinggi (high reliability system), 2. Kendalan sistem yang menengah (medium realibility system), 3. Kendalan sistem yang rendah (low reliability system [3]. Ukuran keandalan dapat diketahui dari seberapa sering sistem mengalami pemutusan beban, berapa lama pemutusan terjadi dan berapa cepat waktu dibutuhkan untuk memulihkan kondisi dan pemutusan yang terjadi. Sistem yang mempunyai keandalan tinggi akan mampu memberikan tenaga listrik setiap saat dibutuhkan, sedangkan sistem yang mempunyai keandalan rendah bila tingkat ketersediaan tenaganya rendah yaitu sering padam. Tingkat keandalan dalam pelayanan dapat dibedakan menjadi 3 (tiga) hal antara lain (SPLN 52-3, 1983;5): Tingkat 1: Dimungkinkan padam berjam-jam, yaitu waktu yang diperlukan untuk mencari gangguan .
11
Tingkat 2: Padam beberapa jam, yaitu waktu yang diperlukan untuk mengirim petugas ke lapangan, melokalisir gangguan dan melakukan manipulasi untuk dapat menghidupkan sementara dari arah atau saluran lain. Tingkat 3: Padam beberpa menit, manipulasi oleh petugas yang stand by di gardu atau dilakukan deteksi dan pelaksanaan manipulasi jarak jauh. Tingkat 4: Padam beberapa detik, pengamanan dan manipulasi secara otomatis. Tingkat 5: Tanpa padam, dilengkapi instalasi cadangan terpisah dan otomatis. Sistem distribusi dapat dikatakan memiliki keandalan yang tinggi apabila berada pada tingkat 4 dan tingkat 5, dan memiliki keandalan yang menengah apabila berada pada tingkat 3, sedangkan sistem distribusi memiliki tingkat keandalan yang rendah apabila berada pada tingkat 1 dan 2. Faktor-faktor yang mempengaruhi tingkat keandalan jaringan distribusi sebagai berikut: 1. Adanya gangguan pada jaringan, dalam keadaan demikian diusahakan pengaturan dan pengoperasian jaringan yang tepat sehingga daerah yang padam sekecil mungkin. 2. Kecepatan mengisolasi gangguan dan melakukan pengalihan beban. Bila terjadi gangguan hendaknya secepat mungkin dikirim petugas ke lapangan untuk mengisolir gangguan dan mengadakan manuver jaringan, sehingga
12
daerah-daerah yang padam sekecil mungkin kemudian dicari letak gangguan untuk segera mungkin diperbaiki [7].
2.3 LOLP (Loss of Load Probability)
Ukuran keandalan dinyatakan dalam hari pertahun, beban sistem akan sama, lebih besar, atau lebih rendah dari kapasitas sistem yang tersedia. Perhitungan dilihat dari data unit pembangkit yang terdiri dari kapasitas pembangkit dan force outage rate (FOR), dan dapat dihitung probabilitas kapasitas outage komulatif dengan menghitung probabilitas kapasitas outage individunya terlebih dahulu, kemudian baru didapatkan tabel probabilitas kehilangan beban. Sering tidaknya pembangkit mengalami gangguan atau biasanya diketahui sebagai nilai FOR dapat diketahui dengan menggunakan rumus berikut: Jumlah jam Unit Terganggu
= Jumlah jam Unit Beroperasi + Jumlah jam Unit Terganggu
(1)
Perhitungan LOLP dapat didapat dari kurva lama beban, adapun persamaan yang digunakan untuk menentukan nilai LOLP sebagai berikut: = ∑(
)
Keterangan: Pn
= Probabilitas Unit Pembangkit Beroperasi
dn
= interval titik-titik potong kurva lama beban dengan kapasitas gangguan.
(2)
13
Kurva lama beban akan diurutkan dari beban tertinggi ke beban terendah selama periode waktu dalam persen. Indeks dn adalah interval waktu antara titik-titik potong kurva lama beban dengan kapasitas gangguan. Sedangkan Pn adalah probabilitas individu kapasitas gangguan atau probabilitas dari Outage maka hasil kali Pn dan dnadalah probabilitas kehilangan beban selama seluruh perioda yang disebabkan oleh kapasitas gangguan. Menghitung nilai LOLP menggunakan kurva lama beban puncak harian dengan menggunakan kurva beban seperti pada persamaan berikut: ( )=∑
= (
=
=
(
−
)=
−
)
( )=∑
Keterangan: n
ℎ
/
( −
(3) ≥(
)ℎ
/
)
(4)
(5)
= Jumlah hari dalam periode tn
Lj
= Beban Puncak pada hari ke j
C
= Kapasitas pembangkit terpasang
Perhitungan LOLP tahunan dapat diperoleh dengan menjumlahkan LOLP setiap periode dalam tahun tersebut.
14
Perhitungan LOLP tidak terlepas dari kurva beban harian yang dikonversikan menjadi kurva lama beban. Nilai LOLP didapat dari perkalian antara probabilitas individu setiap unit pembangkit dengan interval titik potong kurva. Berikut merupakan contoh dari kurva lama beban:
Gambar 1. Kurva Lama Beban [sumber: Peran PLTN Dalam Meningkatkan Indeks Keandalan Loss Of Load Probability (LOLP) Sistem Kelistrikan Bangka] Gambar 1 menunjukkan kurva lama beban dan garis daya terpasang serta garis-garis daya yang terpasang. Selisih antara garis daya terpasang dengangaris daya tersedia tanpa forced outage adalah disebabkan adanya pengeluaran unit pembangkit dari sistem yang direncanakan untuk keperluan pemeliharaan dan perbaikan. LOLP (Loss Of Load Probability) sebenarnya merupakan resiko yang dihadapi dalam operasi, dalam gambar 1 digambarkan sebagai berapa jauh garis daya tersedia boleh menurun karena pemeliharaan maupun karena forced outage terhadap pemotongan kurva lama beban.
dalam kaitannya
15
LOLP (Loss Of Load Probability) biasanya dinyatakan dalam hari pertahun. Semakin kecil nilai LOLP berarti garis daya yang tersedia harus semakin kecil kemungkinannya memotong garis kurva lama beban, ini berarti bahwa daya terpasang harus semakin tinggi serta juga nilai FOR harus semakin kecil atau sekecil mungkin, dengan kata lain diperlukan investasi yang lebih besar dan juga kualitas pembangkit yang lebih baik. Untuk suatu sistem tertentu jumlah pembangkitnya tertentu, dapat dihitung kemungkinan terjadinya forced outage untuk KW ataupun MW tertentu. Apabila beban sistem ini naik tetapi unit pembangkitnya tidak ditambah, maka nilai LOLP = p x t, akan bertambah besar. Hal ini terlihat pada gambar 1, yaitu suatu sistem dengan daya terpasang P kemungkinannya untuk menyediakan daya sebesar P adalah p. Probabilitas kehilangan beban adalah metode yang dipergunakan untuk mengukur tingkat keandalan dari suatu sistem pembangkit dengan mempertimbangkan kemungkinan terjadinya peristiwa sistem pembangkit tidak dapat mensuplai beban secara penuh. Secara umum didefinisikan sebagai jumlah harapan selama suatu periode waktu tertentu dimana kapasitas tersedia sistem tidak dapat menjumpai beban puncak harian. Kapasitas tersedia sistem adalah kapsitas terpasang dikurangi dengan kapasitas gangguan sistem. Dalam evaluasi keandalan ini, nilai LOLP dinyatakan dalam besaran hari per tahun, yang berarti sejumlah hari yang mungkin terjadi dalam setiap tahun, dimana kapasitas tersedia sistem tidak dapat menjumpai beban puncak dan beban puncak harian. Jadi
16
nilai tersebut merupakan resiko tahunan yang dihadapi sistem pembangkitan dalam melayani beban. Perhitungan indeks LOLP dilakukan dengan kombinasi antara kurva kelangsungan beban puncak dengan tabel probabilitas kapasitas gangguan.
2.4
EENS (Expected Energy Not Supplied)
Indeks keandalan sistem kelistrikan selain LOLP adalah EENS (Expected Energy Not Supplied), EENS merupakan perhitungan atau kemungkinan energi yang tidak dapat disuplai oleh pembangkit. Nilai EENS sangat bergantung pada variasi pembangkit yang beroperasi pada sistem dalam waktu tertentu. Nilai EENS dapat dicari dengan mengalikan nilai energy curtailed dengan probabilitas pembangkit yang in service . Energy curtailed didapatkan dari luas daerah dibawah kurva lama beban yang terbentuk, bagian-bagian dari luas tersebut ditentukan oleh nilai pembangkit yang beroperasi atau in service. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada gambar berikut:
Gambar 2. Kurva Lama Beban
17
Berdasarkan gambar 2 dapat dilihat bahwa terdapat kurva lama beban dengan persamaan garis kurvanya
( ) = −0,1033
+ 0,6082 + 76,057, persamaan
garis tersebut dapat digunakan untuk mencari nilai energy curtailed yang tidak membentuk bangun datar, berikut adalah rumus yang dipakai untuk mencari nilai energy curtailed: = ∫
( )
(6)
Keterangan: EC
: Energy Curtailed
F(x)
: Persamaan garis kurva lama beban
xn , xn+1
: Batas atas dan bawah integral yang merupakan nilai titik potong antara kurva lama beban dengan besar pembangkit yang in service.
Perhitungan yang dipakai untuk menghitung nilai energy curtailed yang tidak membentuk bangun datar adalah dengan mengintergalkan persamaan garis kurva lama beban dengan batas integral sesuai dengan titik potong yang terbentuk. Nilai energy curtailed dapat dicari dengan rumus bangun datar apabila luas daerah yang terbentuk dari perpotongan antara nilai pembangkit yang in service dengan kurva lama beban membentuk bangun datar. Sehingga dapat dikatakan energy curtailed bernilai sama dengan luas wilayah atau daerah yang terbentuk dibawah kurva lama beban yang terbentuk.
18
Seperti yang sudah dijelaskan diawal bahwa nilai EENS dapat dicari dengan mengalikan nilai energy curtailed dengan probabilitas pembangkit yang in service, cara menghitung nilai EENS dapat dilihat pada rumus berikut: =
(7)
Keterangan: EENS
: Expected Energy Not Supplied
EC
: Energy Curtailed
P
: Probabilitas Pembangkit In Service [12].
Keandalan sistem ditribusi tenaga listrik juga berkaitan dengan beberapa indeks antara lain: a.
SAIFI ( System Average Interruption Frequency Index )
Indeks keandalan yang merupakan jumlah dari frekuensi padam dibagi dengan jumlah pelanggan yang dilayani. Dengan indeks ini gambaran mengenai frekuensi kegagalan rata-rata yang terjadi pada bagian sistem. SAIFI dapat dihitung dengan persamaan berikut: =
(8)
19
b.
SAIDI (System Average Interruption Duration Index )
Indeks keandalan hasil pengukuran durasi gangguan sistem rata-rata tiap tahun. Indeks ini berisi tentang gangguan rata-rata tiap konsumen dalam suatu daerah yang dievaluasi. SAIDI dapat dihitung dengan persamaan berikut: = c.
(9)
CAIDI (Customer Average Interruption Duration Index )
Indeks keandalan hasil pengukuran dari durasi gangguan konsumen rata-rata tiap tahun. Indeks ini berisi tentang waktu rata-rata penormalan sistem ketika terjadi gangguan pada setiap konsumen dalam satu tahun. Nilai CAIDI dapat diperoleh dengan menggunakan persamaan berikut: [10] =
(10)
2.5 Metode Regresi Linier Analisis regresi merupakan suatu metode statistik untuk menyelidiki dan memodelkan hubungan antara satu variabel respon Y dengan satu atau lebih variabel prediktor X. Misalnya, diberikan himpunan data {(Xi , Yi)}, i = 1,...,n. Secara umum hubungan antara Y dan X dapat ditulis dengan persamaan: =
( )+
Dengan m(x) adalah suatu fungsi regresi, dan
(11) merupakan suatu variabel acak yang
menggambarkan variasi Y di sekitar m(x). Permasalahan dalam analisis regresi
20
adalah menentukan fungsi dugaan atau m(x) yang mewakili keterkaitan antara X dan Y pada data yang diberikan. Penentuan fungsi dugaan regresi dapat dilakukan secara parametik dan nonparametik. Penaksiran fungsi dugaan yang paling umum digunakan dan sering digunakan adalah penaksiran fungsi dugaan secara parametik. Pada penaksiran fungsi parametik biasanya fungsi regresi diumpamakan atau diasumsikan merupakan suatu fungsi yang diketahui bentuknya. Fungsi tersebut digambarkan oleh sejumlah hingga parameter yang harus ditaksir. Dalam regresi parametik terdapat beberapa asumsi mengenai model, sehingga diperlukan pengecekan akan terpenuhinya asumsi tersebut. Namun, apabila tidak ada referensi bentuk kurva tertentu maka digunakan penaksiran fungsi regresi secara nonparametik yang lebih fleksibel [8]. Regresi merupakan alat ukur yg digunakan untuk mengetahui ada tidaknya korelasi antarvariabel. Analisis regresi lebih akurat dalam analisis korelasi karena tingkat perubahan suatu variabel terhdp variabel lainnya dpt ditentukan). Jadi pada regresi, peramalan atau perkiraan nilai variabel terikat pada nilai variabel bebas lebih akurat pula. Regresi linier adalah regresi yang variabel bebasnya (variabel X) berpangkat paling tinggi satu. Utk regresi sederhana, yaitu regresi linier yg hanya melibatkan dua variabel (variabel X dan Y). Persamaan umum untuk perhitungan regresi linier yaitu sebagai berikut: Y = a + bX
(12)
21
Keterangan : Y
= variabel terikat
X
= variabel bebas
a
= intersep / konstanta
b
= koefisien regresi / slop
Persamaan regresi linear di atas dapat pula dituliskan dalam bentuk:
xy Y 2 x x
(13)
Nilai a dan b pada persamaan umum dapat dicari dengan rumus: (Y )(X 2 ) (X )(XY ) (n)(X 2 ) (X ) 2 (n)(XY ) (X )(Y ) b (n)(X 2 ) (X ) 2 a
(14)
Pendekatan matriks dapat dituliskan dalam bentuk berikut:
X a Y n 2 X X b XY det A1 det A2 a b det A det A n A X
X Y A1 2 X XY
X n A2 2 X X
Y XY
(15)
Pendekatan matriks ini yang akan dijadikan acuan untuk mendapatkan nilai a dan b dan selanjutnya akan dapat menentukan persamaan yang dibutuhkan [9].
22
2.6 Kebutuhan Kapasitas Daya Listrik Permintaan daya dan energi listrik, adalah dasar dari perhitungan yang dipakai untuk pengembangan sistem tenaga listrik. Sitem pembangkit tenaga listrik terdiri dari beberapa jenis pembangkit dengan beberapa parameter, sebagai berikut: 1. Jumlah unit 2. Jenis dari unit pembangkit tenaga listrik 3. Keandalan dari unit pembangkit tenaga listirk 4. Pemakaian bahan bakar dari pembangkit tenaga listrik 5. Biaya investasi dari unit pembangkit tenaga listrik Perubahan permintaan daya listrik dari waktu ke waktu, penambahan beban puncak serta adanya kemungkinan unit pembangkit listrik gagal beroperasi akan mengakibatkan pasokan tidak dapat memenuhi permintaan. Untuk mencegah hal tersebut, maka diperlukan kapasitas cadangan dalam sistem pembangkit tenaga listik (reserved capasity). Kemampuan sistem dalam memenuhi permintaan daya dari waktu ke waktu menunjukkan keandalan sistem (reability of the system). Semakin andal sistem pembangkit tenaga listrik, semakin besar pula cadangan kapasitas yang harus disiapkan oleh sistem. Keandalan dari suatu sistem pembangkit tenaga listrik dapat diartikan sebagai suatu tingkat jaminan dari pasokan daya listrik konsumen. Dari definisi tersebut, analisa-analisa ditujukan pada permintaan kapasitas pembangkit, dimana diharapkan kapsitas pembangkit dapat memenuhi beban puncak.
23
Salah satu faktor yang memepengaruhi suatu keandalan sistem adalah keandalan dari unit pembangkit itu sendiri. Kegagalan sistem unit pembangkit adalah Forced Outage Rate (FOR). Kondisi out of service merupakan penyebab adanya FOR, selain itu juga FOR diakibatkan oleh kesalahan operasi komponen peralatan atau kesalahan manusia. Forced Outage Rate (FOR) adalah ukuran sering tidaknya unit pembangkit mengalami gangguan. Semua permintaan daya listrik yang harus dilayani oleh sistem pembangkit tenaga listrik, selalu melalui suatu prosedur dan pembangkitan pembebanan yang disesuaikan dengan jenis dan kapasitas unit pembangkit tenaga listrik. Prosedur pembebanan ini bertujuan, agar sistem pembangkit tenaga listrik dapat melayani perubahan permintaan beban yang sangat cepat dan ekonomis [11].
24
III. METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Waktu dan Tempat Penelitian Tugas akhir ini dilaksankan pada bulan Januari 2016 – Juni 2017 bertempat di Laboratorium Terpadu Teknik Elektro, Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Lampung 3.2 Alat dan Bahan Alat yang digunakan pada tugas akhir ini yaitu: 1.
Satu unit laptop dengan sistem operasi windows 8.1 pro 64 bit sebagai media perancangan dan pengujian pada simulasi yang akan dilakukan.
2.
Perangkat lunak Microsoft Excel sebagai perangkat lunak utama yang digunakan untuk melakukan perancangan dan perhitungan.
3.
Data beban harian, mingguan, bulanan dan tahunan yang terpakai dan disuplay oleh PT. PLN di Wilayah Lampung.
4.
Data load forecasting untuk beberapa tahun kedepan.
25
3.3 Tahap Pengerjaan Tugas Akhir Berikut merupakan metode dan langkah-langkah kerja yang dilakukan unutk menyelesaikan tugas akhir ini: 1.
Studi Literatur Studi literatur merupakan cara untuk mempelajari materi yang berkaitan dengan tugas akhir. Materi yang akan dipelajari berasal dari beberapa referensi atau beberapa sumber ilmiah lainnya, contohnya adalah jurnal ilmiah, buku yang berkaitan dengan materi tugas akhir, skripsi-skripsi yang berkaitan dengan tugas akhir, dan E-book.
2.
Studi Bimbingan Studi bimbingan merupakan langkah yang dilakukan unutk menyelesaikan tugas akhir. Studi bimbingan dilakukan dengan cara berdiskusi dengan pembimbing tugas akhir dan juga melakukan kegiatan tanya jawab dengan dosen pembimbing, untuk menambah wawasan dan tujuannya adalah menyelesaikan kendala yang terjadi saat melaksanakan tugas akhir.
3.
Pengambilan dan Pengolahan Data Dalam tugas akhir ini fokus yang dilakukan pada studi kasus adalah pada sistem kelistrikan di wilayah Lampung, sehingga data yang diperlukan dapat diperoleh dari PT. PLN distribusi wilayah Lampung. Data-data yang diperoleh akan diolah sedemikian rupa sehingga dapat mempermudah langkah selanjutnya yaitu pengolahan data dalam program.
26
4.
Diagram Alir Proses Perhitungan LOLP Langkah yang dilakukan selanjutnya adalah membuat diagram alir dari perhitungan yang dilakukan untuk mendapatkan LOLP.
5.
Pembuatan Program Komputer Pembuatan Program Komputer ini dibuat dengan menggunakan software Microsoft Excel.
6.
Pembuatan Laporan Pembuatan laporan ini merupakan proses akhir dari tugas akhir ini yang akan menjadi hasil nyata dan bukti bahwa telah dilakukannya tugas akhir dengan sebenar-benarnya sebagai syarat untuk menyelesaikan program S1 Teknik Elektro Universitas Lampung. Pengerjaan laporan ini terdiri dari dua (2) tahap yakni, laporan tahap awal dari bab 1 sampai bab 3 yang digunakan untuk melakukan seminar usul dan laporan akhir yang terdiri dari baba4 dan bab5 yang digunakan untuk melakukan seminar hasil.
27
3.4. Diagram Alir Tugas Akhir Penyelesaian tugas akhir dilakukan dalam beberapa tahap, untuk mempermudah pelaksanaan tersebut diperlukan diagram alir tugas akhir, sebagai berikut:
Gambar 3. Diagram Alir Tugas Akhir
28
3.5 Diagram Alir Perhitungan LOLP ( Loss Of Load Probability) Berikut merupakan diagram alir langkah-langkah perhitungan nilai LOLP ( Loss Of Load Probability):
Gambar 4. Diagram Alir Perhitungan LOLP ( Loss Of Load Probability)
29
3.6 Langkah-langkah Perhitungan LOLP (Loss Of Load Probability)
Langkah-langkah yang dilakukan pada tugas akhir ini untuk mendapatkan nilai LOLP (Loss Of Load Probability) pada periode tahun 2016 sebagai berikut: 1. Memasukkan data berupa nilai-nilai beban harian di Lampung yang didapatkan dari PT. PLN Distribusi Lampung. 2. Mengubah data-data berupa nilai beban puncak harian kedalam bentuk kurva yang disebut kurva lama beban. 3. Mencari persamaan garis yang membentuk kurva lama beban dengan menggunakan metode numerik berupa regresi linier. 4. Menghitung nilai probabilitas individu masing-masing pembangkit yang tersedia. 5. Mencari nilai dari titik potong antara kapasitas pembangkit ( sumbu Y) dengan kurva lama beban yang terbentuk. 6. Menghitung nilai LOLP ( Loss Of Load Probability). 7. Apabila nilai LOLP ( Loss Of Load Probability) telah didapatkan, dan nilainya telah sesuai standar PT.PLN maka perhitungan selesai. Apabila nilai LOLP belum sesuai standar maka dilakukan skenario untuk memperbaiki nilai LOLP agar sesuai standar PT.PLN atau bahkan lebih baik dari itu. 8. Perhitungan Nilai LOLP ( Loss Of Load Probability) selesai.
30
3.7 Diagram Alir Perhitungan EENS ( Expected Energy Not Supplied ) Berikut merupakan gambar diagram alir perhitungan EENS ( Expected Energy Not Supplied ):
Gambar 5. Diagram Alir Perhitungan Nilai EENS( Expected Energy Not Supplied )
31
3.8 Langkah-langkah Perhitungan EENS ( Expected Energy Not Supplied ) Langkah-langkah yang dilakukan pada tugas akhir ini untuk mendapatkan nilai EENS ( Expected Energy Not Supplied ) pada periode tahun 2016-2018 sebagai berikut: 1. Memasukkan data berupa nilai-nilai beban puncak harian di Lampung yang didapatkan dari PT. PLN Distribusi Lampung. 2. Mengubah data-data berupa nilai beban puncak harian kedalam bentuk kurva yang disebut kurva lama beban. 3. Mencari persamaan garis yang membentuk kurva lama beban dengan menggunakan metode numerik berupa regresi linier. 4. Menghitung nilai probabilitas individu masing-masing pembangkit yang tersedia. 5. Mencari nilai dari titik potong antara kapasitas pembangkit ( sumbu Y) dengan kurva lama beban yang terbentuk. 6. Menghitung nilai EENS ( Expected Energy Not Supplied ). 7. Apabila nilai EENS ( Expected Energy Not Supplied ) telah didapatkan, dan nilainya telah sesuai standar PT.PLN maka perhitungan selesai. Apabila nilai EENS belum sesuai standar maka dilakukan skenario untuk memperbaiki nilai EENS agar sesuai standar PT.PLN atau bahkan lebih baik dari itu. 8. Perhitungan Nilai EENS ( Expected Energy Not Supplied ) selesai.
72
BAB V KESIMPULAN
5.1 Kesimpulan Berdasarkan penelitian yang dilakukan pada PT. PLN Ditribusi Wilayah Lampung mengenai keandalam sistem tenaga listrik di wilayah Lampung, didapatkan kesimpualan sebagai berikut: 1. Perhitungan indeks keandalan sistem tenaga pada kondisi awal menghasilkan nilai LOLP atau Loss Of Load Probability menghasilkan nilai total sebesar 1,704784 hari/tahun dan Nilai indeks keandalan selain LOLP yaitu EENS atau Expected Energy Not Supplied pada tahun 2016 menghasilkan nilai total sebesar 40,760892 MW. Nilai indeks LOLP tersebut belum memenuhi standar yang sudah ditetapkan oleh PT.PLN yaitu sebesar 1,000 hari/tahun, berdasarkan hal tersebut dapat dikatakan keandalan sistem tenaga di Wilayah Lampung pada tahun 2016 dalam kategori kurang andal.
73
2. Penambahan ketersediaan daya harus memperhitungkan jumlah pembangkit, karena berpengaruh dalam perbaikan indeks keandalan, pembangkit dengan kapasitas besar dalam jumlah yang sedikit akan mempengaruhi ketersediaan daya apabila dalam keadaan out service. Hal tersebut dapat dibuktikan oleh hasil perhitungan nilai LOLP dan EENS pada 2 skenario sebagai berikut: a. Penambahan daya sebesar 4 MW pada skenario 1 yaitu pergantian PLTG Tarahan 16 MW dengan PLTG 100 MW dan menghilangkan PLTU Sebalang Unit 1 60 MW serta PLTD 20 MW menghasilkan nilai sebesar 3,61531568 hari/tahun untuk nilai LOLP atau Loss Of Load Probability dan sebesar 86,335372 MW untuk nilai indeks EENS atau Expected Energy Not Supplied, berdasarkan hal tersebut dapat dikatakan keandalan sistem tenaga di Wilayah Lampung pada tahun 2016 dalam kategori tidak andal. b. Penambahan daya sebesar 4 MW pada skenario 2 pergantian PLTG Tarahan 16 MW dengan PLTG 2x50 MW dan menghilangkan PLTU Sebalang Unit 1 60 MW serta PLTD 20 MW menghasilkan nilai sebesar 0,092860604 hari/tahun untuk nilai LOLP atau Loss Of Load Probability dan sebesar 1,62219477 MW untuk nilai indeks EENS atau Expected Energy Not Supplied, nilai EENS yang kecil menandakan bahwa pembangkit beroperasi secara optimal sehingga dapat
menjaga
kontinuitas pelayanan pada konsumen. Berdasarkan hal tersebut dapat dikatakan keandalan sistem tenaga di Wilayah Lampung pada tahun 2016 dalam kategori andal.
74
5.2 Saran Setelah melakukan penelitian ini, penulis ingin memberikan beberapa saran agar kedepannya sistem dapat berjalan dengan lancar sesuai dengan yang diharapkan: 1. Sebelum membangun suatu pembangkit sebaiknya memperhitungkan juga nilai FOR atau Force Outage Rate , karena nilai tersebut sangat mempengaruhi probabilitas pembangkit bekerja dan akan mempengaruhi nilai LOLP dan EENS . 2. Selain itu juga perlu diperhatikan untuk peramalan beban, apabila ingin membangun suatu pembangkit perlu diperhitungkan pertumbuhan beban yang akan terjadi, agar dapat mengantisipasi kelonjakan pertumbuhan beban. 3. Berdasarkan hasil penelitian yang dilakukan, direkomendasikan untuk melakukan skenario 2 karena memiliki indeks keandalan yang sangat bagus, hal tersebut akan menjaga kontinuitas pelayanan listrik kepada konsumen pada tahun 2016. 4. Pembuatan skenario penambahan pembangkit dengan memperhitungkan jumlah pembangkit pada penelitian ini juga dapat diterapkan untuk tahun berikutnya.
DAFTAR PUSTAKA
[1]
T. Wrahatnolo, Suhadi, Teknik Distribusi Tenaga Listrik, 1st ed. Jakarta: Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan, 2008.
[2] C. P. Wisesa, “Analisis Keandalan Sistem Distribusi 20 KV Di PT. PLN (PERSERO) APJ Banyuwangi dengan Metode Reliability Network Equivalent Approach,” 2014. [3]
R. S. Hartati. I. W. Sukerayasa, I. N. Setiawan,” Penentuan Angka Keluar Peralatan Untuk Evaluasi Keandalan Sistem Terdistribusi Tenaga Listrik,” Vol 6 No. 2, pp. 52-55, 2007.
[4]
A.S. Pabla, Electric Power Distribution, 5th ed. New Delhi: Tata McGrawHill Publishing Company Limited, 2008.
[5]
A. B. Pulungan, ”Keandalan Jaringan Tegangan Menengah 20 KV Di Wilayah Area Pelayanan Jaringan (APJ) Padang PT. PLN (PERSERO) Cabang Padang,” vol. 1 hal. 58-61, 2012.
[6]
J. A. Momoh, Electric Power Distribution, Automation, Protection, and Control, 1st ed. Washington DC, USA: CRC Press, Taylor and Francis Group, 2008.
[7]
Peraturan Menteri ESDM No. 4 Tahun 2009, “Aturan Distribusi Tenaga Listrik,” 2009.
77
[8]
N. Nugraha, “Regresi Polinomial Lokal,” 2009.
[9]
D. Luknanto, Regresi Kuadrat Terkecil Untuk Kalibrasi Bangunan Ukur Debit, Yogyakarta, 1992.
[10]
R. Apriani, “Perhitungan Loss Of Load Probability Tenaga Listrik Di PT. Pupuk
[11]
H.
Sriwidjaja,”
Yuvendius,
vol.2,
“Analisa
no.1,
Perencanaan
pp.
22-27,
Keandalan
2015.
Pembangkit
Proyek IPP Wilayah Riau Tahun 2012-2025,” 2012.
[12] R. Billinton, R.N. Allan, Reliability Evaluation Of Power Systems, 2nd ed. London: Plenum Publishing Corporation, 1994.
