APPLIKASI POWER WORLD SIMULATOR PADA ANALISIS KONTINGENSI SISTEM TENAGA LISTRIK (Syamsurijal)

APPLIKASI POWER WORLD SIMULATOR PADA ANALISIS KONTINGENSI SISTEM TENAGA LISTRIK (Syamsurijal)

35


APPLIKASI POWER WORLD SIMULATOR PADA ANALISIS KONTINGENSI SISTEM TENAGA LISTRIK Syamsurijal Dosen Jurusan Pendidikan Teknik Elektro FT UNM

Abstrak Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui aliran daya dalam sistem tenaga listrik jika terjadi pelepasan pembangkit atau pelepasan saluran transmisi (kontingensi tunggal) dan jika terjadi dua rentetan pelepasan sekaligus (kontingensi ganda) pada sistem tenaga 5 bus dan 9 bus IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers). Metode yang digunakan dalam menganalisis kontigensi ialah metode impedansi bus dengan bantuan software PW Simulator. Berdasarkan hasil penelitian tersebut, dapat disimpulkan bahwa perlu diambil langkahlangkah antisipatif dalam merancang maupun tindakan perbaikan dalam pengamanan terhadap sistem, agar sistem tetap dapat beroperasi secara kontinyu dalam keadaan stabil dan terkendali serta terhindar dari kondisi yang tidak diharapkan. Kata Kunci: Analisis kontingensi, PW Simulator, overload, blackout, kontingensi ganda Kegagalan

Keandalan kerja suatu sistem tenaga listrik

yang

terjadi

pada

sistem

merupakan hal yang penting dan selalu menjadi

munculnya secara tiba-tiba tanpa dapat diramalkan

pertimbangan utama dalam perancangan sistem

yang mengakibatkan keadaan sistem memburuk.

tenaga listrik. Setiap tindakan pengoperasian sistem

Untuk menghindari kondisi yang tidak diinginkan,

akan menimbulkan akibat tersendiri pada kualitas

sangat

energi listrik yang dihasilkan.

kemungkinan terjadinya kegagalan tersebut. Oleh

penting

untuk

mempertimbangkan

Salah satu hal yang berkaitan dengan

karena itu, perlu dianalisis aliran daya dalam sistem

keandalan sistem adalah lepasnya unit pembangkit

pada saat terjadi kegagalan, sehingga dapat ditentukan

atau saluran transmisi yang perlu diperhitungkan

langkah-langkah

dalam pengamanan sistem. Jika salah satu pembangkit

pelayanan tetap terjaga.

antisipatif

agar

kontinuitas

mengalami

Analisis kontingensi (contingency analysis)

kekurangan daya dalam melayani beban yang ada.

adalah analisis aliran daya setelah terjadi gangguan

Jika dianggap bahwa kekurangan daya yang terjadi,

yang mengakibatkan lepasnya unit pembangkit atau

segera dikompensasi dengan daya cadangan putar

saluran transmisi. Analisis ini dilakukan dengan

(spinning reserve) yang dimiliki oleh rel referensi

mengacu pada keadaan sistem yang diperoleh dari

sebesar daya yang hilang, maka frekuensi dan

studi aliran daya.

lepas,

sistem

pada

saat

itu

akan

tegangan tidak akan mengalami penurunan yang

Metode yang digunakan dalam analisis

drastis yang dapat mengakibatkan ketidakseimbangan

kontigensi ini ialah metode matriks impedansi bus.

sistem. Demikian pula jika sebuah saluran transmisi

Penelitian ini menggunakan bantuan komputer dengan

lepas, beban yang dipikulnya akan dialihkan ke

software PowerWorld simulator 10. Software ini

saluran lain yang tersisa, sehingga saluran yang tersisa

merupakan software gratisan yang di download dari

tersebut akan semakin berat bebannya dan dapat

internet. Kelebihan software ini selain menampilkan

mengakibatkan terjadinya overload yang diikuti

analisa juga dilengkapi dengan simulasi. Namun

dengan adanya pelepasan saluran (Bonar Pandjaitan,

kapasitas software ini terbatas sebanyak 13 bus,

1999).

karena itu sistem yang dikaji ialah sistem tenaga 5 bus dan 9 bus IEEE (Institute of Electrical and

36


Electronics Engineers). Sistem tenaga 9 bus IEEE merupakan sistem uji Internasional, sehingga dapat dijadikan acuan dalam penelitian analisis kontingensi ini. Penggunaan program tersebut berujung kepada pendeteksian mengenai saluran mana saja dalam sistem

yang

dialiri

daya

tetap

dalam

batas

kemampuan yang dimiliki dan saluran mana yang melewati batas kemampuannya.

Matriks Admitansi dan Impedansi Jaringan Gambar 1 adalah sebuah contoh sistem

Gambar 2. Diagram admitansi untuk sistem tenaga listrik Gambar 1

tenaga listrik sederhana. Impedansinya dinyatakan per

Menurut Cekmas Cekdin (2004), arus I1 dan I2

unit pada dasar MVA dan untuk penyederhanaan

dapat dicari dengan menerapkan Hukum Arus

resistansi diabaikan.

Kirchoff antara simpul-simpul dan menghasilkan:

I 1 = y10V1 + y12 (V1 - V2 ) + y13 (V1 - V3 )

(1a)

I 2 = y 20V 2 + y12 (V2 - V1 ) + y 23 (V2 - V3 )

(1b)

0 = y23 (V3 -V2 ) + y13 (V3 - V1 ) + y34 (V3 - V4 ) (2a) 0 = y34 (V4 - V3 ) Selanjutnya

(2b)

persamaan

di

atas

disusun

kembali dan diperoleh:

I 1 = ( y10 + y12 + y13 )V1 - y12V2 - y13V3

(3a)

I 2 = - y12V1 + ( y 20 + y12 + y 23 )V2 - y 23V3 (3b)

0 = - y13V1 - y23V2 + ( y13 + y23 + y34 )V3 - y34V4 (4a) Gambar 1. Diagram impedansi pada sistem tenaga listrik yang sederhana

Rangkaian Gambar 1 dapat diubah menjadi seperti Gambar 2 dalam besaran admitansi-admitansi dengan menggunakan persamaan:

y ij =

1 1 = Z ij rij + jx ij

(1)

0 = - y34V3 + y34V4

(4b)

dengan:

Y11 = y10 + y12 + y13

(5a)

Y22 = y 20 + y12 + y 23

(5b)

Y33 = y13 + y 23 + y34

(5c)

Y44 = y34

(5d)

Y12 = Y21 = - y12

(5e)

Y13 = Y31 = - y13

(6f)

37


Y23 = Y32 = - y 23

(6g)

Y34 = Y43 = - y34

(6h)

Jadi secara umum tujuan dari studi aliran daya adalah : a.

Sehingga persamaan arus pada simpul menjadi:

Untuk mengetahui tegangan dan sudut fasa setiap bus dalam sistem.

I 1 = Y11V1 + Y12V2 + Y13V3 + Y14V4

(7a)

I 2 = Y12V1 + Y22V2 + Y23V3 + Y24V4

(7b)

I 3 = Y31V1 + Y32V2 + Y33V3 + Y34V4

(7c)

I 4 = Y41V1 + Y42V2 + Y43V3 + Y44V4

(7d)

b.

Untuk

memperoleh

awal

pada

perencanaan sistem yang baru. c.

Untuk keperluan studi hubung singkat, stabilitas, dan pembebanan ekonomis.

d.

Untuk

mengetahui

kemampuan

peralatan-

peralatan yang ada pada sistem dalam memenuhi

Untuk sistem n bus persamaan arus pada

batas-batas yang diizinkan.

simpul dalam bentuk matriks ialah:

é I1 ù éY11 Y12 L Y1i L Y1n ù éV1 ù ê I ú êY Y L Y2i L Y2n úú êêV2 úú 22 ê 2 ú ê 12 êMú ê M M M M úê M ú ú ê ú ( 8) ê ú=ê Yii Yin ú êVi ú ê I i ú êYi1 Yi 2 êMú ê M M M M úê M ú úê ú ê ú ê Yni Ynn úû êëVn úû êë I n úû êëYn1 Yn 2

Data-data yang diperlukan dalam analisis aliran daya menurut Stevenson (1999) adalah sebagai berikut: a.

Data pembangkit, yaitu kapasitas tiap generator dalam MW atau MVA, tegangan tiap generator dalam kV dan reaktansi sinkron tiap generator.

b.

Data transformator daya, yaitu kapasitas tiap transformator

atau Ibus = Ybus Vbus

kondisi

daya

dalam

MVA,

tegangan

nominal (tegangan kerja) transformator dalam

(9)

kV, dan reaktansi bocor tiap transformator dalam persen, pu atau ohm.

Jika arus bus diketahui, persamaan (9) dapat c.

diselesaikan untuk tegangan n bus. -1 Vbus = Ybus I bus

Data saluran, yaitu resistansi dan reaktansi tiap saluran dalam ohm/km dan panjang tiap saluran

(10)

dalam km.

-1

Invers matriks admitansi bus Ybus dikenal sebagai matriks impedansi bus Zbus.

Bus-bus sistem secara umum dikelompokkan ke dalam 3 tipe (Saadat, 1999), yaitu: a.

Studi Aliran Daya

yang berfungsi untuk menyuplai kekurangan daya nyata P dan daya reaktif Q termasuk rugi-rugi

Menurut Stevenson (1996), Saadat (1999)

daya pada saluran transmisi, karena rugi-rugi

dan Cekmas (2004), studi aliran daya atau aliran

daya ini nanti diketahui setelah penyelesaian

beban merupakan analisis yang digunakan untuk

akhir diperoleh.

mengetahui kondisi sistem dalam keadaan normal, sehingga sangat dibutuhkan dalam perencanaan

b.

Bus Pembangkit atau bus generator (bus PV) adalah bus yang dikontrol tegangannya dengan

sistem untuk masa yang akan datang dan merupakan

daya reaktif, agar tegangannya tetap. Besaran

bahan evaluasi atau kontrol untuk sistem yang telah

yang ditentukan adalah daya nyata P dan harga

ada. Analisis ini meliputi penentuan besarnya sudut

skalar tegangan |V|.

fasa dan tegangan pada masing-masing bus dan aliran daya aktif dan reaktif pada tiap-tiap saluran.

Bus referensi (slack bus) atau bus PQ adalah bus

c.

Bus

Beban

(bus

PQ)

adalah

bus

yang

dihubungkan dengan beban. Pada bus beban,

38


daya nyata P dan daya reaktif Q merupakan

setelah lepasnya satu bagian dari sistem (kontingensi

besaran yang ditentukan sebagai input.

tunggal) maupun beberapa bagian sistem secara

Keluaran perhitungan aliran daya meliputi: a.

Aliran daya aktif dan daya reaktif pada jaringan

Analisis kontingensi tunggal

transmisi. b.

Profil tegangan disetiap bus beban (substation).

c.

Pembebanan

dan

efisiensi

transformator

Total pembangkitan dalam kW, kVA, kVAr, dan

e.

Total beban dalam kW, kVAr, dan faktor daya.

f.

Rugi-rugi antar saluran.

mengetahui

aliran

daya,

pembangkit,

besar

mengevaluasi rugi-rugi

pada

jaringan serta profil tegangan pada bus beban. Terdapat

bebarapa metode yang dapat

digunakan dalam menghitung aliran daya, misalnya metode Gaus Sheidel, Newton-Raphson, dan Fast Decouple. Dalam penyelesaiaannya, digunakan teknik iterasi (Stevenson, 1999). Namun untuk memudahkan, sekarang sudah banyak program aplikasi komputer yang dapat digunakan untuk menghitung aliran daya, misalnya program Matlab dan PowerWord Simulator.

1. Analisis Kontingensi Impedansi Bus Analisis

kontingensi

Metode

Matriks

pada

dasarnya

merupakan analisis keadaan aliran daya dalam sistem pada saat sistem mengalami kondisi yang akan memperburuk

pemutusan secara bersamaan. Pemutusan dapat terjadi

kualitas,

sistem, generator lepas, atau terjadi pergeseran pembangkitan (pergeseran arus injeksi), baik karena

Hasil keluaran aliran daya ini digunakan

kemampuan

kontingensi setelah terputusnya aliran listrik (outage)

karena salah satu saluran atau transformator lepas dari

faktor daya.

untuk

Analisis kontingensi tunggal adalah analisis

pada salah satu bagian sistem, artinya tidak terjadi dua

generator. d.

beruntun (multi kontingensi).

keandalan,

kontinuitas

pelayanan, dan keamanan sistem. Kondisi ini bisa saja

direncanakan untuk pemeliharaan rutin, maupun terpaksa karena kondisi cuaca atau karena gangguan. 1) Pergeseran arus injeksi Pada sistem tenaga listrik, misalkan terdiri atas 4 bus yaitu bus m, n, p, dan q. Pada bus m diberikan tambahan arus injeksi sebesar ∆Im akan terjadi perubahan tegangan pada setiap bus dan perubahan arus yang mengalir pada setiap saluran. Perubahan tegangan pada sistem karena tambahan arus injeksi tadi dinyatakan dengan: ' éDV1 ù éV1 -V1ù ú é0 ù êM ú êM ú ê êM ú ê ú êDVi ú êVi' -Vi ú ú é ê ù ú =Zbus êDI ú = êKolommúDIm ê ú=ê ' m êDVj ú êVj -Vj ú ú ë Zbus û ê M ú êM ú êM ú ê ú ê ú ê êë0 úû êëDVn úû êëVn' -Vn úû

Zbus adalah matriks impedansi bus awal sebelum penambahan arus injeksi. Perubahan tegangan pada bus i dan j dapat

terjadi karena lepasnya generator atau saluran transmisi (Anderson,1978). Metode matriks impedansi bus merupakan

(13)

ditulis: ∆Vi = Zim∆Im

∆Vj = Zjm∆Im

(14)

salah satu metode yang digunakan untuk menganalisis gangguan dengan komputer. Kelebihan metode ini

dengan Zim dan Zjm adalah komponen-komponen dari

ialah hanya sekali membuat matriks Zbus dari sistem

Zbus.

pada kondisi awal sebelum gangguan tetapi dapat

Jika saluran yang menghubungkan bus i dan

dipakai untuk memprediksi kondisi sistem baik

bus j mempunyai impedansi primitif Zc, maka

39


perubahan arus yang mengalir dari bus i ke bus j

pergeseran

adalah:

distribution factor).

DI ij =

DVi - DV j zc

Z im - Z jm

=

zc

DI m

(15)

arus-injeksi

(generation-shift

2) Saluran lepas dari sistem Mengeluarkan satu saluran dari operasi sitem

Dari persamaan (15) ini didefinisikan istilah faktor distribusi

pembangkitan

atau

current-injection

tenaga dapat disimulasikan dalam model sistem dengan penambahan suatu impedansi negatif yang besarnya sam dengan impedansi saluran itu di antara

distribution factor, Kij,m yang dirumuskan dengan:

kedua bus di ujung saluran tersebut, Zbus sistem tidak

K ij , m =

DI ij DI m

=

Z im - Z jm

(16)

zc

perlu dimodifikasi, penurunan persamaan perubahan tegangan tiap bus dan perubahan arus tiap saluran

yaitu perbandingan antara perubahan arus di satu

cukup dengan menggunakan Zbus sistem awal sebelum

saluran, saluran ij terhadap perubahan arus-injeksi

saluran lepas. Misalkan suatu saluran antara bus m dan bus

pada satu bus, bus m. Perubahan arus pada saluran ij

n dengan impedansi seri za yang terlepas dari sistem

karena perubahan arus-injeksi pada bus m adalah

dapat disimulasikan dengan menambah impedansi –za

DI ij = K ij DI m

(17)

Hubungan ini menunjukkan bahwa beban lebih

pada

menurunkan

saluran

dapat

arus-injeksi

dihilangkan

pada

suatu

dengan bus

dan

antara kedua bus dalam rangkaian ekivalen sistem pre-outage, yaitu sebelum saluran mn lepas, seperti pada Gambar 3. Saluran mn lepas disimulasikan dengan

menghubungkan

impedansi –za dengan

menaikkan arus-injeksi pada bus lain, atau dengan

memasukkan saklar S, sehingga mengalir arus Ia.

kata lain menurunkan pembangkitan daya suatu unit

Dengan Zmn = Znm, dari Gambar 3 terlihat bahwa,

pembangkit dan menaikkan daya yang dibangkitkan

Vm - Vn V -V = m n (Zmm + Z nn - 2Zmn ) - za Zth,mn - za

Ia =

pada unit yang lain. Apabila arus-injeksi pada bus p diubah sebesar ∆Ip dan pada bus q arus-injeksi diubah sebesar ∆Iq, maka dengan prinsip superposisi, perubahan arus pada saluran ij dapat dihitung dengan:

DI ij =

ip

(18)

- Z jp )DI p + (Z iq - Z jq )DI q zc

(19)

distribusi

pergeseran

arus

Ia terhadap tegangan pre-outage bus m dan bus n sama dengan memberikan arus injeksi ∆Im = -Ia ke dalam bus m dan ∆In = Ia ke dalam bus n. Perubahan ialah,

(current-shift

distribution factor). Pada model aliran daya DC, pergeseran arus dari bus yang satu ke bus yang lain ekivalen dengan pergeseran pembangkitan daya aktif dari bus yang satu ke bus yang lain. Oleh karena itu, faktor distribusi arus sering disebut faktor distribusi

40

dan bus n dan Zth,mn = (Zmm + Znn – 2 Zmn) ialah

arus pada sembarangan arus ij dengan impedansi zc

Faktor distribusi arus-injeksi disebut sebagai faktor

dengan Vm dan Vn ialah tegangan pre-outage bus m impedansi Thevenin antara bus m dan bus n. Efek arus

DI ij = K ij , p DI p + K ij , q DI q

(Z

(20)

DI ij = K ij , m DI m + K ij , n DI n =

[(Z

in

]I

- Z im ) - (Z jn - Z jm ) zc

(21) a


mengalami pembebanan lebih (overload) atau tidak setelah satu saluran lepas dari sistem.

b. Analisis Multi Kontingensi Bila terjadi dua kontingensi tunggal berturutGambar 3. Rangkaian ekivalen Thevenin pre-outage untuk simulasi lepasnya saluran mn

turut atau simultan, perhitungan perubahan arus yang mengalir melalui setiap saluran dapat dilakukan dengan mengkombinasikan faktor-faktor distribusi

Substitusi untuk Ia dari persamaan (20) ke dalam persamaan (21) diperoleh,

[(Z

dari kontingensi tunggal yang sudah dihitung lebih dahulu pada studi kontingensi tunggal.

]

- Zim ) - (Z jn - Z jm ) Vm - Vn (22) zc (Zth,mn - za )

1) Satu saluran lepas dan pergeseran arus-

Sebelum saluran mn lepas, arus yang mengalir pada

Bila saluran mn keluar dari sistem diikuti

DI ij =

in

saluran tersebut,

I mn =

injeksi dengan pengurangan arus-injeksi ke bus p serta

V m - Vn za

penambahan arus injeksi ke bus q, maka perubahan (23)

arus pada sembarangan saluran ij dapat diturunkan

Dengan menggabungkan persamaan (22) dan (23) kita

dengan prinsip superposisi menggunakan faktor-

peroleh perubahan arus pada saluran ij yang

faktor distribusi dari kontingensi tunggal dan hasilnya

disebabkan oleh lepasnya saluran mn dari sistem

diberikan oleh persamaan,

yaitu,

DIij = Kij, p + Lij,mnKmn, p DI p +(Kij,q + Lij,mnKmn,q )DIq (27) 144 42444 3 144 42444 3

z DI ij = a zc

é (Z in - Z im ) - (Z jn - Z jm )ù ú I mn (24) ê Z th, mn - z a úû êë

Kij' , p

dengan

atau

DIij I mn

z é(Zim - Zin ) - (Z jm - Z jn )ù =- a ê ú = Lij,mn zc êë Zth,mn - za úû

Kij' ,q

K ij' , p ialah faktor distribusi pergeseran

pembangkitan yang baru, yang menyatakan perubahan (25)

arus pada saluran ij karena penambahan atau pengurangan arus injeksi di bus p sebesar ∆Ip yang

Lij,mn disebut Faktor Distribusi Saluran-Keluar (lineoutage distribution factor) yang menyatakan besar

sebelumnya didahului oleh lepasnya saluran mn. Hal yang sama dinyatakan untuk

K ij' ,q .

perubahan arus pada saluran ij dengan impedansi seri zc karena keluarnya saluran mn dari sistem yang

2) Dua saluran lepas

mempunyai impedansi seri za.

Gambar 4 menunjukkan bahwa saluran pq

Arus yang mengalir pada saluran ij setelah saluran mn keluar diberikan oleh persamaan,

I ij' = I ij + DI ij = I ij + Lij , mn I mn

lepas dari sistem pada saat saluran mn telah lepas sebelumnya

(26)

Imn adalah arus saluran mn sebelum lepas dari sistem,

dari

sistem

karena

pemeliharaan,

sehingga perubahan arus pada sembarang saluran ij adalah,

dapat diperoleh dari hasil analisis aliran daya. Dengan persamaan (26) dapat diketahui apakah tiap saluran

(28)

41


dengan :

Lij ,mn + Lij , pq L pq, mn 1 - L pq, mn Lmn, pq

Lij , pq + Lij , mn Lmn, pq 1 - Lmn , pq L pq ,mn

ini diinstal pada komputer yang akan digunakan.

= L'ij , mn

(29)

Setelah itu, untuk menjalankannya adalah mengklik ganda ikon PWS seperti pada Gambar 5. untuk

= L'ij , pq

(30)

memulai program ini. Selanjutnya, editor PWS seperti Gambar 6 ditampilkan dan PWS siap digunakan. Pilih

L'ij ,mn adalah faktor distribusi saluran lepas efektif yang menyatakan perubahan arus dalam

file, new case untuk membuka file baru separti pada Gambar 7.

kondisi statis (steady state) saluran ij akibat lepasnya saluran mn ketika saluran pq telah lepas lebih dahulu dari sistem. Pernyataan yang sama juga untuk

L'ij , pq .

Dalam praktek, umumnya perhitungan dalam

Gambar 5. Ikon powerWorld simulator pada desktop

analisis kontingensi dilakukan dengan model aliran daya DC (Wood, 1986). Dengan model ini beberapa asumsi dapat digunakan, antara lain: §

Sistem

tanpa

rugi-rugi

dan

saluran

direpresentasikan dengan reaktansi serinya. §

Tegangan dari setiap bus mendekati 1 pu.

§

Arus dalam pu dianggap sama dengan daya aktif dalam pu.

Gambar

6.

Antar muka simulator

powerWorld

Gambar 4. Lepasnya saluran mn diikuti dengan lepasnya saluran pq. 2. PowerWorld Simulator PowerWorld simulator (PWS) adalah suatu paket program analisis sistem tenaga yang dilengkapi dengan simulasi. Program komputer ini digunakan untuk menganalisis sistem tenaga seperti analisis aliran daya, analisis kontingensi, studi hubung singkat, analisis transien, analisis kestabilan dinamis, analisis kestabilan tegangan, dan lain-lain. Untuk menggunakan paket program ini, pertama-tama PWS

42

Gambar 7. File baru PWS PWS mempunyai dua gaya operasi utama, yaitu edit mode dan run mode. Edit mode digunakan untuk membangun kasus baru dan memodifikasi


kasus yang ada. Run mode digunakan untuk menjalankan simulasi dan menampilkan hasil analisis. Simbol-simbol PWS dapat dilihat pada Gambar 8, dimana

pembangkit

dinyatakan

sebagai

suatu

lingkaran dengan suatu baling-baling, panah besar melambangkan beban, garis tebal melambangkan bus, kotak merah melambangkan Circuit Breaker (CB), dan jalur transmisi digambar sederhana seperti garis. Di dalam PWS, kuat arus dapat divisualisasikan dengan panah dilapiskan di atas generator, beban, dan jalur transmisi. Ukuran dan arah panah menandai besar kecil dan arah arus. Gambar 9. Diagram satu garis 5 bus IEEE

Gambar 8. Simbol-simbol pada powerWorld simulator

METODE PENELITIAN Penelitian ini merupakan penelitian deskriptif yang

diharapkan

dapat

mengungkapkan

Gambar 10. Diagram satu garis sistem tenaga 9 bus IEEE

hasil

perhitungan aliran daya setelah terjadi pelepasan

1. Aliran Daya

pembangkit, pelepasan saluran, atau dua rentetan

Aliran daya pada sistem tenaga 5 dan bus

pelepasan sekaligus pada sistem tenaga 5 bus dan

berada pada keadan normal. Pada sistem tenaga 5 bus

sistem tenaga 9 bus IEEE.

IEEE, daya terbesar berada pada bus 1, yakni sebesar 129.8 MVA, sedangkan pada sistem tenaga 9 bus

HASIL DAN PEMBAHASAN PENELITIAN Analisis

kontingensi

membutuhkan

data

IEEE, daya terbesar berada pada bus 2 yakni sebesar 165.8 MVA.

aliran daya pada setiap saluran sebelum terjadi pelepasan pembangkit atau saluran. Dengan demikian,

2. Analisis Kontingensi Hasil analisis kontingensi dapat dijelaskan

walaupun penelitian ini tidak bertujuan untuk mengetahui aliran daya normal, namun analisis aliran daya tetap dilakukan. Gambar 9 dan 10 menunjukkan

sebagai berikut: a.

Sistem Tenaga 5 Bus IEEE

diagram satu garis sistem tenaga 5 bus dan 9 bus IEEE sebelum analisis aliran daya.

43


Pada sistem tenaga 5 bus IEEE, bus referensi adalah bus 1, bus pembangkit adalah bus 2, dan bus

Tabel 2. Saluran-saluran yang mengalami beban lebih (overload) jika terjadi kontingensi tunggal pada sistem tenaga 9 bus IEEE

beban adalah bus 3, bus 4, dan bus 5.

1) Kontingensi tunggal Hasil

analisis

kontingensi

tunggal

menunjukkan bahwa pada sistem tenaga 5 bus IEEE,

Keterangan:

saluran yang mengalami overload hanya jika saluran

S

: Aliran daya sebelum pelepasan terjadi

2-5 yang lepas menyebabkan saluran 2-4 mengalami

S’

: Aliran daya setelah pelepasan terjadi

overload. Aliran daya pada saluran ini sebelum

Smax

: Batas aliran daya saluran

overload sebesar 41.1 MVA, namun setelah terjadi pelepasan saluran 2-5, aliran dayanya menjadi 75,4 MVA sementara kemampuan saluran menyalurkan daya hanya sebesar 70 MVA.

4) Multi kontingensi Hasil menunjukkan,

analisis bahwa

kontingensi jika

terjadi

ganda pelepasan

pembangkit dan saluran sekaligus atau pelepasan dua 2) Multi kontingensi Hasil menunjukkan,

analisis bahwa

kontingensi jika

terjadi

ganda pelepasan

pembangkit dan saluran sekaligus atau pelepasan dua saluran sekaligus, akan menyebabkan beberapa saluran mengalami overload. Hasil kontingensi ganda untuk sistem 5 bus IEEE dapat dilihat ringkasannya pada Tabel 1 (yang ditampilkan hanya pelepasan yang menyebabkan overload). Tabel 1. Saluran-saluran yang overload jika terjadi kontingensi ganda pada sistem tenaga 5 bus IEEE

. Bus referensi adalah bus 1, bus pembangkit adalah bus 2 dan 3, bus beban adalah bus 5, 6, dan 8.

3) Kontingensi tunggal Aliran daya hasil analisis kontingensi jika ada pembangkit atau saluran yang lepas dan saluransaluran yang mengalami overload dapat di lihat pada Tabel 2.

44

saluran sekaligus, akan menyebabkan beberapa saluran mengalami overload. Hasil kontingensi ganda untuk sistem 9 bus IEEE dapat dilihat ringkasannya pada Tabel 3 (yang ditampilkan hanya pelepasan yang menyebabkan overload). Tabel 3. Saluran-saluran yang overload jika terjadi kontingensi ganda pada sistem tenaga 9 bus IEEE


Stevenson, William D. Jr. 1996. Analisis sistem tenaga listrik. Edisi 4. Terjemahan Kamal Idris. Jakarta: Erlangga.

Keterangan: S

: Aliran daya sebelum gangguan terjadi

S’

: Aliran daya setelah gangguan terjadi

max

S

Syamsurijal .2003. Tesis. Analisis kontingensi sistem tenaga listrik menggunakan metode kepekaan jaringan. Makassar: FT. UNHAS.

: Batas aliran daya saluran

SIMPULAN DAN SARAN Pelepasan pembangkit akan menyebabkan sistem referensi

kekurangan

pembangkitan.

Apabila

memiliki

pembangkitan

yang

bus

cukup,

kekurangan tersebut dapat diatasi, namun hal ini akan menyebabkan aliran daya di sistem berubah. Beberapa saluran mungkin mengalami overload, sehingga akan dilepaskan dari sistem oleh alat proteksi. Dengan demikian tidak terjadi blackout, sehingga kontinuitas pelayanan tetap terjaga. Hal yang sama dialami jika terjadi pelepasan saluran. Dengan lepasnya sebuah saluran, maka bebannya akan dialihkan ke saluran yang lain. Saluran yang menerima beban akan semakin berat bebannya, sehingga kemungkinannya akan mengalami overload. Apabila

terjadi

2

pelepasan

secara

bersamaan, maka pada beberapa kasus bukan hanya terjadi overload pada saluran, tetapi bahkan terjadi blackout (pemadaman total).

DAFTAR PUSTAKA

Al Imran. 2007. Analisis kontingensi tunggal dan multi kontingensi dengan metode matriks impedansi bus. Jurnal media elektrik Vol. 2, No.1, Hal. 1-7. Makassar: Jurusan Teknik Elektro FT UNM. Anderson, Paul M. 1978. Analysis of faulted power system. Iowa: The Iowa State University Press. Bonar

Pandjaitan. 1999. Teknologi sistem pengendalian tenaga listrik berbasis SCADA. Jakarta: Prenhallindo.

Cekmas Cekdin. 2004. Teori dan contoh soal teknik elektro menggunakan bahasa pemrograman MATLAB. Yogyakarta: Andi Yogyakarta.

45

APPLIKASI POWER WORLD SIMULATOR PADA ANALISIS KONTINGENSI SISTEM TENAGA LISTRIK (Syamsurijal)

Recommend Documents