BAB 1 PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Listrik merupakan suatu kebutuhan yang penting bagi manusia dalam menjalankan aktivitas sehari-hari, dimana pada zaman yang modern ini sudah banyak alat pendukung kehidupan manusia yang membutuhkan tenaga listrik untuk mengoperasikannya seperti lampu, mesin cuci, mesin pompa air, televisi, radio, komputer dan perangkat elektronik lainnya. Penggunaan listrik hampir dilakukan setiap hari oleh semua orang untuk memenuhi kebutuhannya baik untuk kebutuhan pribadi maupun untuk kebutuhan berinteraksi secara sosial. Misalnya, lampu digunakan sehari-hari oleh manusia untuk melakukan aktifitas pada keadaan gelap atau malam hari. Komputer digunakan untuk bekerja dan berinteraksi sosial melalui media sosial juga memerlukan listrik untuk menghidupkannya. Bahkan, keadaan bersih pun tidak dapat tercipta jika tidak ada listrik untuk menghidupkan pompa air sebagai sarana mencuci dan mandi. Dari semua hal diatas tersebut, bisa dilihat betapa pentingnya listrik oleh masyarakat luas saat ini. Tak hanya manusia saja tetapi perusahaan akan juga sulit beroperasi jika tidak ada listrik. Rumah sakit, mall, tempat makan dan tempat-tempat umum lainnya juga tidak dapat beroperasi tanpa adanya listrik. Oleh karenanya, listrik menjadi salah satu kebutuhan yang sangat penting bagi kehidupan masyarakat luas. Kebutuhan tenaga listrik disuatu daerah secara terus menerus akan mengalami peningkatan sejalan dengan pembangunan dan kemajuan daerah tersebut. Kemajuan dan perkembangan teknologi dewasa ini mengakibatkan kebutuhan tenaga listrik akan semakin meningkat, baik yang berhubungan dengan listrik rumah tangga untuk memenuhi kebutuhan pribadi, komersil maupun industri. Maka dari itu, pasokan energi listrik mengalami peningkatan terus. Untuk memenuhi kebutuhan energi listrik tersebut, perusahaan listrik harus menyediakan energi listrik secara berkesinambungan. Salah satu penghasil sumber listrik terbesar di Indonesia adalah PT PLN yang bertanggung jawab atas produksi listrik dan berbagai masalahnya. PT PLN sendiri memiliki sebelas anak perusahaan dan salah satunya adalah PT Indonesia
Power yang bertanggung jawab di pulau Jawa dan Bali. PT Indonesia Power memiliki tiga anak perusahaan dan delapan unit pembangkit listrik serta enam macam pembangkit listrik. Unit pembangkit listrik PT Indonesia Power yaitu UPB Priok, UPB Mrica, UPB Kamojang, UPB Saguling, UPB Suralaya, UPB Semarang, UPB Perak-Grati, UPB Bali dan satu unit perawatan di Jakarta sedangkan enam macam pembangkit listriknya yaitu PLTA, PLTU, PLTG, PLTGU, PLTP, dan PLTD. Unit pembangkit listrik tersebut akan diproduksi dan menghasilkan listrik yang nantinya didistribusikan kepada para konsumen. Sistem
tenaga listrik memiliki
pembangkit-pembangkit salah satunya
adalah pembangkit termal seperti PLTD, PLTU, PLTG, PLTGU yang akan menghadapi permasalahan
dalam
hal
biaya
bahan
bakar untuk
pengoperasiannya bila dibandingkan dengan PLTA, atau pembangkit lainnya. Biaya bahan bakar tersebut merupakan biaya yang terbesar yaitu sekitar hampir 70% dari biaya produksi. Oleh karena itu, perlu dilakukan suatu upaya untuk mengurangi biaya operasi melalui pengurangan biaya bahan bakar sampai pada tingkat minimum. Biaya-biaya yang terjadi selama proses produksi tersebut itulah yang nantinya akan menentukan harga pokok listrik. Total biaya produksi ini dapat diminimalisir dengan adanya kombinasi pada pembebanan daya pada unit-unit pembangkit yang ada sehingga didapatkan suatu pembebanan yang optimal atau lebih ekonomis. Kombinasi pembebanan daya tersebut dapat maksimal pada fungsi kerja di unit pembangkitan bila diberikan suatu metode optimisasi sehingga didapatkan kombinasi daya output yang optimal. Setelah itu ditentukan besar daya yang harus diberikan 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 telah banyak dilakukan penelitian dengan menggunakan berbagai metode optimasi. Salah satunya adalah menggunakan metode Firefly Algorithm. Latifa Dekichi, Khaled Belkadi, dan Pierre Borne meneliti mengenai Economic Dispatch dengan Pollutan Emission menggunakan metode Firefly Algorithm. Dari hasil penelitian dan simulasi yang telah diuji, terbukti bahwa
Metode Fiefly Algorithm ini memberikan hasil yang lebih efisien dan optimum (Dekichi et all,2012). Penelitian lainnya yang juga menggunakan metode Firefly Algorithm dalam menyelesaikan masalah Economic Dispatch adalah Subramanian. Hasil yang didapat dari metode Firefly Algorithm ini dibandingkan dengan hasil dari metode lain yaitu Genetic Algorithm, Particle Swarm Optimization, dan Bacterial Foraging Optimization Algorithm. Hasilnya adalah bahwa metode Firefly Algorithm merupakan solusi yang lebih optimum untuk permasalahan Economic Dispatch (Subramanian& Thanuskodi,2013). Metode Firefly Algorithm ini juga telah diuji coba dalam memecahkan masalah non-convex Economic Dispatch yang memperhitungkan valve-point effects (tekanan katup turbin) yang menghasilkan solusi yang lebih optimal. Seperti halnya Genetic Algorithm, Firefly Algorithm juga dapat digunakan untuk menyelesaikan permasalahan linear ataupun non-linear dengan lebih baik dibandingkan metode konvensional (Yang et all,2011). Adapula penelitian lain yang menggunakan metode Firefly Algorithm yang telah diperbaharui yaitu Enhanced Firefly Algorithm dalam memecahkan permasalahan Multiobjecive Optimal Active dan Reactive Power Dispatch dengan mempertimbangkan muatan dan pembangkit tenaga uap sebagai batasannya yang kemudian digunakan untuk membandingkan dengan metode lain. Hasilnya adalah metode Firefly Algorithm yang sudah diperbaharui tersebut (EFA) lebih baik daripada menggunakan metode Firefly Algorithm biasa (Liang Hsun et al,2014). Metode Firefly Algorithm ini juga telah diuji coba dalam memecahkan masalah non-convex Economic Dispatch yang memperhitungkan valve-point effects (tekanan katup turbin) dengan multiple fuel option yang menghasilkan solusi yang lebih optimal (Sreelekha& Scaria,2013). Penelitian lain menggunakan metode Hybrid Firefly Algoritma yaitu Hybrid Nelder-Mead Simplex untuk menyelesaikan masalah non-linear pada Reactive Power Dispatch yang hasilnya lebih optimal bila menggunakan metode tradisonal (Rajan & Malakar 2014). Terdapat juga penelitian mengenai permasalahan Economic Dispatch dengan suatu metode HybridFFA yaitu FFA-mGA. Pada penelitian ini menggabungkan metode FFA dan mGA yang juga memperhitungkan nilai emisi
sebagai perhitungannya. Namun, sayangnya belum ada suatu perangkat lunak yang dapat mendukung kemudahan proses perhitungan yang dilakukan (Younes,et all 2013). Sedangkan untuk penelitian ini, permasalahan ED akan diselesaikan menggunakan metode optimisasi Firefly Algorithm. Firefly Algorithm sendiri memiliki tiga strategi yang mampu bekerja secara serempak dengan sensitifitas tinggi yang dapat membantu proses pengoptimasian. Metode ini akan digunakan untuk menghitung kombinasi daya output masing-masing unit pembangkit sehingga 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 (Komponen C) yang dihasilkan menjadi lebih optimal dengan menggunakan metode Firefly Algorithm? 2. Bagaiamana
hasil
memperhitungkan
Power
of
Transmission
Demand Losses
(PD) menjadi
pembangkit lebih
dengan
optimal
bila
menggunakan metode Firefly Algorithm? 3. Bagaimana hasil perbandingannya dengan data pada perusahaan apabila tidak dilakukan optimasi menggunakan metode Firefly Algorithm? 4. Apakah program yang akan dibuat dapat mempermudah perhitungan dan mudah digunakan oleh pengguna?
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 dengan cakupan wilayah tertentu dan dengan memperhatikan beban puncak.
2. Data yang dipakai merupakan data kombinasi Pembangkit Thermal. Kombinasi tersebut antara lain PLTU, PLTD, PLTGU, dan PLTG. 3. Unit pembangkit listrik yang digunakan adalah unit Pembangkit Thermal. 4. 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
Firefly
Algorithm
pada
permasalahan Economic Dispatch untuk menentukan biaya pembangkit yang optimal dari kombinasi Pembangkit Thermal yang menggunakan Transmission Losses. b. Merancang sebuah program perhitungan Economic Dispatch berdasarkan metode Firefly Algorithm berbasis web yang menggunakan PHP untuk mempermudah perhitungan dalam menentukan total biaya pembangkit listrik serta nilai Power of Demand yang optimal c. Mengaplikasikan penggunaan metode Firefly Algorithm untuk menentukan Power of Demand yang lebih optimal yang menggunakan Transmission Losses. d. Mempermudah
untuk
melakukan
perhitungan
pada
permasalahan
Economic Dispatch untuk menentukan biaya pembangkit yang optimal dari kombinasi Pembangkit Thermal yang menggunakan Transmission Losses.
1.4.2 Manfaat Manfaat yang ingin dicapai adalah sebagai berikut : a.
Bagi pengguna (PT Indonesia Power): mempermudah penentuan biaya pembangkit listrik (Komponen C) dengan metode Firefly Algorithm sehingga mendapat keuntungan yang lebih besar, serta resiko kerugian yang lebih kecil.
b.
Bagi pembaca : menambah pengetahuan mengenai Economic Dispatch dengan dan metode Firefly Algorithm dalam pengoptimalan biaya pembangkit listrik dengan memperhitungkan rugi-rugi transmisi.
c. Bagi peneliti lain : memberikan referensi untuk materi yang masih relevan
untuk di kembangkan di kemudian hari sehubungan dengan pembahasan Economic Dispatch. d. Bagi penulis : menambah pengetahuan tentang bagaimana menentukan
biaya pembangkit listrik dengan nilai rugi-rugi transmisi yang optimal dengan metode Firefly Algorithm.
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
