BAB III METODE PENELITIAN

BAB III METODE PENELITIAN

3.1 Parameter Saluran Sistem Standar IEEE 30 Bus digunakan nilai MVA base sebesar 100 MVA dan nilai kV base sebesar 100 kV, sedangkan untuk sistem interkoneksi 500 kV Jawa-Bali digunakan nilai MVA base sebesar 1000 MVA dan nilai kV base sebesar 500 kV sehingga memiliki parameter yang sama dengan metode pembanding. Parameter bus lain yang ditentukan nilainya adalah Z base. Berikut adalah persamaan untuk menentuka Z base pada sistem : =

(3.1)

Nilai impedansi saluran atau Z pada sistem dinyatakan dalam satuan Ohm (Ω). Untuk mempermudah perhitungan nilai Z diubah dalam bentuk per unit (p.u) seperti persamaan berikut. =

(3.2)

3.2 Sistem Standar IEEE 30 Bus Untuk menguji aliran daya optimal dengan metode MINOPF, maka dilakukan pengujian awal pada Sistem Standar IEEE 30 bus. Sumber data Sistem Standar IEEE 30 Bus berasal dari jurnal Optimal Load Flow with Steady State Security dan Transaction Analysis in Deregulated Power Systems Using Game Theory. (Alsac dan Stott, 1974 : 750) (Ferrero et al, 1997 : 1342) Hasil dari pengujian ini akan dibandingkan dengan hasil pengujian menggunakan metode algoritma genetika.

Gugun Supriatna Dwi Jatnika, 2013 Optimasi Sistem Interkoneksi 500 kV Jawa-Bali dengan Aliran Daya Optimal Metode MINOPF Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

28

29

Berikut merupakan data saluran yang terdapat pada Sistem Standar IEEE 30 bus, yang terdiri dari impedansi saluran (R dan X) dan suseptansi (B). (Appendix : 124-125) Tabel 3.1. Data Saluran Sistem Standar IEEE 30 Bus

No. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31

Dari Bus 1 1 2 3 2 2 4 5 6 6 6 6 9 9 4 12 12 12 12 14 16 15 18 19 10 10 10 10 21 15 22

Ke Bus 2 3 4 4 5 6 6 7 7 8 9 10 11 10 12 13 14 15 16 15 17 18 19 20 20 17 21 22 22 23 24

Impedansi Saluran R X 0,0192 0,0575 0,0452 0,1652 0,057 0,1737 0,0132 0,0379 0,0472 0,1983 0,0581 0,1763 0,0119 0,0414 0,046 0,116 0,0267 0,082 0,012 0,042 0 0,208 0 0,556 0 0,208 0 0,11 0 0,256 0 0,14 0,1231 0,2559 0,0662 0,1304 0,0945 0,1987 0,221 0,1997 0,0524 0,1923 0,1073 0,2185 0,0639 0,1292 0,034 0,068 0,0936 0,209 0,0324 0,0845 0,0348 0,0749 0,0727 0,1499 0,0116 0,0236 0,1 0,202 0,115 0,179

B 0,0264 0,0204 0,0184 0,0042 0,0209 0,0187 0,0045 0,0102 0,0085 0,0045 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0


30

32 33 34 35 36 37 38 39 40 41

23 24 25 25 28 27 27 29 8 6

24 25 26 27 27 29 30 30 28 28

0,132 0,1885 0,2544 0,1093 0 0,2198 0,3202 0,2399 0,0636 0,0169

0,27 0,3292 0,38 0,2087 0,396 0,4153 0,6027 0,4533 0.2 0,0599

0 0 0 0 0 0 0 0 0,0214 0,0065

Berikut adalah data pembangkitan dan pembebanan bus pada Sistem Standar IEEE 30 bus yang terdiri dari data tegangan bus, pembangkitan yang dilakukan, dan permintaan beban (demand). (Appendix : 126-127) Tabel 3.2. Data Pembangkitan dan Pembebanan Bus pada Sistem Standar IEEE 30 Bus Tegangan Bus

No. Bus

V (V)

Θ (°)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

1,06 1,045 1 1,06 1,01 1 1 1,01 1 1 1,082 1 1,071 1 1 1 1 1 1

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Pembangkitan PG QG (MW) (MVAR) 1,3848 -0,0279 0.4 0,5 0 0 0 0 0 0,37 0 0 0 0 0 0,373 0 0 0 0 0 0,162 0 0 0 0,106 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Beban PD (MW) 0 0,217 0,024 0,076 0,942 0 0,228 0,3 0 0,058 0 0,112 0 0,062 0,082 0,035 0,09 0,032 0,095

QD (MVAR) 0 0,127 0,012 0,016 0,19 0 0,109 0,3 0 0,02 0 0,075 0 0,016 0,025 0,018 0,058 0,009 0,034


31

20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

0,022 0,175 0 0,032 0,087 0 0,035 0 0 0,024 0,106

0,007 0,112 0 0,016 0,067 0 0,023 0 0 0,009 0,019

Berikut adalah karakteristik generator yang terpasang pada Sistem Standar IEEE 30 bus. (Appendix : 127) Tabel 3.3. Karakteristik Generator pada Sistem Standar IEEE 30 Bus Unit 1 2 5 8 11 13

PG min (MW) 50 20 15 10 10 12

PG max (MW) 200 80 50 35 30 40

QG min (MW) -20 -20 -15 -15 -10 -15

QG max (MW) 150 60 62.5 48.7 40 44.7

ϒ

β

α

0,02 0,0175 0,0625 0,00834 0,025 0,025

2 1,75 1 3,25 3 3

0 0 0 0 0 0

Data-data di atas merupakan data yang akan digunakan dalam aliran daya optimal metode MINOPF dengan parameter saluran yang sudah ditentukan. Dalam tampilan MatPower Toolbox (MPT) seluruh masukan data tersebut terintegrasi dalam m-file dengan nama ‘case30’. 3.3 Sistem Interkoneksi 500 kV Jawa-Bali Studi kasus dilakukan pada sistem interkoneksi 500 kV Jawa-Bali dua waktu yang berbeda, yaitu data pembebanan tanggal 17 Maret 2009 pukul 13.30 WIB dan tanggal 7 Mei 2013 pukul 10.00 WIB.


32

3.3.1 Data Pembebanan Tanggal 17 Maret 2009 Pukul 13.30 WIB Sistem interkoneksi 500 kV Jawa-Bali tanggal 17 Maret 2009 pukul 13.30 WIB terdiri dari 23 bus dengan 28 saluran dan 8 unit pembangkit. Unit pembangkit yang terpasang antara lain pembangkit Suralaya, pembangkit Muara Tawar, pembangkit Cirata, pembangkit Saguling, pembangkit Tanjung Jati, pembangkit Gresik, pembangkit Paiton, dan pembangkit Grati. Unit Pembangkit Cirata dan Saguling merupakan pembangkit listrik tenaga air, sisanya adalah pembangkit listrik tenaga uap. Data-data ini diambil dari tugas akhir Buyung Baskoro tahun 2009 yang bersumber dari P.T. PLN (Persero). Tujuannya untuk membandingkan hasil optimasi oleh P.T. PLN (Persero), metode algoritma genetika, dan metode MINOPF. Tabel 3.4. Jenis-jenis Bus pada Sistem Interkoneksi 500 kV Jawa-Bali Tanggal 17 Maret 2009 Pukul 13.30 WIB Jenis Bus

Nama Bus

Jumlah Bus

Slack Bus

Suralaya

1

Cilegon, Kembangan, Gandul, Cibinong, Cawang, Bus Beban

Bekasi, Cibatu, Bandung Selatan, Mandirancan, Ungaran, Surabaya Barat, Depok, Tasikmalaya,

15

Pedan, dan Kediri. Bus

Muara Tawar, Cirata, Saguling, Tanjung Jati, Gresik,

Generator

Paiton, dan Grati Jumlah

7 23


33

Berikut merupakan data saluran yang terdapat pada Sistem Standar IEEE 30 bus, yang terdiri dari impedansi saluran (R dan X) dan suseptansi (B).

Tabel 3.5. Data Saluran Sistem Interkoneksi 500 kV Jawa-Bali Tanggal 17 Maret 2009 Pukul 13.30 WIB No.

Dari Bus

Ke Bus

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28

1 1 2 3 4 4 5 5 5 6 6 8 9 10 11 12 13 14 14 14 15 16 16 18 19 20 21 22

2 4 5 4 5 18 7 8 11 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 20 16 17 23 19 20 21 22 23

Impedansi Saluran R X 0,000626496 0,007008768 0,006513273 0,062576324 0,013133324 0,146925792 0,001513179 0,016928309 0,001246422 0,01197501 0,000694176 0,006669298 0,00444188 0,0426754 0,0062116 0,059678 0,00411138 0,04599504 0,001973648 0,01896184 0,0056256 0,054048 0,002822059 0,027112954 0,00273996 0,026324191 0,001474728 0,014168458 0,0019578 0,0219024 0,00699098 0,0671659 0,013478 0,12949 0,01353392 0,15140736 0,01579856 0,1517848 0,00903612 0,0868146 0,037539629 0,360662304 0,00139468 0,0133994 0,003986382 0,044596656 0,014056 0,157248 0,015311 0,171288 0,010291 0,115128 0,010291 0,115128 0,004435823 0,049624661

B 0 0,01197964 0,007061141 0 0 0 0 0 0,008841946 0 0 0 0 0 0 0,01285827 0,024789624 0,007276522 0,007264438 0 0,017261339 0 0 0,030228874 0,032927881 0,022131855 0,022131855 0,009539693


34

Data saluran sistem interkoneksi 500 kV Jawa-Bali tersebut akan dimasukkan pada aliran daya optimal metode MINOPF menjadi enam bilangan di belakang koma (x10-6), contohnya R pada saluran ke-1 adalah 0,000626496 maka akan diubah menjadi 0,000627. Berikut merupakan data pembangkitan dan pembebanan bus pada sistem interkoneksi 500 kV Jawa-Bali tanggal 17 Maret 2009 pukul 13.30 WIB, yang terdiri dari nama bus, jenis bus, tegangan bus, pembangkitan, dan permintaan beban (demand). Tabel 3.6. Data Pembangkitan dan Pembebanan Bus pada Sistem Interkoneksi 500 kV Jawa-Bali Tanggal 17 Maret 2009 Pukul 13.30 WIB

No. Bus

Nama Bus

Jenis Bus

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

Suralaya Cilegon Kembangan Gandul Cibinong Cawang Bekasi Muara Tawar Cibatu Cirata Saguling Bandung Selatan Mandiracun Ungaran Tanjung Jati Surabaya Barat Gresik Depok Tasikmalaya Pedan

Slack Beban Beban Beban Beban Beban Beban Generator Beban Generator Generator Beban Beban Beban Generator Beban Generator Beban Beban Beban

Tegangan Bus V θ 1,02 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0

Pembangkitan PG QG 3098 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1178 0 0 0 629 0 634 0 0 0 0 0 0 0 668 0 0 0 821 0 0 0 0 0 0 0

Beban PD QD 146 43 672 217 727 249 521 174 667 206 727 174 618 163 0 0 787 304 651 234 0 0 564 336 380 130 314 347 0 0 824 304 201 87 0 0 265 16 501 233


35

21 22 23

Kediri Paiton Grati

Beban Generator Generator

1 1 1

0 0 0

0 2806 0

0 0 0

343 803 125

197 260 184

Berikut ini adalah karakteristik generator yang terpasang pada sistem interkoneksi 500 kV Jawa-Bali tanggal 17 Maret 2009 pukul 13.30 WIB, di mana terdapat fungsi biaya pembangkitan yang akan dioptimasi. Tabel 3.7. Karakteristik Generator pada Sistem Interkoneksi 500 kV Jawa-Bali tanggal 17 Maret 2009 Pukul 13.30 WIB

Unit 1 8 10 11 15 17 22 23

PG min (MW) 1500 1040 400 400 600 238 1425 0

PG max (MW) 3400 2200 1008 700 1220 1050 3254 0

QG min (MW) -600 -700 -480 -140 -240 -610 -840 0

QG max (MW) 2040 1640 -110 440 720 660 1920 0

ϒ

β

α

-65,94 690,98 0 0 -21,88 132,15 52,19 533,92

395668,05 2478064,47 6000 5502 197191,76 777148,77 37370,67 200490,63

31630,21 107892572,2 0 0 -1636484,18 13608770,96 8220765,38 86557397,4

Demikian adalah masukan data pada sistem interkoneksi 500 kV JawaBali tanggal 17 Maret 2009 pukul 13.30 WIB yang akan digunakan untuk dioptimasi. Dalam tampilan MatPower Toolbox (MPT) seluruh masukan data tersebut terintegrasi dalam m-file dengan nama ‘case23asli’. 3.3.2 Data Pembebanan Tanggal 7 Mei 2013 Pukul 10.00 WIB Sistem interkoneksi 500 kV Jawa-Bali tanggal 7 Mei 2013 pukul 10.00 WIB terdiri dari 26 bus dengan 31 saluran dan 9 unit pembangkit. Unit pembangkit yang terpasang antara lain pembangkit New Suralaya, pembangkit Suralaya, pembangkit Muara Tawar, pembangkit Cirata, pembangkit Saguling, pembangkit Tanjung Jati, pembangkit Gresik,


36

pembangkit Grati, dan pembangkit Paiton. Unit Pembangkit Cirata dan Saguling merupakan pembangkit listrik tenaga air, sisanya adalah pembangkit listrik tenaga uap. Data-data ini diperoleh dari bidang Operasi Sistem P.T. PLN (Persero) P3B (Penyaluran dan Pusat Pengatur Beban) Jawa-Bali. Tabel 3.8. Jenis-jenis Bus pada Sistem Interkoneksi 500 kV Jawa-Bali Tanggal 7 Mei 2013 Pukul 10.00 WIB Jenis Bus

Nama Bus

Jumlah Bus

Slack Bus

Suralaya

1

New Suralaya, Cilegon, Kembangan, Gandul, Balaraja, Cibinong, Cawang, Bekasi, Depok, Cibatu, Bus Beban

Tasikmalaya, Bandung Selatan, Mandirancan,

18

Ungaran, Pedan, Ngimbang, Surabaya Barat, dan Kediri. Bus

Muara Tawar, Cirata, Saguling, Tanjung Jati, Gresik,

Generator

Grati, dan Paiton.

7

Jumlah

26

Berikut merupakan data saluran yang terdapat pada sistem interkoneksi 500 kV Jawa-Bali tanggal 7 Mei 2013 pukul 10.00 WIB, yang terdiri dari impedansi saluran (R dan X) dan suseptansi (B).

Tabel 3.9. Data Saluran Sistem Interkoneksi 500 kV Jawa-Bali Tanggal 7 Mei 2013 Pukul 10.00 WIB No.

dari bus

kebus

Nama Saluran

R

X

B

1

2

1

SLAYA-SRLRU

0,0001465

0,0014075

0,011367673

2

2

3

SLAYA-CLBRU

0,000626492

0,00700876

0,002282857

3

2

6

SRLAYA-BRAJA

0,00367768

0,0353332

0,000452832

4

3

7

CLBRU-CIBNG

0,013133324

0,1469258

0,000108899


37

5

5

4

GNDUL-KMBGN

0,00151304

0,01692688

0,000945242

6

5

6

GNDUL-BRAJA

0,002980224

0,02862284

0,000558994

7

7

14

CIBNG-SGLNG

0,00411132

0,0459952

0,000347862

8

9

7

BKASI-CIBNG

0,00444188

0,0426754

0,000374923

9

9

8

BKASI-CWANG

0,001973648

0,01896184

0,0008438

10

10

5

DEPOK-GNDUL

0,00034708

0,00333468

0,004798062

11

10

7

DEPOK-CIBNG

0,0009124

0,00876592

0,001825251

12

11

7

MTWAR - CBNGN

0,0062116

0,059678

0,000268105

13

11

8

MTWAR - CWANG

0,0056256

0,054048

0,000296033

14

12

11

CBATU-MTWAR

0,002822052

0,02711288

0,000590125

15

12

13

CBATU-CRATA

0,002739888

0,02618276

0,000611089

16

14

13

SGLNG-CRATA

0,001474728

0,01416846

0,001129269

17

14

16

SGLNG-BDSLN

0,0019578

0,021902396

0,000730514

18

15

10

TSKBR-DEPOK

0,01405616

0,15724804

0,00010175

19

17

16

MDRCN-BDSLN

0,00699098

0,06716588

0,000238216

20

17

19

MDRCN-UNGRN

0,013478

0,12949

0,000123562

21

19

18

UNGRN-TJATI

0,00676708

0,07570368

0,00021135

22

19

20

UNGAR-PEDAN

0,00903612

0,0868146

0,000184301

23

19

21

UNGRN-NBANG

0,023479616

0,2255806

7,09281E-05

24

20

15

PEDAN-TSKBR

0,015311

0,17128624

9,34109E-05

25

21

22

NBANG-SBBRT

0,005974972

0,0574046

0,000278723

26

22

19

SBBRT - UNGRN

0,02979224

0,2862292

5,58993E-05

27

22

24

SBBRT-GRATI

0,00398636

0,0445966

0,000358772

28

23

22

GRBRU-SBBRT

0,00140056

0,01345572

0,001189085

29

25

20

KDIRI-PEDAN

0,0102911

0,115127976

0,000138976

30

26

24

PITON-GRATI

0,004217728

0,04718476

0,000339093

31

26

25

PITON-KDIRI

0,0102911

0,115127976

0,000138976

Data saluran sistem interkoneksi 500 kV Jawa-Bali tersebut akan dimasukkan pada aliran daya optimal metode MINOPF menjadi enam bilangan di belakang koma (x10-6), contohnya R pada saluran ke-1 adalah 0,0001465 maka diubah menjadi 0,000147.


38

Berikut merupakan data pembangkitan dan pembebanan bus pada sistem interkoneksi 500 kV Jawa-Bali tanggal 7 Mei 2013 pukul 10.00 WIB, yang terdiri dari nama bus, jenis bus, tegangan bus, pembangkitan, dan permintaan beban (demand). Data yang dioptimasi dengan metode MINOPF merupakan data sebelum realisasi pembangkitan oleh P.T. PLN (Persero). Tabel 3.10. Data Pembangkitan dan Pembebanan Bus pada Sistem Interkoneksi 500 kV Jawa-Bali Tanggal 7 Mei 2013 Pukul 10.00 WIB

No Bus

Nama Bus

Jenis Bus

1

New Suralaya

2

Tegangan

Pembangkitan

Beban

V

θ

PG

QG

PD

QD

generator

1

0

0

0

86

34

Suralaya

slack

1.02

0

2962

1554

142

-56

3

Cilegon

beban

1

0

0

0

320

-139

4

Kembangan

beban

1

0

0

0

676

213

5

Gandul

beban

1

0

0

0

727

47

6

Balaraja

beban

1

0

0

0

636

253

7

Cibinong

beban

1

0

0

0

473

350

8

Cawang

beban

1

0

0

0

343

97

9

Bekasi

beban

1

0

0

0

1097

79

10

Depok

beban

1

0

0

0

536

166

11

Muara Tawar

generator

1

0

1351

703

0

0

12

Cibatu

beban

1

0

0

0

666

463

13

Cirata

generator

1

0

365

120

650

270

14

Saguling

generator

1

0

647

135

0

0

15

Tasikmalaya

beban

1

0

0

0

137

48

16

Bandung Selatan

beban

1

0

0

0

505

325

17

Mandirancan

beban

1

0

0

0

-339

3

18

Tanjung Jati

generator

1

0

2385

336

380

96

19

Ungaran

beban

1

0

0

0

838

382

20

Pedan

beban

1

0

0

0

631

430

21

Ngimbang

beban

1

0

0

0

262

43

22

Surabaya Barat

beban

1

0

0

0

983

642

23

Gresik

generator

1

0

590

111

146

21


39

24

Grati

generator

1

0

325

44

430

205

25

Kediri

beban

1

0

0

0

605

197

26

Paiton

generator

1

0

3025

551

593

144

Berikut ini adalah karakteristik generator yang terpasang pada sistem interkoneksi 500 kV Jawa-Bali tanggal 7 Mei 2013 pukul 10.00 WIB, di mana terdapat fungsi biaya pembangkitan yang akan dioptimasi. Tabel 3.11. Karakteristik Generator pada Sistem Interkoneksi 500 kV Jawa-Bali Tanggal 7 Mei 2013 Pukul 10.00 WIB

No. 1 2 3 4 5 6 7 8 9

No. Bus 1 2 11 13 14 18 23 24 26

Nama Pembangkit New Suralaya Suralaya Muara Tawar Cirata Saguling Tanjung Jati Gresik Grati Paiton

PG min (MW) 0 2666 1216 329 582 2147 531 293 2723

PG max (MW) 0 3258 1486 402 712 2624 649 358 3328

QG min (MVAR) 0 -600 -700 -480 -140 -240 -610 -50 -100

QG max (MVAR) 0 1700 800 300 150 500 200 250 600

3124 3124 6990 6 5.5 2567 3149 4962 3186

-1,876 -1,876 -35,84 0 0 -0,423 -3,479 -29,2 -1.776

0,001 0,001 0,075 0 0 0 0,01 0,111 0.001

Demikian adalah masukan data pada sistem interkoneksi 500 kV JawaBali tanggal 7 Mei 2013 pukul 10.00 WIB yang akan digunakan untuk dioptimasi. Dalam tampilan MatPower Toolbox (MPT) seluruh masukan data tersebut terintegrasi dalam m-file dengan nama ‘case7Mei2013’.


40

3.4 Diagram Alir Aliran Daya Optimal Metode MINOPF Berikut adalah diagram alir aliran daya optimal metode MINOPF : Start

Data Pembebanan, Data Saluran, Data Generator, dan Fungsi Biaya Pembangkit

Penentuan Algoritma Newton

Aliran Daya Optimal Metode MINOPF

Menjalankan Program : run_opf

Hasil Optimasi

Analisis Hasil Optimasi

Stop

Gambar 3.1. Diagram Alir Aliran Daya Optimal Metode MINOPF


BAB III METODE PENELITIAN

Recommend Documents