ISSN :2085-6989
Optimal Aliran Daya (OPF) Saat PLTA Dalam Kondisi Off-Line Berbasis PowerWorld_Simulation Firmansyah Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Padang Kampus Unand Limau Manis Padang email :
[email protected] [email protected] 1)
ABSTRACT
This paper determines the Optimization of electric energy generation due to off-line from some of the hydroelectric generators are interconnected with others in meeting the needs and economic burden. Use of Power world-simulation (PW-Sim) describes the condition of the system about the direction of active and reactive power flow. PW-Sim is able to simulate the actual state of the system and a large scale. Setting conditions for ON / OFF the system can be done by varying some of the plants, in order to obtain a picture of system behavior. PW-Sim can analyze the interference of short circuit, power flow, optimal power flow (OPF), economic dispatch (ED), and describe the visualization of network state in a state of overload, under voltage. Ease of PW-Sim makes a hobby of high technology that can develop the skills and knowledge in the field of power system Key Word : Liner Programming, Economic Dispatch (ED),Unit Commitment (UC), Optimal Power Flow (OPF)
PENDAHULUAN Air merupakan sumber energi penggerak suatu pembangkit listrik tenaga air (PLTA). Ketersediaan air yang ada disungai atau waduk dipengaruhi factor meterologi dan factor Das. Keterbatasan ketersediaan air ini, mempengaruhi kontinuitas pengoperasian pembangkitan energi listrik, sehingga kemungkinan akan ada pembangkit PLTA ini Off-line. Sistem kelistrikan di sumatera lebih dari 70% sumber energi pengggerak generator berasal dari air, sisanya dibangkitkan dengan energi batu-bara dan minyak bumi. Kecenderungan menggunakan sumber energi ini didasarkan pada sumber energi air sangat mudah diperoleh dengan curah hujan rata-rata mencukupi pertahun. Pada lima tahun terakhir curah hujan menjadi tidak tetap, sehingga
Elektron : Vol 2 No. 2, Edisi Desember 2010
menyebabkan keterserdiaan air waduk menurun bahkan sampai mendekati ambang batas minimum. Akibatnya, beberapa generator harus dioff-kan, sehingga terjadi kekurangan energi listrik pada sistem. Akibat kekurangan energi listrik ini, dilakukan pemadaman secara bergiliran pada pusat-pusat beban tertentu. Dengan adanya pemadaman ini, akan merugikan pihak konsumen, terutama konsumen yang bergerak dalam bidang usaha. Untuk mengatasi kondisi ini, diperlukan pengoperasian pembangkit lainya yang sudah terinterkoneksi pada sistem. Pengaturan pengoperasian pembangkit ini harus mampu dioperasikan secara optimal, sehingga daya yang disalurkan ke konsumen tetap terpenuhi. Untuk mengatur pengoperasian pembangkit ini diperlukan sistem penjadwalan yang tepat dan akurat, yaitu mengatur beberapa pembangkitan dari energi penggerak yang berbeda secara optimum dan ekonomis.
93
ISSN :2085-6989 Untuk mengoptimalkan daya yang disalurkan perlu diperhatikan rugi-rugi saluran dan biaya operasional sistem pembangkitan, sehingga ada keseimbangan biaya operasional sistem pembangkitan dan harga dasar listrik. Biaya ini harus ditekan sekecil mungkin, sehingga biaya jual menjadi rendah. Pemograman dinamik merupakan teknik pemograman secara matematis yang digunakan untuk mengambil keputusan yang terdiri banyak tahap (multistage). Pemograman dinamik memberikan sistematis untuk penentuan kombinasi memaksimumkan atau meminimumkan nilai-nilai sistem. Persamaan aliran daya merumuskan model aliran daya untuk mempunyai hasil yang lebih realistis dibanding metoda alternatif yang membandingkan biaya bahan bakar sistem, losses, standar deviasi atau daya aktif pembagkit, standar deviasi untuk bahan bakar sistem, dan standar deviasi untuk looses sistem [1]. Konsep utama economi dispatch dari power sistem digunakan untuk menentukan kombinasi optimal daya keluaran semua unit pembangkit, yang bertujuan untuk meminimalkan biaya bahan bakar dan secara langsung memenuhi batasan (constrain). Permasalahan tersebut dapat diselesaikan melalui program matematika berdasarkan teknik optimasi seperti methode iterasi lamda, methode gradient, dan metode dynamic programming [3] Masalah ekonomi dispatch dan rugirugi transmisi juga dapat diselesaikan dengan menggunakan methode optimal power flow (OPF). Perhitungan dengan program OPF dapat ditunjukkan sebagai urutan dari perhitungan aliran daya Newton Raphson yang parameternya terkontrol secara otomatis diatur memenuhi batasan untuk meminimalkan fungsi objektif [4]. Dengan memaksimumkan atau menimumkan suatu besaran yang ada pada sistem (disebut fungsi objektif) yang tergantung pada sejumlah variable masukan yang mempunyai nilai “constraint”, [5].
Model Aliran Daya Studi aliran daya digunakan untuk menganalisa suatu sistem penyaluran daya listrik dari pusat-pusat pembangkit yang disalurkan melalui saluran trasmisi sampai ke pusat-pusat beban dengan memperhatikan kapasitas daya yang disalurkan dan losses. Besaran-besaran dari hasil analisa aliran daya dapat menjadi informasi utama dalam pengoperasian sistem tenaga listrik secara keseluruhan, juga besaran-besaran yang dihasilkan akan menjadi sumber acuan untuk melakukan analisis lanjutan seperti perhitungan hubung singkat, analsis kestabilan atau konsep optimisasi. %XV * HQ
* HQ
a
5
a
/
%
%
3/
3/
Gambar 1 : Model Sistem Aliran daya Gambar 1, menerangkan bentuk rangkaian sederhana sistem aliran daya yang dibangkitkan dari 2 pembangkit, yaitu generator-1 dan generator-2 Dari model gambar 1, ada dua hal yang perlu dilakukan didalam perhitungannya, yaitu: ► ►
Tegangan pada tiap-tiap bus Aliran daya aktif dan daya reaktif pada masing-masing saluran, yang dapat dihitung melalui persamaan aliran daya sebagai berikut: *
S ij = Vi I
∗
ij
Vi − V j .......( 1 ) = Vi Z ij
Secara umum, untuk tiap bus dari sistem tenaga listrik dengan i-bus berlaku : n
Pi − jQi = Vi * ∑ V J Yij
.........( 2 )
j =1
1 Vi = Yii
n Pi − jQi Y V − ∑ ij j * j =1 Vi
(3)
Studi Aliran Daya
Elektron : Vol 2 No. 2, Edisi Desember 2010
ISSN :2085-6989 Dalam perhitungan aliran daya, bus dibedakan atas 3 tipe, yaitu [1] Slack bus, [2] Generator bus, dan [3] Bus beban. 2.2. Type-type Bus Penyelesaian masalah aliran daya, sistem diasumsikan bekerja pada kondisi balanced dengan permodelan satu phasa yang digunakan. Besaran yang berhubungan dengan masing-masing bus yaitu [1] Besar Tegangan V (kV), [2] Sudut Phasa δ (derajat), [3] Daya Riil P (MW), dan [4] Daya Reaktif Q (MVAr) yang dibedakan atas 3 tipe bus, yaitu; a. Bus referensi ( swing/slack Bus) Bus ini memiliki karakteristik utama yaitu magnitudo dan sudut fasa tegangan besarnya konstant serta telah ditentukan sebelumnya. Dengan demikian proses iterasi dapat berjalan dengan baik, karena ada bus yang dapat menjamin kekurangan daya selama proses analisis aliran daya berlangsung. Pada umunya generator dengan kapasitas paling besar efektif berfungsi sebagai bus referens (slack bus). b. Bus generator ( P-V bus) Jenis bus ini mempunyai tegangan dan daya aktif tertentu yang telah diketahui sebelumnya, sedangkan nilai daya reaktif pembangkit (Qg) dan sudut fasa tegangan akan diperoleh dari hasil aliran daya. c. Bus beban ( P-Q bus) Bus ini adalah bus non-generator atau non-voltage controlled bus. Daya real (MW) dan daya reaktif (MVAr) diketahui dan nilainya tetap. Sudut phasa tegangan dan magnitude tegangan ditentukan dari aliran daya.. Bus ini biasa disebut Bus P-Q.
Jenis Bus
Besaran yang diketahui
Besaran yang tidak diketahui
Slack
V =1.0 , θ = 0
P, Q
Generator (P-V Bus)
P,
Load ( P-Q bus )
P, Q
Metoda Newton Raphson
………..(4) Dan persamaan kedua ………..(5) Dimana k1 konstanta
dan
k2
adalah
konstanta-
Kemudian kita perkirakan jawaban persamaan ini sebagai x1(0) dan x2(0). Tanda (0) menunjukkan bahwa nilai-nilai ini adalah perkiraan pertama. Kita tetapkan pula bahwa ∆x1(0) dan ∆x2(0) adalah nilai-nilai yang harus ditambahkan pada x1(0) dan x2(0) untuk mendapatkan penyelesaian yang benar. Jadi kita dapat tuliskan
(2.7) Untuk menyelesaikan ∆x1(0) dan ∆x2(0) kita lakukan dengannmenguraikan persamaan diatas dalam deret Taylor sehingga ;
(2.8)
…….(9)
Tabel 1 : Type-tipe Bus
V
Metoda newton-Rapshon berdasarkan uraian deret taylor untuk suatu fungsi dengan dua variabel atau lebih. Kita tinjau persamaan suatu fungsi dengan dua variabel x1 dan x2 yang sama dengan suatu konstata K1 yang dinyatakan sebagai :
Q,
θ
θ,V
Dimana turunan parsial dengan orde lebih dari satu dalam deret suku-suku uraian telah diabaikan. Suku [∂f1/∂x1] menunjukkan bahwa turunan parsial dihitung untuk nilainilai x1(0) dan x2(0). Suku-suku lain semacam itu dihitung dengan cara yang sama. Jika turunan parsial orde satu kita abaikan persamaan dapat diatas dapat ditulis dengan bentuk matrik seperti berikut :
ISSN :2085-6989 Persamaan ini dinyatakan dalam bentuk polar sehingga diperoleh (15) (2.10) Dimana matrik bujursangkar turunan parsial dinamakan J “Jacobian” atau dalam hal iniJ(0) untuk menunjukkan perkiraan pertama x1(0) dan x2(0) telah digunakan untuk
dihitung dari K1 untuk perkiraan x1(0) dan x2(0) tetapi nilai K1 yang dihitung bukanlah nilai yang ditetapkan persamaan kecuali jika nilai perkiraan x1(0) dan x2(0) kita adalah benar. Jika kita tentukan ∆K1(0) sebagai nilai K1 yang ditetapkan dikurangi dengan nilai K1 yang dihitung dan mendefinisikan ∆K2(0) dengan cara yang sama, kita peroleh
Daya kompleks di bus i adalah (16) Dengan mensubtitusi persamaan dengan persamaan maka diperoleh
(17) Dengan memisahkan bagian real dengan imajinernya maka diperoleh persamaan
(19) (11)
Tetapi karena uraian deret telah kita potong, penambahan nilai-nilai ini pada perkiraan pertama kita tidak memberikan jawaban
Terdapat dua persamaan untuk bus beban yakni dan satu persamaan untuk bus PV yakni persamaan. Dengan menjabarkan persamaan dalam deret Taylor dan mengabaikan bentuk orde tingkat tinggi menghasilkan sekumpulan persamaan linear berikut :
dimana (12) (13) Dan mengulangi proses tersebut hingga pembetulan menjadi sedemikian kecilnya sehingga dapat memenuhi persyaratan indeks ketelitian yang dipilih. Untuk sistem tenaga berskala besar, metoda Newton-Rapshon lebih efisien dan praktis. Jumlah iterasi yang dibutuhkan tidak tergantung ukuran sistem, tetapi secara fungsional evaluasi dibutuhkan pada masing-masing iterasi. Untuk bus pada gambar, arus yang mengalir ke bus i diberikan dalam persamaan persamaan ini ditulis kembali dalam bentuk matrik admitansi bus sebagai berikut: (14)
(2.20) Dalam bentuk sederhana dapat ditulis (21) Elemen diagonal dan bukan diagonal dari matrik J1 adalah
Elektron : Vol 2 No. 2, Edisi Desember 2010
ISSN :2085-6989 (30)
1. Untuk bus beban, dimana Pi,spec dan (25) Elemen diagonal dan bukan diagonal dari elemen J3 adalah
(26)
(27) Elemen diagonal dan bukan diagonal dari elemen J4 adalah
Qi,spec diketahui, nilai tegangan dan sudut fasa di set mendekati nilai pada bus slack yaitu 1.0 pu dan 0.0 pu, (|Vi(0)| = 1.0 dan δi(0) = 0.0). untuk bus PV dimana |Vi| dan Pi,spec diketahui, sudut fasa di set sama dengan nilai sudut pada bus slack, yaitu 0 (δi(0)=0.0)
2. Untuk bus beban, nilai Pi(k) dan Qi(k) dihitung dengan menggunakan persamaan 2.18 dan 2.19, nilai ∆Pi(k) serta ∆Qi(k) dihitung dengan menggunakan persamaan 2.30 dan 2.31.
3. Untuk bus PV, Pi(k) dan ∆Pi(k) dihitung dengan menggunakan persamaan 2.38
4. Elemen (28)
dari matrik jacobian (J1,J2,J3,dan J4) dihitung dengan menggunakan persamaan 2.21
5. Persamaan dapat diselesaikan dengan metoda eliminasi Gauss
6. Nilai tegangan dan sudut phasa yang (29) dan adalah perbedaan antara nilai yang ditetapkan dengan nilai yang dihitung, dikenal juga dengan sisa daya yang dirumuskan :
baru dihitung dengan persamaan 2.32 dan 2.33
7. Proses iterasi berlanjut sampai nilai ∆Pi(k) dan ∆Qi(k) kecil dari nilai kesalahan (error) yang ditentukan: | ∆Pi(k) | ≤ ε dan |∆Qi(k)| ≤ εe.
ISSN :2085-6989 Mulai
Komponen Matrik Zbus
Menghitung Matrik Admitansi Ybus
Asumsikan tegangan awal bus, Vi(0) I= 1,2, …..,n i≠s Set Iterasi untuk k=0
Menghitung Daya Aktif dan Daya Reaktif pada bus I Pik dan Qik
B
Menghitung ∆Pik = Pspec - Pcalc
∆Qik = Qspec - Qcalc
Uji Konvergens i
Tidak Dipenuhi
Dipenuhi Menghitung Aliran Daya Masing-masing Bus
Selesai
Menghitung Element Matrik Jacobian
A
Elektron : Vol 2 No. 2, Edisi Desember 2010
ISSN :2085-6989
A
Menghitung : Tegangan ∆V dan Sudut ∆δ
Menghitung : Tegangan, Vnew : Vi-new = Vik + ∆Vik
Sudut, δnew : δi-new = δik + ∆δik i = 1, 2, ......................................,n
i≠s
B Iterasi dilanjutkan Gambar 2 Diagram Alir Metoda Newton-Rapshon Studi aliran daya yang telah dihitung ini dapat mempengaruhi economic dispatch, OPTIMAL POWER FLOW (OPF) Powerworld Simulator (PW-Sim) merupakan suatu software interaktip untuk merancang simulasi sistem daya jaringan listrik.. Di dalam standard Simulator ini dapat digunakan untuk memecahkan permasalahan aliran daya dengan menggunakan algoritma aliran daya Newton-Raphson dan permasalahan aliran daya optimal dengan menggunakan metoda linear Programming (LP OPF). PW-Sim dapat mensimulasikan OPF suatu system dan memecahkan permasalahan OPF. Khususnya, Simulator OPF menggunakan suatu implementasi pemrograman liniar ( LP) OPF. Semua instruksi OPF dan pilihan diakses menggunakan LP OPF pada menu utama. Instruksi lain didalam menu ini digunakan untuk menetapkan pilihan masukan, lihat hasil, dan STORE/RETRIEVE OPF data spesifik ke dalam alat bantu file. Tujuan OPF adalah untuk meminimais fungsi biaya dari aliran daya sistem yang baik. Kendali sistem yang mempertimbangkan inequality constraint dan equality constraint digunakan untuk model daya keseimbangan batasan dan berbagai batasan operasi. Di dalam Simulator OPF
apabila ada perubahan kapasitas pada slack-bus. menentukan LP OPF menentukan solusi optimal adalah iterasi antara suatu standard daya dan kemudian menggunakan linier program untuk berubah control system untuk memindahkan limit yang telah ditentukan. OPF Objective Function Sasaran dari algoritma OPF adalah untuk meminimais fungsi objektif OPF, subjek berbagai batasan ketidaksamaan dan kesamaan. Fungsi ini digunakan sebagai besaran yang signifikan dari solusi akhir OPF. Terdapat dua fungsi objektif pada Simulator OPF, yaitu minimum cost dan minimum control change. Minimum cost usaha untuk memperkecil penjumlahan total biaya pembangkit didalam area spesifik atau super area. Minimum control change adaah usaha untuk memperkecil perubahan pada pembangkitan didalam spesifik area atau area super. Untuk meliputi suatu area atau super area didalam fungsi objektif OPF, perubahan sederhana Area AGC status Bidang untuk "OPF" pada display record area OPF atau Area super AGC status Bidang untuk " OPF" pada display record area super. Ini memberi fleksibilitas yang besar didalam
ISSN :2085-6989 pengertian studi OPF. Sebagai contoh dapat diset OPF pada minimais cost untuk keseluruhan sistem, atau hanya memilih area atau super area. OPF Equality Constraints
and
Inequality
Dalam memecahkan suatu masalah optimisasi, seperti OPF, ada dua batasan, yaitu equality dan inequality. Equality constrains adalah batasan yang harus diikuti. Sebagai contoh dalam OPF ada persamaan keseimbangan daya aktif dan daya reaktif pada sistem buses harus selalu dicukupi. Didalam ketetapan, inequality constrains boleh atau tidak mungkin mengikat. Suatu catatan penting untuk OPF diselesaikan dengan iterasi suatu solusi aliran daya dan Linear Programming. Sebagian dari batasan selama solusi aliran daya dan beberapa batasan sepanjang solusi LP tersebut. Batasan selama aliran daya yang ditetapkan selama solusi aliran daya. Ini meliputi bus menggerakkan persamaan imbang, voltase generator menetapkan batasan titik, dan daya reaktif yang membatasi generator. Yang membedakan LP OPF dari aliran daya adalah constrain yang telah ditetapkan linear programming yang meliputi Equality Constraints dan inequality Constraints OPF Controls Keluaran Generator (MW) menjadi kontrol utama untuk mengendalikan aliran daya MW di jaringan dan untuk memperkecil fungsi objektif. Generator hanya dalam area atau super area yang terpasang kendali " OPF" adalah dapat dipilih sebagai kendali, jika tidak MW keluaran sisa generator menetapkan perbaiki pada awal nya menghargai. Apakah generator tertentu ada tersedia untuk kendali juga tergantung status field kontrol AGC dan OPF MW. Bidang ini diset pada OPF display record Generator. Pergeseran phasa trafo dimaksudkan untuk mengontrol aliran daya ril pada rangkaian dengan mengatur besar sudut phasa pada data trafo.
OPF MARGINAL COSTS Selama manapun meminimalkan dibatasi ada pada kenyataannya selalu suatu biaya dihubungkan dengan batasan persamaan dan batasan ketidaksamaan. Biaya-Biaya ini dikenal sebagai marginal cost.
Gambar 3 : Pergeseran phasa trafo Bus MW Equality Constraints Margin cost Bus MW menjelaskan mengenai biaya tambahan untuk menyediakan beban MW beban yang ditetapkan bus. Nilai-Nilai ini dapat dipandang sebagai OPF Bus record display. Juga terdapat contoured pada one-lines bus bidang. Didalam inequality constraint, marginal cost bus hanya dapat ditentukan untuk bus yang serupa sebagai kendali OPF. Area MW Equality Constraints Margin cost area MW menjelaskan biaya tambahan untuk area yang ditetapkan untuk mengimport beban MW tambahan dari sistem bus. Nilai-Nilai ini dapat dipandang sebagai OPF zone area, dapat juga sebagai contoured atau memandang pada one-lines zona area. Didalam ketidakhadiran segala batasan ketidaksamaan margin cost area MW adalah serupa untuk margin cost bus MW untuk semua bus dalam area itu. Interface MW Konstrain
Elektron : Vol 2 No. 2, Edisi Desember 2010
ISSN :2085-6989
Margin cost interface MW menjelaskan tambahan konstrain interface MW. NilaiNilai ini hanya non-zero jika interface constraint benar-benar aktip, hal ini dapat dipandang dengan menggunakan OPF Interface Records display. SIMULASI SISTEM Cara Kerja Rangkaian Paper ini menentukan Optimasi pembangkitan energi listrik akibat off-line dari beberapa PLTA yang terinterkoneksi
dengan pembangkit lainya dalam memenuhi kebutuhan beban dan ekonomisnya. Dengan men-simulasikan sistem interkoneksi pada PW-Sim, dapat diatur PLTA mana yang harus off-line. Untuk menjaga keseimbangan daya yang dibutuhkan beban, PLTU/PLTG yang belum terhubung ke sistem di on-linekan. Pengecekan aliran daya aktif dan reaktif dapat diamati dengan mengaktifkan option/tools pada oneline display. OPF, dan kurva beban diamati dengan mengaktifkan ”run mode” .
Rangkaian Simulasi
PLTA Maninjau -2 MV R 11 0 M W
4x17 MW
-2 M VR 1 10 MW
- 2 M VR 1 10 MW
4 2.55 km
-2 MV R 11 0 M W
GIPdg Luar 1 .00 pu 1 38.0 kV
1 .00 pu 1 38.0 kV Bus1
32 .30 km
GI Koto P anjang 9 .20 km
6.52 MW 23.20 MVR
21 .00 km
Bus2
0.96 p u
Bus4 1.00 pu 138.00 kV
16 .00 km
9.50 km
23 .40 km
9 .50 km
GI Garu da S akt i
-50.87 MVR 177.84 MW 184.36 MW 74.07 MVRBu s3
GI Bang kinang
0.9 6 p u 13 2.9 6 kV
1 31.99 kV
6 MW 44 MVR
Bus link
2 MW 44 MVR
2 MW 44 MVR
8 MW 2 MVR
B us6 0 .97 pu 134 .44 kV
Bu s5 0.99 pu 136.51 kV
PLTA Kt Pan jan g
872 5.5 4 $/MWh
Bu s9
2 8.35 km
3 33 2.34 $
30 MW 6 MVR
60 MW 9 MVR
6.0 km
2 0.6 3 kV
20 MW 0 MVR
30 MW 0 MVR
P LTG Telu k Lemb u 0.99 p u 13 8.0 kV
GI Lubu k A lung B us7
40 MW
P LTA Bt A gam 3x3 .5 M W
Bus8
5.50 km
GI Bt. S ang kar B us1 0 1 .00 p u 20 .00 kV
0 MW 44 MW 44 MW 4 4 M W 3 MV R 3 MVR OFF A GC 3 MV R PLTA S ingkarak 4x43 .75 M W
7 MW 4 M VR
AGC ON
5 M VR
5 M VR
B us1 1 0.9 8 p u 13 5.60 kV
Bu s13 0.98 pu 13 4.80 kV
Bu s16
P LTU Ombilin
1.21 km
0 MW
24 MV R
24 M VR
GI P auh Limo
Bu s18 0.99 pu 13 7.1 8
3x2 1.35
Bus34 0.93 pu
GI S olok B us14
0 .99 pu 136 .13 kV
15 MW 5 M VR
GI S alak 1.00 p u Bus15 1 37.8 1 kV
100 MW 70 MV R
1 00 MW
GIS Simpang Haru
20 MW 0 MVR
29.75 km GI Rengat
70 MV R
GI Kiliran Jao 12 MW 4 M VR
Bus29 0.92 pu
Bus30 0.94 pu 20 MW 0 MVR
10 MW 0 MVR GI Tl. Kuantan
Bus31 0.91 pu 20 MW 0 MVR
Bus32 0.91 pu 20 MW 0 MVR
Gambar 5 : Analysis Simulasi Sistem Aliran Daya dan Losses
GI Tembilahan
70 M W 25 M VR
20 MW 0 MVR
3 MW 1 M VR
13.74 km
21 MW
40 MW 0 MVR
GI PT.RAPP
0.94 pu Bus36 GI.S S.Indrapura
Bus35 0.94 pu
GI Kulim
1 .00 pu 13 8.0 0 kV
1 50 MW 4 0 M VR
8 MW
AGC ON
21 MW AGC ON -14 18.1 $ /MWh
Bus33 0.95 pu
31.98 km
17.03 km
3.50 km
21 MW OFF A GC -14 18.1 $ /M Wh
9 M VR
3.33 km
B us1 2
21 MW
GI Perawang
10 MW 2 MVR
3.5 0 M W 3.50 MW 3.50 MW
GI Sei Pakning
kV
16 .30 km
GI Indarun g
4 M VR
0.93 pu
1.00 p u 1 38 .00
0.98 pu
60 MW
30 MW 0 MV R
16.85 km GI PIP 11.35 km
Bus37
-5 2.2 4 Deg-1 418 .14 $/M Wh
B us1 9
Bu s25
30 MW 4 MVR
9 .50 km
13 .05 km
7.50 km 0.9 9 p u 13 6.88 kV
1.0 0 p u 13 8.0 0
60 MW 20 MVR
0.99 p u
3.0 7 M W
Bus60 0.99 pu
GI Dumai Bus24 0.97 pu
Bus23 GI Duri 0.97 pu
GI P ayakumbuh 18 MW 4 M VR
Gambar : Sistem Kelistrikan Sumbar - Riau
Gambar 4 : Rangkaian Simulasi Sistem Aliran HASIL PERCOBAAN
Beberapa Beban dioff-kan
Beban Normal
Semua Pembangkit Aktif
Gambar 6 : Biaya rata-rata penyaluran per MWh (Rp/MWh)
Beberapa Pembangkit off-line
ISSN :2085-6989
Sistem Black-Out
Pembangkit Off-Line
PL-min (LWBP)
PL-max
Permintaan Beban Naik, Losses naik Permintaan Beban Menurun, LossesTurun
Permintaan Beban Menurun
Gambar 7 : Kurva Beban dan Pembangkit
a)
b) c) Gambar 8 : Karakteristik Pembangkit a) Incremental Cost (Rp/MWh); b) Fuel Cost (Rp/jam); c) Heat Rate (MBtu/MWh)
Load curve
No-Load curve
Gambar 9: Karakteristik P-Q Bus
a) Thermal Off, Hydro On-line b) Thermal On-line, Hydro Off-line Gambar-10 : Data output system
Elektron : Vol 2 No. 2, Edisi Desember 2010
ISSN :2085-6989
a) Hydro On-line, Thermal OFF b). Hydro Off-line, Thermal On-line Gambar-11 : Dialog LP OPF [4]
KESIMPULAN Dari hasil simulasi, diperoleh : 1. Dapat mengatur simulasi sesuai keadaan pembangkit (kondisi off-line atau on-line) dan mengkoordinasikan pembangkit serta mengamati system secara visual (countoring). 2. Pada kondisi pembangkit hydro online terdapat losses : 117,77 MW dan 554,74 MVAR 3. Pada kondisi pembangkit hydro offline terdapat losses : 82,74 MW dan 412,89 MVAR 4. Biaya Pembangkitan lebih murah pada saat pembangkit hydro on-line (2249450,04 $/hr) dibanding pembangkit hydro off-line (23224880,84 $/hr) DAFTAR PUSTAKA [1]
El-Hawary.M.E, “A Comparison of Probabilistic Perturbation and Deterministic Based Optimal Power Flow Solution ,” Transaction on Power System Vol. 6, No.3 Augst 1991. [2] Venkatesh.S.V, Wen-Hsiung E.Liu,”A least Squares Solution for Optimal Power Flow Sensitivity Calculation,” Transaction on Power System Vol. 7, No.3 Augst 1992. [3] Richard P.Ludorf, Rana Mukerji, “ Evaluation of Wheeling and non-Utility Generation (NUG) Option Using Optimal Power Flow,” Transaction on Power System Vol. 7, No.1 February 1992.
Wen-Hsiung E.Liu, Discrete Shunt Controls in a Newton Optimal Power Flow,” Transaction on Power System Vol. 7, No.4 November 1992. [5] Gearge Fahd, Gerald B.Sheble, “Optimal Power Flow Emulation of Interchange Brokerage System Using Linear Programming,” Transaction on Power System Vol. 7, No.1 May 1992. [6] Daniel James.W,” Implementation of a Newton-Based Optimal Power Flow Into a Power System Simulation Environment,” B.S., University of Wisconsin-Plattevile, 1995. [7] Allen J.Wood, Bruce F. Wollenberg, “Power generation, operation, and control” Second edition. [8] Hadi Saadat “ Power System Analysis” McGraw-Hill, Edition 1999 [9] Almeida, K.C.; Salgado, R. “Optimal power flow solutions under variable load conditions”. Power Systems, IEEE Transactions on Power System Volume: 15 Issue: 4 , Nov. 2000
