PENENTUAN LOKASI DAN KAPASITAS SHUNT PADA SISTEM TENAGA LISTRIK

Jusuf Luther M, dkk, Penentun Lokasi Kapasitor Shunt Berbasisi Eliminasi Bus Beban

PENENTUAN LOKASI DAN KAPASITAS SHUNT PADA SISTEM TENAGA LISTRIK BERBASIS KONTINGENSI DENGAN METODE ELIMINASI BUS BEBAN (Studi Kasus Sistem Tenaga Listrik Manado-Minahasa) Jusuf Luther Mappadang1, Nadjamuddin Harun2 dan Muh. Arief 3 1

Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Manado Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Hasanuddin 3 Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Hasanuddin 2

Abstrak Suatu pendekatan untuk meningkatkan kapasitas penyaluran daya dengan mengurangi rugirugi daya dan jatuh tegangan serta meningkatkan faktor daya, pada saluran transmisi dengan menggunakan Kapasitor Shunt. Pemasangan Kapasitor Shunt bertujuan untuk menyuplai daya reaktif ke jaringan sehingga suplai daya reaktif dari generator-generator pusat pembangkit dapat dikurangi. Untuk menentukan kapasitas dan lokasi kapasitor maka digunakan analisis aliran daya dengan metode kontigensi sehingga dapat diketahui bagian sistem yang mengalami penurunan tegangan. Hasil analisis simulasi sistem dengan menggunakan metode kontingensi dengan menggunakan MS Fortran pada system kelistrikan Manado-Minahasa maka diperoleh penurunan rugi-rugi daya yang sangat signinikan yakni dari Ploss = 2.04 MW dan Qloss = 6.48 MVAR menjadi Poss=0.09MW dan Qloss= 0.42 MVAR, pada Bus Ranomut 30 MVAR dan Bus Teling 20 MVAR dengan banyaknya iterasi 1 kali dan lamanya iterasi 0.05 detik. Kata kunci: Kapasitor shunt, Kontingensi, Eliminasi bus beban \

Kebutuhan akan adanya energi listrik saat ini sudah semakin tinggi, karena hampir seluruh aktivitas hidup manusia bergantung pada energi ini. Begitu besarnya peranan energi listrik maka penyedia energi listrik baik pemerintah maupun swasta harus senantiasa memperhati-kan kontinuitas pelayanan terhadap konsumen. Setiap tindakan peng-operasian sistem akan menimbulkan akibat terhadap baik buruknya kualitas energi listrik yang dihasilkan. Oleh karena itu sistem yang ada harus dianalisis dengan akurat sebelum mengambil tindakan, agar tidak menimbulkan kondisi operasi yang abnormal, apalagi menyebabkan sistem runtuh (collapse). Untuk itu aliran daya dalam sistem harus diketahui agar dapat disesuaikan dengan karakteristik serta kemam-puan maksimum tiap peralatan dalam sistem. Dengan pertimbangan kondisi aktual dari operasi sistem, maka penelitian ini akan membahas sebuah metode penyelesaian aliran daya alternatif yang lebih rasional meng-gunakan Metode Newton Raphson. Dalam hal ini

ini pemodelan beban disetiap bus mempertimbangkan pengaruh variasi tegangan dalam sistem yang dinyatakan sebagai Voltage Dependent Load Admitance dan penyederhanaannya dilakukan dengan mereduksi sistem yaitu mengeliminir bus-bus beban dari sistem. Penelitian ini bertujuan untuk: 1) Membuat suatu perangkat lunak Simulasi Sistem yang bertujuan untuk memberikan hasil analisa yang kongkrit tentang kondisi Sistem yang ada; 2) Menghitung Aliran Daya yang ada pada Sistem yang sedang beroperasi; 3) Menghitung besar Kapasitas Kapasitor yang dibutuhkan dan dimana lokasi penempatan Kapasitor Shunt yang tepat. Penelitian ini diharapkan bermanfaat untuk: 1) Operator Sistem yang dapat mengetahui kondisi Sistem yang ada sehingga dengan mudah mengambil keputusan dengan cepat dan tepat apabila terjadi gangguan; 2) Meningkatkan kualitas dan kwantitas jaringan Sistem Transmisi yang ada sehingga dapat menguntungkan bagi

MEDIA ELEKTRIK, Volume 5, Nomor 1, Juni 2010

pelanggan maupun penyedia energi listrik; dan 3) Menjadi bahan kajian dalam pengoperasian dan pengembangan Sistem Kelistrikan yang ada di Manado-Minahasa.

TINJAUAN PUSTAKA Studi aliran daya pada prinsipnya dilakukan untuk menentukan besar dan sudut phasa tegangan pada setiap bus, besar daya aktif dan reaktif yang mengalir pada jaringan transmisi, besar daya reaktif yang dibangkitkan maupun diserap oleh bus generator (Voltage controlled bus) serta rugi–rugi daya yang terjadi dalam sistem sebelum sistem dioperasikan. Secara umum tujuan dari studi aliran daya adalah sebagai berikut : 1. Untuk mengetahui tegangan dan sudut phasa setiap bus dalam sistem. 2. Untuk memperoleh kondisi awal pada perencanaan sistem yang baru 3. Untuk keperluan studi hubung singkat, stabilitas dan pembebanan ekonomis 4. Untuk mengetahui kemampuan semua peralatan yang ada dalam sistem, apakah meme-nuhi batas–batas yang diizin-kan dalam menyalurkan daya yang tersedia. Dalam melakukan studi aliran daya berkenan dengan kondisi operasi sistem yang steady state (normal), diasumsikan bahwa operasi sistem 3 phasa berada dalam keadaan seimbang(simetris) komponen–komponen sistem seperti pembangkit, saluran trans-misi, transformator, beban, kapa-sitor ataupun transformator dinyatakan dalam bentuk rangkaian ekivalen (pengganti). 1. Modifikasi Metode Newton Raphson Penerapan metode Newton Raphson Konvensional dalam penyelesaian hitungan aliran daya telah memberikan kontri-busi yang sangat baik, bahwa metode ini konvergensinya cukup andal, baik untuk sistem yang sederhana maupun sistem yang besar. Hasil yang diper-olehnyapun juga cukup memuaskan karena dapat mendekati gambaran kondisi sistem yang sebenarnya. Namun tetap ada masalahnya, terutama matriks Jacobian yang terbentuk pada metode ini adalah matriks jarang, dan inversnya adalah matriks penuh sehingga untuk sistem yang besar metode ini tidak efisien lagi. Karena baik penyimpanan,

akses dan pemrosesan data membutuhkan memori komputer yang sangat besar, sehingga sering tidak dapat dilakukan pada komputer personal tanpa modifikasi. Modifikasi yang pertama dilakukan adalah cara penyimpanan elemen-elemen matriks yang terbentuk, yaitu secara Upper Triangular, Diagonal dan Lower Triangular disingkat LDU. Bahwa dengan hanya menyimpan elemen Diagonal (D) matriks dalam bentuk vektor kolom, dan elemen pada segitiga atasnya (Upper Triangular, U) maka semua elemen matriks telah tersimpan. Karena untuk mendapatkan elemen pada segitiga bawah cukup dengan transpose dari matriks U, sebab matriks tersebut adalah matriks simetris. Dengan penyimpanan matriks seperti itu telah menghemat penggunaan memori komputer hingga 45 persen. Lagi pula, jika hanya elemenelemen yang tidak nol pada matriks segitiga atas tersebut disimpan dalam bentuk vektor baris, menggunakan aturan matriks jarang maka penghematan penggunaan memori yang terjadi dapat mencapai 90 sampai 95 persen (Gomes and Franquelo, 1988). Matriks yang terbentuk pada metode Newton Raphson adalah matriks simetris, berarti sistem tenaga elektriknya harus berbentuk loop, sehingga besar impedansi dari bus p ke q sama dengan impedansi dari bus q ke p. Dengan demikian metode Newton Raphson tidak dapat digunakan untuk sistem tenaga elektrik yang tidak berbentuk loop,' karena hasil yang diperoleh sudah tidak benar lagi. Kecuali diadakan modifikasi terlebih dahulu sebelum diterapkan pada sistem yang tidak berbentuk loop. Metode Newton Raphson konvensional konvergensinya dapat tercapai hanya dalam 1 sampai 5 kali iterasi, tetapi sangat tergantung pada nilai tebakan awal yang dipilih, dan penyesuaianpenyesuaian di bus pada setiap loop iterasi berjalan. Hal ini berbeda dengan metode Gausseidel yang konvergensinya membutuhkan puluhan sampai ratusan hitungan iterasi. Tetapi waktu yang dibutuhkan untuk menyelesaikan satu iterasi pada metode Newton Raphson adalah cukup lama, dan meningkat secara kuadratis sesuai dengan pertambahan ukuran soal, yang dinyatakan oleh banyaknya jumlah bus dalam sistem. 2. Beberapa Ketetapan yang Berlaku pada Penyelesaian Aliran Daya Dalam proses penyelesaian aliran daya,


beberapa variabel umumnya di set pada nilai-nilai tertentu dan nilai tersebut menjadi nilai awal pada proses iterasi. Adapun variabel-variabel yang dimaksud dan besar nilai awal yang sering digunakan adalah sebagai berikut: a. Teganga pada bus generator (Voltage controlled bus) termasuk bus reference di set pada nilai V+J0. Dalam hal ini nilai V ditentukan oleh aksi regulator tegangan otomatis pada eksitasi mesin. b. Tegangan pada bus beban (Non Volgate Controlled Bus) umumnya di set pada nilai 1+J0, c. Salah satu dari bus generator dengan kapasitas tersebut umumnya dipilih sebagai bus reference dan beban dalam system diasumsikan sebagi generator yang mensuplay daya negative. d. Nilai konvergensi yang digunakan sebagai tanda berakhirnya proses iterasi pada metode Newton Raphson, umumnya menggunakan nilai toleransi 0,01 PU untuk me-nyatakan ketidak sesuaian daya yang dihasilkan dapat diterima, sedangkan untuk nilai toleransi 0,001 digunakan untuk menyatakan ketidaksesuaian tegangan dan sudut yang dihasilkan dapat diterima.

sistem tenaga yang sangat berpengaruh pada kuantitas daya reaktif dalam suatu tenaga listrik. b. Hubungan Tegangan, Daya Nyata dan Daya Reaktif Penentuan tegangan dan arus pada sebuah jaringan dapat dilakukan dengan notasi kompleks. Tetapi dalam sistem–sistem daya biasanya daya (P) dan daya reaktif (Q) dispesifikasi dan sering resistansi saluran diabaikan karena telalu kecil dibanding dengan reaktansi. R + JX

a)

R + JX

L

E

E = I(R+JX) + V (a) E δv

IX

θ

δ

v

cos

IR

sin Δv

3. Kompensasi Daya Reaktif dengan Kapasitor Shunt a. Daya Reaktif Pada Sistem Tenaga Listrik Dalam sistem tenaga listrik beban tidak hanya menyerap daya aktif tetapi juga menyerap daya atau menghasilkan daya reaktif. Peralatan dalam sistem tenaga listrik dapat bersifat induktif atau kapasitif. VAr atau Volt–Ampere reaktif diserap oleh suatu beban induktif atau dianggap psitif dan yang diserap oleh beban kapasitif dianggap negative. Konvensi ini direkomendasikan oleh International Electrotechnical Commission (IEC). Suatu beban induktif menyerap VAr positif (lagging VAr) dan beban kapasitif menghasilkan lagging VAr. Aliran daya reaktif ke bus bar adalah positif bila beban bersifat induktif ( lagging) ; VAR yang dikirim dari suatu bus bar dianggap negatif untuk suatu faktor daya ketinggalan dan positif untuk VAr mendahului ( leading ). Beberapa peralatan dalam sistem tenaga dan bertindak sebagai penyerap dan penghasil daya reaktif. Generator dan motor sinkron, motor induksi, trans-formator, saluran transmisi udara maupun bawah tanah merupakan komponen

(b) Gambar 1. Diagram phasor untuk penyaluran daya melalui suatu impedansi seri Gambar 1 (a) melukiskan suatu hubungan transmisi sederhana, sedangkan dari gambar 1 (b) diperoleh : E = ( V + ∆V ) + δV

= (V + RI cos θ + XIsin θ ) + (XI cos θ − RI sin θ )

E = V+

+

Dengan demikian : ∆V = jika

δV =

δV < <

+

−

dan

+ ∆V

E = V+

dan


E−V=

= ∆V

Dengan demikian selisih antara tegangan– tegangan itu secara aproksimasi ditentukan oleh :

jika

R=0 E−V=

yang berarti bahwa tegangan bergantung pada Q. METODE PENELITIAN 1. Lokasi Penelitian Penelitian ini dilakukan pada sistem interkoneksi tenaga elektrik Manado Minahasa, yang kondisinya unik baik sistem transmisi maupun pembangkit-nya. Baik konstruksi maupun sistem pengoperasian umumnya berbentuk radial. 2. Jenis Data dan Sumber Data Data yang digunakan dalam penelitian ini adalah data primer yang diamati dan diukur secara langsung dilapangan, yaitu pada sistem interkoneksi Manado - Minahasa. Data tersebut meliputi tata letak sistem Manado - Minahasa yang di-gambarkan dalam diagram satu garis (single line diagram), meliputi kapasitas pembangkit, transformator dan saluran transmisi, serta tegangan kerjanya. Dilengkapi dengan data pembebanan sistem serta pola pengoperasian sistem yang ada saat ini. 3. Bahan dan Alat yang digunakan Untuk mendapatkan hasil sesuai dengan rencana penelitian ini maka diperlukan perangkat untuk membentuk simulasi yang dapat mendekati kondisi sistem yang aktual. Perangkat tersebut terdiri dari perangkat lunak yang dapat dipilih antara lain Fortran, Power World, Matlab atau EMTP dengar perangkat keras adalah komputer personal. Berkaitan dengan modifikasi formulasi metode yang diterapkan dalam penelitian ini, yang kemudian disusun sendiri programnya, maka dipilih perangkat lunak MS. Fortran 5.1, yang banyak digunakan untuk penanganan pemrograman matriks jarang (sparse) dan formulasi dan operasi bilangan kompleks.

4. Desain Penelitian /Model Analisis Penelitian didesain dalam tiga tahap sebagai berikut: Tahap pertama meliputi. a. Studi, literatur untuk menambah wawasan yang berkaitan dengan perkembangan penelitian ini. b. Identifikasi kondisi yang ekstrim dalam pengoperasian sistem tenaga eiektrik ManadoMinahasa. c. Pengumpulan data secara deskriptif agar didapatkan data yang akurat dan aktual sehingga dapat menggambarkan kondisi sistem Manado-Minahasa yang sebenarnya. d. Memodelkan sistem dalam rangkaian ekivalen dengan variabel antara lain; kapasitas pembangkit, kapasitas beban dan tegangan kerja sistem. Tahap kedua meliputi: a. Memodelkan sistem dalam rumusan matematis agar dapat mengakomodasi meto-de pendekatan pemecahan yang akan diterapkan. Pada kasus ini akan diterapkan prinsip kontigensi berdasarkan metode pemecahan aliran daya, dengan variabel arus beban maksimum, kemam-puan maksimum transformator dan saluran transmisi dalam sistem. b. Membuat simulasi sistem dengan pemrograman aliran daya berdasarkan model dan variabel tersebut diatas. Tahap ketiga meliputi: a. Melakukan pengujian program hasil simulasi kemudian membandingkan dengan kasuskasus pada jurnal IEEE, jika hasil yang diperoleh telah sesuai maka program simulasi tersebut telah benar. b. Melakukan analisis kontigensi sistem ManadoMinahasa menggunakan program simulasi hasil rancangan tersebut diatas. Dengan mencoba berbagai kemungki-nan yang dapat terjadi pada sistem pada program simuilasi maka akan dihasilkan suatu kriteria pengoperasian yang akan menghindarkan sistem dari kondisi operasi abnormal saat pengoperasian sistem. e. Analisis Data Data penelitian dapat dibagi dua, yaitu data sistem dan data hasil pengolahan. Data sistem adalah data yang diukur secara langsung di lapangan dan digunakan sebagai masukan pada model simulasi. Kemudian simu-lasi yang dibentuk berdasar-kan pola pikir algoritma


kontigensi seperti di jelaskan pada tinjauan pustaka diatas dioperasikan menggunakan data sistem, yang menghasilkan data hasil olahan. Data hasil olahan tersebut tentu hanya berbentuk data matematis maka harus diartikan terlebih dahulu dengan prinsip kontigensi, kemu-dian dapat dijadikan petunjuk pengoperasian sistem demi memi-nimalkan kondisi abnormal yang ditimbulkan oleh setiap tindakan dalam pengoperasian sistem. f. Alur Penelitian Penelitian ini sebagai berikut:

dilakukan

dengan

Tabel .1. Kapasitas dan jenis pembangkit yang terpasang di Manado – Minahasa.

alur Sumber : PLN AP2B Minahasa.

Pilih komposisi baru rencana pengoperasian sistem

Hitung Aliran daya dalam sistem

Periksa kapasitas daya mampu tiap komponen dalam sistem, terutama pembangkit, transformator dan saluran transmisi

Ada

terpasangnya dapat dilihat pada table 1 dibawah ini.

b. Penomoran Bus dan Diagram satu garis Sistem Transmisi Manado-Minahasa. Untuk memudahkan pe-nyusunan program perhitungan tegangan kerja tiap bus dalam sistem, maupun penentuan besar aliran daya antar Bus, maka tiap Bus dalam sistem diberi Nomor Bus dan Nama Bus seperti pada table 2 , di bawah ini. Tabel 2. Nomor dan nama Bus Sistem Tenaga Listrik Manado – Minahasa.

Adakah komponen over load Tidak Ada Laksanakan pilihan tersebut

Gambar 2. Diagram alur penelitian

HASIL DAN PEMBAHASAN 1. Penentuan kapasitas dan lokasi kapasitor shunt (Studi Kasus Pada Sistem Tenaga Listrik Manado-Minahasa) a. Pembangkit Tenaga Listrik ManadoMinahasa Sistem Tenaga Listrik Manado-Minahasa sampai saat ini memiliki 4 (empat) pusat pembangkit berkapasitas besar dan beberapa unit pembangkit yang tersebar. Pusat-pusat pembangkit tersebut dengan kapasitas daya

c. Kapasitas Terpasang dan Daya Mampu Pembangkit Sistem Manado-Minahasa. Komponen yang paling menentukan dalam sistem tenaga elektrik daya keluarannya. Tegangan dan daya sangat tergantung pada impedansi kumparan stator dari generator dan dapat berubah akibat dari pengaruh panas yang ditimbulkan saat pengoperasian. Karena itu dalam analisis kontingensi sistem diperlukan data


penjadwalan pembangkitan dan pembebanan system yang dinyatakan dalam table 3, di bawah ini. Tabel.3. Data Penjadwalan Pembangkitan dan Pembebanan Sistem Manado-Minahasa.

d. Data Saluran Transmisi Sistem Tenaga Listrik Manado - Minahasa Besaran Impedansi saluran transmisi dan transformator dalam sistem tenaga listrik Manado-Minahasa dinyatakan dalam tabel 4, dibawah ini, dalam besaran per unit dengan daya dasar 100 MVA. Tabel .4. Data Impedansi Saluran Transmisi Sistem Tenaga Listrik Manado – Minahasa.

e. Data Pengoperasian Sistem Tenaga Listrik Manado-Minahasa Data pengoperasian system tenaga listrik Manado-Minahasa yang digunakan sebagai contoh diambil pada hari Selasa, 15 Desember 2009. Saat itu kapasitas beban puncak siang hari adalah sebesar 135,15 MW, yang terjadi pada jam 12.00wita. Kemudian beban puncak malam hari mencapai 142.65MW pada jam 18.45 wita. Simulasi analisis Kontingensi sistem dilakukan berdasarkan keadaan pembe-banan saat itu. Beban sistem pada table 3 dan 4 di atas sesungguhnya tidak pernah tetap, tetapi selalu berubah setiap saat dari waktu ke waktu. Berkenaan dengan hal itu operator system harus menyesuaikan penjadwalan pembangkitan daya sesaat sebelum terjadi perobahan agar tidak terjadi gangguan yang berakibat merusak. Dengan demikian perlu dilakukan perhitungan pendahuluan untuk dijadikan pedoman pengambilan keputusan. Jadi sangat dibutuhkan suatu alat bantu hitung yang andal dan teliti serta cepat untuk memudahkan operator system mengambil tindakan yang tepat. Hal ini hanya dapat dilakukan dengan suatu desain perangkat lunak. f. Batasan Profil Tegangan Batas tegangan yang digunakan dalam analisis ini sesuai dengan standar operasi yang berlaku untuk system tenaga Listrik Manado – Minahasa , dimana untuk menjaga mutu tegangan Listrik pada sisi beban, maka ditetapkan besarnya simpangan tegangan pada sistem yang masih dapat ditolerir yaitu – 10% sampai +5% dari tegangan nominal. Apabila dinyatakan dalam per unit (pu) maka batasan tegangan yang diizinkan adalah: - Batas tegangan minimum : 0,900 p.u - Batas tegangan maximum : 1,050 p.u g. Penentuan Kapasitas Mini-mum Dan Lokasi Kapasitor Shunt Dalam menentukan kapasitas minimum dan lokasi kapasitor shunt yang direncanakan, terlebih dahulu dicari hasil studi aliran beban dari system, yaitu tegangan pada setiap bus dan aliran daya pada sistem dimana digunakan metode Newton Raphson dengan eliminasi bus beban menggunakan bantuan program MS Fortran. Berdasarkan hasil analisis aliran daya, maka dapat ditentukan letak dan kapasitas kapasitor shunt dengan kriteria tegangan pada masing-masing bus tidak boleh melewati batas tegangan yang diizinkan yaitu -5% sampai + 10%


dari tegangan nominal ( 0,900 p.u sampai 1.050 p.u). Prioritas peletakan kapasitor shunt diutamakan pada daerah / bus yang memiliki tegangan rendah di bawah batas tegangan yang diizinkan serta daerah/bus yang menyerap daya reaktif besar. Dengan metode trial and error, dan dengan konfigurasi letak kapasitas kapasitor yang direncanakan, kapasitor dimasukkan ke sistem, kemudian menghitung kembali aliran beban yang baru, Hasil yang paling efisien, yaitu dengan kapasitas kapasitor yang paling minimal yang menghasilkan profil tegangan yang diizinkan pada semua bus, serta menghasilkan rugi-rugi tegangan yang paling kecil, merupakan konfigurasi yang paling tepat dan efisien untuk diterapkan dalam perencanaan pengembangan sSistem kelistrikan di Manado – Minahasa. Berikut ini adalah algoritma dan flow chart penyelesaian penentuan kapasitas dan letak kapasitor shunt yang direncanakan : 1) Menetapkan Bus 20 KV di PLTP Lahendong 1,2,3 sebagai Slack Bus. 2) Mengumpulkan data sistem kelistrikan yang diteliti yaitu: data beban maksimum, data impedansi saluran transmisi, data transformator, data bus sistem. 3) Menginput semua data yang dibutuhkan ke dalam program komputer yang digunakan untuk studi aliran beban dalam kondisi beban puncak. 4) Menjalankan program yang digunakan, kemudian memeriksa tegangan pada tiap-tiap bus dari hasil output studi aliran beban (under voltage dan over voltage). 5) Memasang kapasitor shunt pada bus yang kondisinya under voltage, dimana satu unit Kapasitor shunt adalah 10 MVAR. 6) Menjalankan kembali program, kemudian memeriksa kembali tegangan bus. Jika tegangan bus dalam kondisi over voltage, maka kapasitas kapasitor dikurangi, dan sebaliknya jika tegangan bus dalam kondisi under voltage maka kapasitas kapasitor ditambah, demikian selanjutnya hingga diperoleh tegangan bus system yang memenuhi batas tegangan yang diizinkan. h. Diskusi Hasil Perhitungan Kontigensi merupakan hasil hitungan aliran daya pada berbagai kombinasi pengoperasian pembangkit untuk mensuplai kebutuhan daya pada sistem pembebanan tertentu. Secara sederhana dapat dinyatakan bahwa

kontigensi adalah suatu daftar yang lengkap berdasarkan rangking mulai dari yang terbaik sampai yang terburuk untuk semua kombinasi pengoperasian pembangkit dalam system pada beban tertentu.

Gambar. Flowchart perhitungan tegangan pada bus beban dengan menggunakan metode Newton Raphson. Hitungan aliran daya dalam sistem membutuhkan suatu metode yang akurat dengan waktu hitung yang sangat singkat, tetapi


keakuratan dan kecepatan hitung sangat tergantung pada bentuk algoritma dari metode tersebut Kecepatan hitung metode ini lebih cepat dari metode Newton Rapson konvensional yang membutuhkan waktu 5 milidetik sedangkan dari metode ini dari 20 bus yang ada hanya membutuhkan 1 kali iterasi dengan kecepatan waktu 0.05 detik atau 0.5 mili detik (lihat lampiran 2) sehingga kecepatan hitung modifikasi ini semakin singkat . Hal ini sangat mendukung operasi dalam pe-ngambilan keputusan untuk pengoperasian system agar terhindar dari gangguan. Hasil kontigensi system Manado minahasa pada lampiran 2 memberi gambaran bahwa untuk kualitas tegangan bus masih berada dalam batas yang diinginkan yaitu antara ± 5% sampai dengan 10% dari tegangan nominalnya. Sementara besar arus yang mengalir pada saluran antar busbar rata-rata masih lebih kecil dari kuat hantaran arus (KHA maksimum) dan konduktor yang diinginkan. Total rugi daya pada jaringan system masih lebih rendah dari 5% Ploss = 2.04 MW dan Gloss = 6.48 MVAR) tanpa penggunaan kapasitor sedangkan dengan memasang kapasitor sebesar 30 MVAR pada bus Telling dan 20 MVAR pada busbar Ranomut maka akan terjadi perubahan losses yang sangat signivicant dimana P loss = 0.09 MW dan Q = 0.42 MVAR.

optimal dimana Rugi-rugi ( = 2.04MW dan = 6.48 MVAR berubah menjadi = 0.09 MW dan =0.42MVAR (lihat Lampiran 1). Lokasi penempatan kapasitor pada bus Ranomuut sebesar 30 MVAR dan BusTeling sebesar 20 MVAR. 4. Secara umum Kondisi Sistem Tenaga Listrik Manado-Minahasa masih beroperasi pada kondisi normal. Ini berarti bahwa pemadamanpemadaman yang selama ini terjadi bukan diakibatkan oleh komponen sistem, tetapi lebih diakibatkan oleh karena kesalahan operasi dan penghematan biaya operasional. Berdasarkan hasil simulasi dengan program kontingensi disarankan: 1. Untuk meningkatkan keandalan sistem, maka diperlukan penjadwalan penggunaan simulasi kontingensi yang tepat oleh operator system. 2. Analisis simulasi kontingensi sistem perlu melibatkan perhitungan zona proteksi, jenis gangguan dan waktu pemutusan kritis dari pemutus beban sehingga akan diperoleh sistem yang handal.

SIMPULAN DAN SARAN

Grainger, J.J dan Stevenson W.D., 1994)., Power System Analysis, McGraw-Hill International Editions.

Berdasarkan pembahasan pada penelitian ini, dengan menggunakan metode Newton Raphson dengan Eliminasi Bus Beban, maka dapat disimpulkan : 1. Penggunaan perangkat lunak penentuan lapasitas dan lokasi kapasitor dengan metode kontingensi, memiliki konvergensi yang andal dengan waktu hitung yang sangat cepat yaitu 0.05 detik dengan hanya sekali iterasi, sehingga penggunaan perangkat lunak tersebut akan sangat membantu operator sistem dalam mengambil tindakan apabila terjadi gangguan. 2. Kontinuitas penyaluran energi listrik akan tetap terjaga dengan baik jika selalu dilakukan uji kontingensi pada setiap prubahan beban agar batas-batas operasi system yang diperkenankan tetap terjaga. 3. Penempatan dan penentuan kapasitas kapasitor shunt yang tepat akan memberikan hasil yang

DAFTAR PUSTAKA Anderson, P.M dan A.A Fouad, 1980. Power System Control and Stability. Vol 1, The Lowa State University, USA. Carpentier E.H. dan Tinney, W.F., 1967. Power Flow Solution by Newton’s Method, IEEE, pp. 1449-1456.

Haque, M.H., 1996. Efficient Load Flow Method for Distribution System with Radial or Mesh Configuration, IEEE Procededings Transm. Distrib, Vol. 143, pp.33-38 Haque, M.H., 1996. Load Flow Solution of Distribution System with Voltage Dependent Load Models, Electrical Power Systems Research (36), pp. 151-156 Hutauruk, T.S., 1985, Analisa Sistem Tenaga, Jilid I dan II, Jurusan Teknik Elektro ITB. Irrisari,G., Levner D., and Sasson, A.M., 1979. Automatic Contingency Selection for On-line Security Analysis – REAL TIME TESTS, IEEE Transactions on Power Apparatus and Systems, Vol. Cas-31, No.7. Kusic, George L., 1986. Computer Aided Power


Systems Analysis, Prentice- Hall.

Stagg, G.W. dan A.H/El-Abiad, 1981. Computer Methods In Power System Analysis, Mc.Graw-Hill, New York.

Mikolinnas, T,A., and Wollenberg, B.F., 1981. An Advanced Contingency Selection Algorithm, IEEE Trans. On Power System, pp.59-67.

Stevenson Jr., William D., 1984. Analisa Sistem Tenaga Listrik, Erlangga, Jakarta.

Pai, M.A., 1984, Computer Techniques in Power System Analysis, Tata Mc- Graw Hill Publishing Company Limited, Second Edition, New Delhi.

Talag, Jawal, (1995). Modelling and Elimination Load Busses in Power Flow Solution, IEEE Trans. On Power System, Vol.10, pp.11541158.

Rajicic, D., dan Bose, A., 1988. A Modeification to the Fast Decoupled Power Flow for Networks with High R/X ratio, IEEE-PAS, May, pp.743-746.

Tinney. W.F., Brandwain, V., dan Chan, S.M., 1985. Sparse Vector Methods, IEEE– PAS,Feb,pp.295-301.

Saadat, Hadi, 1999, Power Systems Analysis, Mc. Graw-Hill, Singapore.

PENENTUAN LOKASI DAN KAPASITAS SHUNT PADA SISTEM TENAGA LISTRIK

Recommend Documents