Suatu sistem tenaga listrik memiliki unit-unit pembangkit yang bertugas menyediakan daya dalam sistem tenaga listrik agar beban dapat terlayani. Unit pembangkit dapat mengalami gangguan setiap waktu yang mengakibatkan tidak dapat beroperasi. Jika gangguan ini terjadi pada saat yang bersamaan atas beberapa unit pembangkit yang besar, maka ada kemungkinan daya tersedia dalam sistem berkurang sehingga sistem tidak cukup dapat melayani beban dan sistem akan kehilangan beban. Kemungkinan kehilangan beban (LOLP) ini merupakan suatu permasalahan yang harus dihadapi dalam mengoperasikan sistem tenaga listrik. Metoda segmentasi adalah salah satu cara perhitungan untuk mendapatkan nilai LOLP, dimana nilai LOLP ini digunakan sebagai representasi dari keandalan suatu sistem tenaga listrik.
1.
2.
3.
Mendapatkan nilai prediksi LOLP dari sistem interkoneksi 150 kV di Jawa Barat untuk satu tahun ke depan. Mengetahui keandalan sistem interkoneksi 150 kV di Jawa Barat ditinjau dari nilai LOLP sesuai dengan standart international Meningkatkan keandalan sistem interkoneksi 150 kV di Jawa Barat.
1. 2. 3.
4.
5.
Faktor jaringan/transmisi termasuk IBT 500/150 KV dianggap tidak pernah terjadi gangguan Faktor derating dari setiap pembangkit tidak diikutsertakan Perhitungan dikhususkan pada sistem interkoneksi 150 kV di Jawa Barat, sehingga sistem interkoneksi 500 kV Jamali diabaikan Indeks keandalan yang digunakan sebagai parameter adalah LOLP(Loss of Load Probability) dan metode perhitungannya hanya menggunakan metode segmentasi. Tidak membahas tentang operasi optimum atau biaya operasi dari pembangkit
Data pembangkit, IBT transfer 500/150 KV dan data beban sistem selama 5 tahun
Menghitung FOR pembangkit dan meramal data beban Mencari kombinasi pembangkit yang sesuai dan nilai probability kumulatif Sistem dihadapkan pada kurva durasi dari data prediksi beban
Nilai prediksi LOLP untuk satu tahun kedepan
KONSEP PERAMALAN BEBAN DENGAN AUTOREGRESSIVE INTEGRATED MOVING AVERAGE (ARIMA)
Autoregressive Integrated Moving Average (ARIMA) atau juga biasa disebut dengan metode Box-Jenkins merupakan salah satu metode untuk melakukan peramalan data di masa yang akan datang. ARIMA ini hanya dapat digunakan untuk peramalan jangka pendek yaitu kurang dari 1,5 tahun.
PROSES PERAMALAN BEBAN DENGAN EXPERT MODELER ARIMA PADA PROGRAM SPSS 19.0
Dalam peramalan beban ini, digunakan suatu program untuk melakukan perhitungan data statistik, yaitu SPSS 19.0. Pada program SPSS 19.0 ini, terdapat fitur Forecasting dengan Expert Modeler yang sanggup mempermudah dan mempercepat proses peramalan beban dengan metode ARIMA ini. Dengan adanya Expert Modeler, maka pengguna atau user tidak perlu repot-repot menentukan model ARIMA yang akan digunakan untuk meramal beban karena Expert Modeler ini langsung mengatur model ARIMA terbaik yang akan digunakan secara otomatis, tanpa perlu lagi diatur secara manual oleh user, sehingga user bisa langsung mendapatkan hasil peramalan beban yang diinginkan dengan waktu yang relatif jauh lebih singkat dibandingkan pemodelan ARIMA secara manual.
INTER BUS TRANSFORMER (IBT) 500/150 KV DAN 5 PLTA KECIL DI JAWA BARAT DENGAN DAYA MAMPU 59 MW IBT 500/150 kV dapat dianggap sebagai pembangkit yang menyuplai sistem 150 kV di Jawa Barat. Dengan asumsi tidak pernah terjadi gangguan atau memiliki nilai FOR=0. Selain itu, menurut catatan pembangkit tanggal 27 maret 2006-27 maret 2011, PLTA kecil di Jawa Barat tidak pernah mengalami gangguan, sedangkan PLTA Jatiluhur pernah mengalami gangguan sehingga harus disertakan dalam perhitungan FOR pembangkit.
NO
PEMBANGKIT
1
IBT 500/150 kV
2
PLTA kecil
3
PLTP WYGWINDU 2
4
PLTP WYGWINDU 1
5
PLTP DARAJAT 3
6
PLTP DARAJAT 2
7
PLTP DARAJAT 1
8
PLTP KAMOJANG 3
9
PLTP KAMOJANG 2
10
PLTP KAMOJANG 1
11
PLTA JATILUHUR 6
12
PLTA JATILUHUR 5
13
PLTA JATILUHUR 4
14
PLTA JATILUHUR 3
15
PLTA JATILUHUR 2
16
PLTA JATILUHUR 1
17
PLTG SUNYARAGI 2
18
PLTG SUNYARAGI 1
K.Daya (MW) 2925 59 117
110 110 95 55 55 55 30 30 30 30 30 30 30
18 18
FOR ratarata
(1-FOR) rata-rata
0
1
0
1
0.018066
0.981934
0.022763
0.977237
0.058505
0.941496
0.046779
0.953221
0.034796
0.965204
0.084355
0.915645
0.063563
0.936437
0.03118
0.96882
0.034081
0.965919
0.018472
0.981528
0.030997
0.969003
0.043317
0.956683
0.053656
0.946344
0.001266
0.998734
0.062242
0.937758
0.013924
0.986076
KURVA DURASI BEBAN
SISTEM 150 KV NILAI PREDIKSI LOLP
Setelah data beban diperoleh, dibuat gambar kurva beban harian selama dua minggu sebagai prediksi beban 2011-2012, selanjutnya dibuat juga kurva durasi beban dari prediksi beban 2011-2012 tersebut. Nantinya, kurva durasi beban dari prediksi beban 2011-2012 akan dihadapkan pada sistem 150 kV dengan 16 pembangkit untuk mendapatkan nilai prediksi LOLP 2011-2012 tiap harinya dengan data prediksi beban 2011-2012.
KURVA PREDIKSI BEBAN HARIAN
Kurva durasi prediksi beban harian, kurva ini nantinya akan dihadapkan pada sistem 150 kV dengan 16 pembangkit untuk mendapatkan nilai prediksi LOLP 20112012
start Kombinasi pembangkit,probability, daya beroperasi
Sorting dan penggabungan data Probability kumulatif Perhitungan penambahan pembangkit Memasukkan data beban kemudian menghitung LOLP menggunakan metoda segmentasi Hasil akhir berupa nilai prediksi LOLP
STOP
Hasil simulasi program menghasilkan 65536 kombinasi seperti pada tabel dibawah (65536 × 16). Hal ini sesuai jika dalam perhitungan manual menggunakan persamaan 2n , dengan n adalah banyak pembangkit yaitu 16 Hasil simulasi program:
Pembangkit
Setiap kombinasi pembangkit menghasilkan probability untuk tiap daya yang beroperasi , terdapat 65536 probability
Hasil simulasi program:
DAYA YANG BEROPERASI Setiap pembangkit menghasilkan daya beroperasi tertentu,dimana ketika terdapat 65536 kombinasi maka akan didapatkan 65536 kemungkinan dari nilai daya yang beroperasi Hasil simulasi program:
PENGGABUNGAN DATA DAN SORTING
Data diatas merupakan data gabungan hasil dari nilai daya beroperasi, kombinasi dan probability pembangkit
Jika terdapat suatu kombinasi yang menghasilkan daya beroperasi yang sama maka nilai probability dari daya beroperasi yang sama dijumlah sehingga menghasilkan probability kumulatif.
Matriks l
Probability kumulatif
Hasil akhir simulasi program:
Probability kumulatif
Menambahkan pembangkit yaitu IBT 500/150 KV dan PLTA dengan kapasitas 2984 MW dengan nilai FOR= 0, sehingga sistem terdapat 17 pembangkit, namun kombinasi pembangkit yang ada tidak bertambah karena FOR dari IBT dan PLTA sama dengan nol.
Hasil akhir simulasi program:
Persamaan:
Nilai prediksi LOLP tiap daya yang beroperasi selama 2 minggu
HASIL AKHIR PROGRAM Hasil akhir didapatkan nilai LOLP sistem 150 KV yaitu 1.0613 hari/tahun. Artinya kemungkinan kehilangan beban dalam 1 tahun adalah 1.0613 hari.
Hasil simulasi:
Cara meningkatkan Keandalan Sistem
Memperkecil nilai FOR pembangkit
Memperbesar Cadangan Daya
PLTP KAMOJANG 3 memiliki nilai FOR sebesar 0.084355 Penyebab outage: Status : PO( Planned Outage ) Waktu : 2008-07-26 pukul 01:29 sampai 2008-09-13 pukul 02:20 Total waktu : 1176 jam 51 menit Alasan : Major Inspection Status : MO (Maintenance Outage) Waktu : 2007-04-27 pukul 00:00 sampai 2007-06-23 pukul 07:49 Total waktu : 1375 jam 49 menit Alasan : Perbaikan generator PLTP KAMOJANG 2 Penyebab outage: Status : PO (Planned Outage) Waktu : 10/10/2009 06:34 sampai 12/02/2009 13:31 Total waktu : 1278 jam 57 menit Alasan : major inspection Solusi untuk perbaikan keandalan di masa depan diantaranya yaitu dengan memperpendek waktu maintenance untuk PLTP KAMOJANG 3. Selain itu, perlunya efisiensi waktu untuk perbaikan generator dari PLTP KAMOJANG 3 dan juga efisiensi waktu untuk major inspection dari PLTP KAMOJANG 2, sehingga nilai FOR dari kedua pembangkit bisa diperkecil lagi.
Semakin besar cadangan daya semakin tinggi tingkat keandalan
Gambar 2.4.2 Kurva yang menggambarkan hubungan antara LOLP dengan beban untuk sistem tertentu.
Kapasitas maksimum total pembangkit untuk sistem 150 kV adalah 3827 MW sedangkan prediksi beban sistem untuk tahun 2011-2012 adalah 3507 MW. Jadi, cadangan daya minimum sebesar 320 MW masih cukup rendah untuk sistem 150 kV di Jawa Barat. Dengan kata lain, cadangan daya dari sistem 150 kV di Jawa Barat harus diperbesar, karena cadangan daya yang besar akan meningkatkan keandalan dan nilai LOLP juga akan semakin kecil. Untuk memperbesar cadangan daya tentunya harus menambah kapasitas unit pembangkit. Menambah kapasitas unit pembangkit perlu memperhitungkan nilai investasi yang harus disediakan untuk membangun pembangkit baru. Penambahan pembangkit baru juga memperhatikan kurva beban sistem dan prediksi untuk beban sistem dalam beberapa tahun kedepan sehingga akan diketahui berapa kapasitas daya yang harus disediakan untuk mengimbangi beban sistem agar keandalan sistem tetap terjamin.
1. Perhitungan keandalan sistem interkoneksi 150 kV di Jawa Barat ini untuk prediksi LOLP tahun 2011/2012 menghasilkan nilai LOLP sebesar 1,0613 hari per tahun dengan prosentase keandalan 99,73%. Hal ini berarti keandalan system belum memenuhi standart internasional 0,25 hari per tahun, tetapi sudah memenuhi standar PLN yaitu maksimal 3 hari per tahun untuk sistem Jamali[12]. 2. Penyebab besarnya nilai prediksi LOLP tersebut yaitu tingginya nilai FOR dari beberapa pembangkit diantaranya PLTP Kamojang 3 dan PLTP Kamojang 2 yang mengalami waktu maintenance cukup lama. 3. Cara meningkatkan keandalan sistem 150 KV di Jawa Barat terdapat dua pilihan yaitu: • Memperkecil nilai FOR dari pembangkit yang memiliki nilai FOR paling besar dalam hal ini adalah pembangkit PLTP Kamojang 3 dan PLTP Kamojang 2. • Menambah kapasitas daya terpasang namun harus tetap memperhatikan nilai investasi yang diperlukan.
[1] Marsudi, Djiteng, “Operasi Sistem Tenaga Listrik”, Graha Ilmu, Yogyakarta, 2006. [2] J. Endrenyi, “Reliability Modeling in Electric Power Systems” John Wiley Sons, NewYork, 1973 [3] R. Billinton, “Power System Reliability Evaluation’, Gordon and Breach Science Publisher, New York, 1970 [4] Allan, R.N & Billinton, R, “Reliability Evaluation of Power System”, New York,1996 [5] Laporan Singkat IBT Transfer PT PLN(Persero) Penyaluran dan Pusat Pengaturan Beban Jawa bali tanggal 27 Maret 2006 – 27 Maret 2011 [6] Rencana Pekerjaan PT PLN PLN(Persero) Penyaluran dan Pusat Pengaturan Beban Jawa bali tanggal 27 Maret 2006 – 27 Maret 2011 [7] Catatan Pembangkit PT PLN PLN(Persero) Penyaluran dan Pusat Pengaturan Beban Jawa bali tanggal 27 Maret 2006 – 27 Maret 2011 [8] Laporan Harian Pelaksana Operasi Region 4 PT PLN PLN(Persero) Penyaluran dan Pusat Pengaturan Beban Jawa bali tanggal 27 Maret 2006 – 27 Maret 2011 [9] Mulyono, Sri, “Peramalan Harga Saham dan Nilai Tukar : Teknik Box-Jenkins”, Ekonomi dan Keuangan Indonesia, Vol. XLVIII No.2,2000 [10] Firmansyah, “Peramalan Inflasi dengan Metode Box-Jenkins (ARIMA)”,Media Ekonomi & Bisnis, Vol.XII No.2,2000 [11] Arsyad, Lincolin, Peramalan Bisnis, Ghalia Indonesia, Jakarta,1995 [12] Djiteng Marsudi, Ir,”Pembangkitan Energi Listrik”, Penerbit Erlangga, Jakarta, 2005 [13]Ridwan,”Analisis Keandalan Sistem 150 kV di Wilayah Jawa Timur”, Jurusan Teknik ElektroFTI ITS, 2008.
