TESIS
ANALISA BIAYA PENGGUNAAN BERSAMA JARINGAN TRANSMISI KAWASAN BTDC NUSA DUA
PUTU AGUS MAHADI PUTRA
PROGRAM PASCASARJANA UNIVERSITAS UDAYANA DENPASAR 2015
TESIS
ANALISA BIAYA PENGGUNAAN BERSAMA JARINGAN TRANSMISI KAWASAN BTDC NUSA DUA
PUTU AGUS MAHADI PUTRA NIM 1391761007
PROGRAM MAGISTER PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO PROGRAM PASCASARJANA UNIVERSITAS UDAYANA DENPASAR 2015
ANALISA BIAYA PENGGUNAAN BERSAMA JARINGAN TRANSMISI KAWASAN BTDC NUSA DUA
Tesis untuk Memperoleh Gelar Magister dalam Program Studi Teknik Elektro pada Program Pascasarjana Universitas Udayana
PUTU AGUS MAHADI PUTRA NIM 1391761007
PROGRAM MAGISTER PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO PROGRAM PASCASARJANA UNIVERSITAS UDAYANA DENPASAR 2015
ii
Lembar Pengesahan
Tesis Ini Telah Disetujui Tanggal 11 Desember 2015
Pembimbing I,
Pembimbing II,
Prof.Ir. I. A. Dwi Giriantari, M.Eng,Sc., PhD
Wayan Gede Ariastina, S.T., M.Eng.Sc., PhD
NIP. 196512131991032001
NIP: 196904131994121001
Mengetahui
Ketua Program Magister Teknik Elektro
Direktur
Program Pascasarjana
Program Pascasarjana
Universitas Udayana,
Universitas Udayana,
Prof.Ir. I. A. Dwi Giriantari, M.Eng,Sc., PhD
Prof. Dr. dr. A.A. Raka Sudewi, Sp.S (K)
NIP. 196512131991032001
NIP: 195902151985102001
iii
Tesis Ini Telah Diuji pada Tanggal 11 Desember 2015
Panitia Penguji Tesis Berdasarkan SK Rektor Universitas Udayana, No : 4185/UN.14.4/HK/2015, Tanggal 10 Desember 2015
Ketua : Prof.Ir. I. A. Dwi Giriantari, M.Eng,Sc., PhD
Anggota 1. 2. 3. 4.
Wayan Gede Ariastina, S.T., M.Eng.Sc., PhD Prof. Ir. Rukmi Sari Hartati, MT., PhD I Nyoman Satya Kumara, ST., MSc., PhD Ir. Linawati, MengSC., PhD
iv
SURAT PERNYATAAN BEBAS PLAGIAT
Saya yang bertanda tangan dibawah ini : Nama
: Putu Agus Mahadi Putra
NIM
: 1391761007
Program Studi : Magister Teknik Elektro Judul Tesis
: Analisa Biaya Penggunaan Bersama Jaringan Transmisi Kawasan BTDC Nusa Dua
Dengan ini menyatakan bahwa karya ilmiah Tesis ini bebas plagiat Apabila dikemudian hari terbukti plagiat dalam karya ilmiah ini, maka saya bersedia menerima sanksi sesuai peraturan Mendiknas RI no. 17 tahun 2010 dan peraturan perundang-undangan yang berlaku. Denpasar, 11 Desember 2015 Yang membuat pernyataan
Putu Agus Mahadi Putra
v
UCAPAN TERIMA KASIH Pertama-tama perkenankanlah penulis memanjatkan puji syukur kehadapan Ida Sang Hyang Widhi Wasa/ Tuhan Yang Maha Esa, karena hanya atas asung wara nugraha-Nya/kurnia-Nya, Tesis yang berjudul “ANALISA BIAYA PENGGUNAAN BERSAMA JARINGAN TRANSMISI KAWASAN BTDC NUSA DUA” ini dapat diselesaikan. Pada kesempatan ini perkenankanlah penulis mengucapkan terimakasih yang sebesar-besarnya kepada Prof.Ir. I. A. Dwi Giriantari, M.Eng,Sc., PhD, pembimbing utama yang dengan penuh perhatian telah memberikan dorongan, semangat, bimbingan, dan saran selama penulis mengikuti program magister, khususnya dalam penyelesaian Tesis ini. Terima kasih sebesar-besarnya pula penulis sampaikan kepada Bapak Wayan Gede Ariastina, S.T., M.Eng.Sc., PhD, Pembimbing II yang dengan penuh perhatian dan kesabaran telah memberikan bimbingan dan saran kepada penulis. Ucapan yang sama juga ditujukan kepada Rektor Universitas Udayana Prof. Dr. dr. Ketut Suastika Sp.PD. KEMD atas kesempatan dan fasilitas yang diberikan kepada penulis untuk mengikuti dan menyelesaikan pendidikan Program Magister di Universitas Udayana. Ucapan terimakasih ini juga ditujukan kepada Direktur Program Pascasarjana Universitas Udayana yang dijabat oleh Prof. Dr. dr. A.A. Raka Sudewi, Sp.S (K) atas kesempatan yang diberikan kepada penulis untuk menjadi mahasiswa Program Magister pada Program Pascasarjana Universitas Udayana. Tidak lupa pula penulis ucapkan terima kasih kepada Prof.Ir.Ngakan Putu Gede Suardana, MT., PhD, Dekan Fakultas Teknik Universitas Udayana atas ijin yang diberikan kepada penulis untuk mengikuti pendidikan program Magister. Ucapan terima kasih penulis sampaikan pula kepada seluruh dosen yang mengajar di Program Magister Jurusan Teknik Elektro atas arahan ilmu dan solusi yang diberikan. Serta rekan-rekan kerja penulis di lingkungan
Universitas
Udayana.
Pada
kesempatan
ini,
penulis
juga
menyampaikan rasa terimakasih kepada para penguji Tesis, yaitu Prof. Ir. Rukmi Sari Hartati, MT., PhD, I Nyoman Satya Kumara, ST., MSc., PhD, Ir. Linawati,
vi
MengSC., PhD, yang telah memberikan masukan, saran, sanggahan, dan koreksi sehingga Tesis ini dapat terwujud seperti ini. Penulis juga mengucapkan terima kasih sebesar-besarnya kepada PT.PLN (Persero) yang telah memberikan bantuan data dalam bentuk data-data sekunder sehingga membantu penulis dalam menyelesaikan studi ini. Pada kesempatan ini penulis menyampaikan ucapan terima kasih yang tulus disertai penghargaan kepada seluruh guru-guru yang telah membimbing penulis, mulai dari sekolah dasar sampai perguruan tinggi. Juga penulis ucapkan terimakasih kepada Ibu dan Ayah yang telah mengasuh dan membesarkan penulis, memberikan dasar-dasar berpikir logik dan suasana demokratis sehingga terciptanya lahan yang baik untuk berkembangnya kreativitas. Ungkapan terimakasih juga penulis sampaikan kepada rekan-rekan seperjuangan jurusan Manajemen Energi 2013 atas segala bantuan dan dukungan baik secara moril maupun materiil, juga kepada seluruh keluarga besar STT. Tunas Muda Betngandang Sanur atas segala dukungannya, juga kepada Teman-teman Teknik Elektro 2008, Teman-teman panitia CSGTEIS 2013 (Conference on Smart-Green Technology in Electrical and Information Systems) dan ICSGTEIS 2014 (International Conference on Smart-Green Technology in Electrical and Information Systems) atas segala doa dan dukungannya, juga kepada teman-teman BSMC (Bali Scale Model Club) atas ide-ide yang diberikan, juga kepada keluarga besar Sanggah Rurung-Legian dan Pengkolan Sanur atas segala dukungan, doa, ide, dan bantuan-bantuannya selama ini, dan tidak lupa kepada rekan-rekan LBT (Lowbudgeteers) atas kegokilannya dalam memberikan dukungan hingga Tesis ini dapat terselesaikan. Semoga Ida Sang Hyang Widhi Wasa/ Tuhan Yang Maha Esa selalu melimpahkan berkah dan rahmat-Nya kepada semua pihak yang telah membantu pelaksanaan dan penyelesaian Tesis ini, serta kepada penulis sekeluarga. Denpasar, Desember 2015
Penulis
vii
ABSTRAK ANALISA BIAYA PENGGUNAAN BERSAMA JARINGAN TRANSMISI KAWASAN BTDC NUSA DUA Di seluruh dunia deregulasi sektor bisnis listrik berubah dari suatu yang terpusat dan terintegrasi menjadi suatu industri tersegmentasi berdasarkan kompetensi para pelaku bisnis tersebut. Bentuk perdagangan baru dengan akses bebas pada saluran transmisi maupun distribusi telah mendorong suatu perdagangan kompetitif antar konsumen dan pemilik pembangkit. Pada lingkungan tersebut, jaringan transmisi dianggap sebagai faktor pokok dalam pasar listrik. Pemanfaatan transmisi perusahaan lain untuk menyalurkan tenaga listrik umumnya dikenal sebagai PBJT atau Wheeling Transaction. Istilah PBJT di Indonesia dikenal dengan Penggunaan Bersama Jaringan Transmisi. Ada beberapa metode yang digunakan untuk menghitung biaya sewa transmisi dalam Tesis ini digunakan dua perhitungan alokasi biaya yang memungkinkan untuk diaplikasikan pada sistem kelistrikan Bali yakni, metode Postage-Stamp Rate, metode MW-mile. Metode Postage Stamp Rate secara tradisional digunakan oleh utilitas listrik untuk mengalokasikan biaya transmisi tetap di antara para pengguna layanan transmisi perusahaan. Metode ini merupakan metode biaya tertanam (embedded cost method), yang juga disebut the rolled-in embedded method. Metode ini tidak memerlukan perhitungan aliran daya dan independen dari jarak transmisi dan konfigurasi jaringan. Metode MW-mile adalah metode biaya tertanam yang juga dikenal sebagai line-by-line metode karena menganggap dalam perhitungannya perubahan arus transmisi MW dan panjang saluran transmisi dalam mile/km. Metode Wheeling Transaction yang layak secara teknis untuk diterapkan pada penggunaan bersama jaringan transmisi (PBJT) Bali ialah MW-mile. Ini dikarenakan metode ini menggambarkan penggunaan jaringan transmisi yang sebenarnya karena menggunakan analisis aliran daya dalam perhitungannya. Dimana, pendekatan alokasi biaya yang digunakan pada Tesis ini adalah pendekatan dominant. Jadi harga PBJT yang harus dibayarkan pihak Bali Tourist Development Corporation (BTDC) kepada pihak PT PLN (Persero) yakni, Rp 7.169.280/Hari, Rp 215.078.400/Bulan, Rp 2.580.940.800/Tahun. Kata Kunci : Transmisi, PBJT, Wheeling Transaction, Postage-Stamp Rate, MWmile.
viii
ABSTRACT COST ANALYSIS OF JOINT USE TRANSMISSION AT BTDC NUSA DUA On the worldwide, deregulation of the electricity business sector changed from a centralized and integrated into a segmented industry based on competence by the businessman. The new trade forms with free access to the transmission and distribution channel has prompted a competitive trading between the consumer and the plant owners. On the environment, the transmission network is regarded as a key factor in the electricity market. Utilization of transmission other companies to deliver electricity generally known as PBJT or Wheeling Transaction. The term PBJT in Indonesia known as the Joint Use of Transmission Network. There are several methods used to calculate the cost of the lease of transmission in this thesis used two cost allocation calculation that allows to be applied in the Bali electricity system, Postage-Stamp Rate method, MW-mile method. Postage Stamp Rate method traditionally used by electric utilities to allocate transmission costs remain among the users of transmission services company. This method is an embedded cost method, which is also called the rolled-in embedded method. This method does not require the calculation of power flow and independent of transmission distance and network configuration. MW-mile method is embedded cost method, also known as line-by-line calculation method because it considers the current changes MW transmission and the length of the transmission line in the mile or km. Transaction Wheeling methods that are technically feasible to apply to the joint use of the transmission network (PBJT) Bali is the MW-mile. This is because this method illustrates the actual use of the transmission network for use in the power flow analysis calculations. Where, cost allocation approach used in this thesis is the dominant approach. So the price that must be paid by the PBJT Bali Tourist Development Corporation (BTDC) to the PT PLN (Persero), namely, Rp 7.169.280 / day, Rp 215.078.400 / Month, Rp.2.580.940.800/Year. Keywords : Transmission, PBJT, Wheeling Transaction, Postage-Stamp Rate, MW-mile.
ix
DAFTAR ISI SAMPUL DALAM .............................................................................................................. i PRASYARAT GELAR ....................................................................................................... ii LEMBAR PERSETUJUAN PEMBIMBING/PROMOTOR .......................................... iii PENETAPAN PANITIA PENGUJI .................................................................................. iv SURAT PERNYATAAN BEBAS PLAGIAT ................................................................... v UCAPAN TERIMAKASIH................................................................................................ vi ABSTRAK DAN RINGKASAN ........................................................................................ viii DAFTAR ISI ....................................................................................................................... x DAFTAR TABEL ............................................................................................................... xiii DAFTAR GAMBAR .......................................................................................................... xiv DAFTAR SINGKATAN ..................................................................................................... xv DAFTAR LAMPIRAN ....................................................................................................... xvi BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Masalah .......................................................................................... 1 1.2 Rumusan Masalah ................................................................................................... 6 1.3 Tujuan .................................................................................................................... 7 1.4 Manfaat ................................................................................................................... 7 1.5 Ruang Lingkup dan Batasan Masalah...................................................................... 7 1.6 Sistematika Penulisan .............................................................................................. 7 BAB II KAJIAN PUSTAKA 2.1 State Of The Art Review .......................................................................................... 9 2.2 Kondisi Kelistrikan Bali.......................................................................................... 12 2.3 Sistem Tenaga Listrik ............................................................................................. 13 2.3.1 Tujuan Operasi Sistem Tenaga Listrik .......................................................... 14 2.3.2 Manajemen Operasi Sistem Tenaga Listrik ................................................... 14 2.4 Transmission Congestion Management dan Pricing .............................................. 15 2.5 Metode Alokasi Biaya Transmisi ............................................................................ 18 2.5.1 Metode Postage Stamp Rate .......................................................................... 19
x
2.5.2 Metode Contract Path .................................................................................... 21 2.5.3 Metode MW-mile............................................................................................ 22 2.5.4 Metode Unused Transmission Capacity ........................................................ 25 2.5.5 Metode MVA-Mile.......................................................................................... 26 2.5.6 Metode Counter-flow ..................................................................................... 27 2.5.7 Metode Distribution Factors ......................................................................... 28 2.5.8 Metode AC Power Flow ................................................................................ 28 2.5.9 Metode Tracing .............................................................................................. 29 2.5.9.1 Metode Bialek’s Tracing ................................................................... 29 2.5.9.2 Metode Kirschen’s Tracing ............................................................... 31 2.6 Analisis Aliran Daya ............................................................................................... 35 2.6.1 Pemodelan Saluran Transmisi Sistem Tenaga Listrik ................................... 36 2.6.2 Pemodelan Beban ........................................................................................... 38 2.6.3 Klasifikasi Bus ............................................................................................... 39 2.6.4 Pembentukan Matrik Admitansi Bus ............................................................. 40 2.6.5 Metode Penyelesaian Studi Aliran Daya........................................................ 42 BAB III METODE PENELITIAN 3.1
Tempat dan Waktu Penelitian ................................................................................ 43
3.2
Data ........................................................................................................................ 43 3.2.1 Sumber Data................................................................................................... 43 3.2.2 Jenis Data ....................................................................................................... 43 3.2.3 Teknik Pengumpulan Data ............................................................................. 44
3.3
Alur Analisa ........................................................................................................... 44
BAB IV PEMBAHASAN 4.1
Gambaran Umum Sistem Tenaga Listrik 150 KV di Bali ..................................... 47
4.2
Skenario.................................................................................................................. 49
4.3
Data Sistem Tenaga Listrik 150 KV di Bali .......................................................... 50 4.3.1 Data Penghantar dan Impedansi Saluran pada Sistem Kelistrikan 150 KV di Bali............................................................................................... 50 4.3.2 Data Kapasitor pada sistem kelistrikan 150 KV di Bali ................................ 53
xi
4.3.3 Data Beban Harian Bali ................................................................................. 54 4.3.4 Data Pembangkitan Bali ................................................................................ 56 4.4
Perhitungan Aliran Daya ........................................................................................ 58 4.4.1 Perhitungan Aliran Daya Pembangkitan PLTU Celukan Bawang 130 MW ......................................................................................................... 59 4.4.2 Perhitungan Aliran Daya Pembangkitan PLTU Celukan Bawang 187,5 MW ...................................................................................................... 60
4.5
Analisa Metode-Metode Perhitungan PBJT .......................................................... 63 4.5.1 Metode Postage stamp rate ........................................................................... 63 4.5.2 Metode MW-Mile ........................................................................................... 65 4.5.3 Perbandingan Hasil Metode Postage Stamp Rate dan MW-mile ................... 67
BAB V PENUTUP 5.1
Simpulan ................................................................................................................ 69
5.2
Saran ....................................................................................................................... 69
DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................................... 71 LAMPIRAN ......................................................................................................................... 73
xii
DAFTAR TABEL Tabel 2.1
Kelebihan dan Kekurangan Metode Postage Stamp Rate................................ 21
Tabel 2.2
Kelebihan dan Kekurangan Metode MW-Mile ................................................ 24
Tabel 2.3
Ringkasan Metode Alokasi Biaya Transmisi ................................................... 34
Tabel 4.1
Spesifikasi Teknis Saluran Transmisi 150 KV Bali ......................................... 50
Tabel 4.2
Impedansi Penghantar serta Line Charging Saluran Transmisi 150 KV Bali ..................................................................................................... 52
Tabel 4.3
Kapasitor yang terpasang pada sistem kelistrikan 150 KV Bali ...................... 54
Tabel 4.4
Data Beban Harian Bali Tanggal 11 Nopember 2014 ..................................... 54
Tabel 4.5
Data Beban pada masing-masing Gardu Induk Tanggal 11 Nopember 2014 ................................................................................................................. 56
Tabel 4.6
Pembangkitan Tenaga Listrik di Bali ............................................................... 57
Tabel 4.7
Tampilan Hasil pada Program Load Flow Simulator Pembangkitan PLTU Celukan Bawang 130 MW .................................................................... 59
Tabel 4.8
Hasil Perhitungan Aliran Daya Pembangkitan 130 MW ................................. 59
Tabel 4.9
Tampilan Hasil pada Program Load Flow Simulator Pembangkitan PLTU Celukan Bawang 187,5 MW ................................................................. 60
Tabel 4.10 Hasil Perhitungan Aliran Daya Pembangkitan 187,5 MW .............................. 61 Tabel 4.11 Perbandingan Hasil Perhitungan Aliran Daya ................................................. 62 Tabel 4.12 Revenue requirement P3B 2013 ...................................................................... 64 Tabel 4.13 Proyeksi Harga PBJT Menggunakan Metode Postage Stamp Rate ................. 64 Tabel 4.14 Nilai Hasil PBJT menggunakan metode MW-mile .......................................... 65 Tabel 4.15 Pendekatan-pendekatan alokasi biaya pada metode MW-mile......................... 66 Tabel 4.16 Proyeksi Harga PBJT Menggunakan Metode MW-mile .................................. 67 Tabel 4.17 Perbandingan Proyeksi Harga PBJT Menggunakan Metode Postage Stamp Rate dan MW-Mile ................................................................................ 67
xiii
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1
Sistem Tiga Fasa pada Saluran Transmisi ..................................................... 37
Gambar 2.2
Diagram Segaris Suatu Sistem Sederhana ..................................................... 41
Gambar 2.3
Diagram Reaktansi Untuk Sistem Pada Gambar 2.4 ..................................... 41
Gambar 2.4
Rangkaian Dari Gambar 2.3 Diganti Dengan Sumber Arus Ekivalen dan Admitansi Shunt Ekivalen ....................................................... 41
Gambar 2.5
Diagram Alir Perhitungan Studi Aliran Daya .............................................. 42
Gambar 3.1
Diagram Alur Analisa.................................................................................... 44
Gambar 4.1
Diagram segaris jaringan transmisi 150 KV di Bali Kondisi Exsisting ........................................................................................................ 47
Gambar 4.2
Gambaran Pulau Bali Dengan Sistem Ketenagalistrikannya ........................ 49
Gambar 4.3
Beban Harian Bali Tanggal 11 Nopember 2014 ........................................... 55
Gambar 4.4
Tampilan Sistem Bali pada Program Load Flow Simulator.......................... 58
xiv
DAFTAR SINGKATAN AC
:
Alternative Current
APD
:
Area Pengatur Distribusi
APP
:
Area Pelaksana Pemeliharaan
BTDC
:
Bali Tourist Development Corporation
DC
:
Direct Current
FTRs
:
Firm transmission rights
I
:
Arus Listrik, dengan satuan Ampere (A)
LMPs
:
Locational Marginal Prices
LRIC
:
Long-Run Incremental Cost
PBJT
:
Penggunaan Bersama Jaringan Transmisi
PLN
:
Perusahaan Listrik Negara
PLTD
:
Pembangkit Listrik Tenaga Diesel
PLTGU
:
Pembangkit Listrik Tenaga Gas dan Uap
PLTU
:
Pembangkit Listrik Tenaga Uap
RUPTL
:
Rencana Usaha Penyediaan Tenaga Listrik
V
:
Tegangan Listrik dengan satuan V
W
:
Daya Listrik, dengan satuan Watt
xv
DAFTAR LAMPIRAN Diagram segaris jaringan transmisi 150 KV di Bali Kondisi Exsisting ............................... 74 Print Out Program Load Flow Simulator ............................................................................. 75 Hasil Perhitungan Aliran Daya Pembangkitan 130 MW ...................................................... 76 Hasil Perhitungan Aliran Daya Pembangkitan 187,5 MW ................................................... 78
xvi
