PROGRAM PENELUSURAN LOKASI PENCURIAN DAYA LISTRIK DENGAN MENGGUNAKAN ALGORITMA GENETIKA
BAB I
PENDAHULUAN
Pencurian daya listrik merupakan fenomena dan persoalan yang telah
berlangsung lama dan diakui sulit untuk dicegah dan diberantas. Selain dilakukan
oleh industri sekala menengah, pencurian daya listrik ini juga dilakukan oleh
pelanggan domestik. Kerugian PLN akibat pencurian daya listrik ini cukup besar,
yaitu sekitar 11.44 persen dari total produksi daya yang dihasilkan PLN secara
nasional. Selain kerugian finansial yang besar, praktek pencurian ini juga diyakini
mengganggu kelangsungan pasokan dan mengganggu sistem operasi kelistrikan.
Ditengah kondisi PLN yang sulit mencukupi kebutuhan daya listrik, pencurian daya
listrik ini akan membuat upaya pemenuhan kebutuhan daya listrik semakin sulit.
Strategi yang efektif untuk menekan tingkat pencurian ini akan membantu PLN
mencukupi kebutuhan daya dan menekan kerugian.
Lemahnya pengawasan diyakini sebagai sebab selalu terjadinya pencurian
daya listrik. Kesulitan melakukan pengawasan dan pemeriksaan secara kontinyu baik
karena
terbatasnya
petugas
maupun besarnya
anggaran
yang
dibutuhkan
mengakibatkan pencurian selalu terjadi. Dalam beberapa kasus, pencurian daya
listrik diketahui secara tidak sengaja ketika dilakukan perbaikan atau pemeliharaan
jaringan. Hal ini mengindikasikan bahwa praktek pencurian boleh jadi telah
dilakukan dalam waktu yang lama. Disisi lain, hal ini juga menunjukkan bahwa
boleh jadi banyak praktek pencurian lain yang belum terdeteksi. Pencurian daya
listrik juga dapat diduga terjadi pada suatu daerah jika jumlah tagihan PLN untuk
daerah tersebut merosot tajam sementara jumlah pasokan daya listrik ke daerah
tersebut tidak berubah secara signifikan. Jika kemudian dugaan tersebut terbukti
benar, maka sebenarnya pencurian telah terjadi dalam waktu tertentu dan kerugian
tidak dapat dihindari. Dengan demikian, pencurian menjadi sulit diberantas dan
bahkan untuk mengetahui indikasinya pun masih merupakan pekerjaan besar.
Untuk mengatasi persoalan pencurian daya listrik dan menghindarkan PLN
dari kerugian yang besar, mengetahui indikasi pencurian sejak awal terjadinya
menjadi sangat penting. Secara umum, pencurian daya listrik dilakukan oleh
pelanggan besar (industri) dan pelanggan kecil (rumah tangga). Meskipun daya yang
1
dicuri oleh pelanggan rumah tangga relatif kecil, jika dilakukan secara massal, akan
memberikan pengaruh kepada sistem kelistrikan yang kurang lebih sama.
Pencurian daya listrik dapat dipandang sebagai penambahan beban kelistrikan
secara ilegal. Perusahaan pemasok daya listrik biasanya melakukan rencana operasi
jangka pendek berdasarkan ramalan beban untuk 24 jam kedepan. Dalam
perencanaan ini akan diperkirakan kondisi sistem untuk beban yang diramalkan.
Pencurian daya listrik akan mengakibatkan kondisi operasi sistem berbeda dari
perkiraan karena adanya beban ilegal yang tidak teramalkan. Fenomena ini dapat
digunakan untuk mengetahui indikasi awal pencurian daya listrik. Indikasi awal ini
sangat berguna untuk memperkirakan lokasi pencurian dan besarnya daya yang
dicuri.
Untuk keperluan tersebut perlu dilakukan studi perubahan kondisi operasi
sistem karena penambahan beban ilegal. Studi dimaksud dilakukan dengan cara
memetakan hubungan antara penambahan beban dengan perubahan kondisi operasi
sistem. Karena hubungan antara pembebanan daya listrik dengan parameter operasi
sistem tenaga listrik sangat tidak linier, maka diperlukan perhitungan matematika
tingkat lanjut yang pada umumnya melibatkan prosedur iteratif. Perhitungan
parameter operasi sistem untuk kondisi sistem yang diketahui disebut perhitungan
aliran beban. Dalam perhitungan tersebut, data-data sistem yang meliputi nilai beban
dan data jaringan harus diketahui untuk kemudian dilakukan analisis aliran beban.
Kebanyakan program paket untuk analisis aliran beban merupkan program
tertutup (closed program) yang tidak memungkinkan program tersebut interaktif
dengan program lain, dalam penelitian ini akan dibangun sendiri program aliran
beban agar diperoleh program yang mempunyai keterbukaan hubungan (open
connectivity). Dengan demikian, program tersebut dapat digunakan sebagai sub
program (sub routine) pada program lain atau digunakan bersama-sama secara
interaktif dengan program lain. Program aliran beban yang telah selesai
dikembangkan pada tahun pertama akan lebih lanjut dikembangkan untuk
mengakomodasi berbagai kombinasi beban serta dikembangkan agar mampu
interaktif dengan program Algoritma Genetika.
Pada sisi lain program aliran daya tersebut juga akan divalidasi dengan
membandingkan hasil perhitungannya terhadap hasil perhitungan aliran beban dari
2
program paket standar, misalnya ETAP dan HARMFLOW. Hasil perbandingan
tersebut kemudian dianalisis untuk menentukan tingkat ke-sahih-an dari program
yang dikembangkan. Perbandingan terhadap ETAP dan HARMFLOW ini dilakukan
sebagai upaya benchmarking (patok pengujian) karena kedua program paket tersebut
telah diakui secara internasional dapat memberikan hasil perhitungan yang valid
untuk analisis aliran daya. Perbaikan kemudian dilakukan jika ternyata terdapat
kekeliruan pada program yang dikembangkan. Program aliran daya yang telah
divalidasi tersebut kemudian dipakai untuk melakukan analisis aliran daya untuk
sistem standar. Aplikasi lain dari program tersebut adalah untuk melihat pengaruh
perubahan beban terhadap kondisi operasi sistem. Dari kegiatan-kegiatan tersebut
diharapkan dihasilkan dua buah laporan tesis master dan sebuah publikasi ilmiah.
Program lain yang akan dikembangkan pada tahun kedua adalah program
Algoritma Genetika untuk keperluan optimisasi. Algoritma ini bekerja dengan mulamula membentuk populasi kandidat solusi yang dilakukan secara acak. Langkah
berikutnya adalah evaluasi setiap kandidat solusi dalam populasi tersebut
menggunakan fungsi fitness. Pemilihan kandidat solusi berdasarkan nilai fitness
untuk regenerasi merupakan langkah selanjutnya. Pemilihan kandidat solusi dalam
penelitian ini menggunakan metode turnamen. Populasi hasil regenerasi kemudian
terbentuk dan perlu dilakukan manipulasi solusi dengan mekanisme crossover dan
mutasi untuk mempertahankan keanekaragaman solusi. Metode crossover yang
dipakai adalah one-point crossover, sementara mutasi dilakukan dengan mode bitbased mutation. Terbentuklah populasi yang baru yang kemudian siap untuk kembali
dievaluasi. Sampai dengan tahap ini satu siklus selesai dan setelah beberapa generasi
(iterasi), kandidat terbaik pada generasi terakhir merepresentasikan solusi terbaik
dari persoalan yang ditangani.
Untuk keperluan penyelesaian optimal suatu persoalan, fungsi fitness
memegang peranan penting untuk meraih solusi terbaik. Karena itu fungsi fitness
perlu dikonstruksi secara hati-hati agar merupakan representasi yang tepat atas fungsi
sasaran persoalan yang dipecahkan. Dalam hal ini hasil penelusuran pustaka dan
rumusan yang memetakan hubungan antara penambahan beban dan kondisi operasi
sistem tenaga listrik akan dijadikan pertimbangan dalam membangun fungsi fitness.
Jumlah populasi awal dan jumlah generasi yang diperhitungkan juga memberikan
3
kontribusi penting dalam pencapaian solusi terbaik. Parameter optimisasi lain yang
juga berpengaruh terhadap hasil penelusuran solusi terbaik adalah laju crossover dan
mutasi, yang karenanya perlu ditentukan secara cermat.
Algoritma Genetika yang telah dikembangkan akan diimplementasikan untuk
penyelesaian persoalan optimisasi. Problem yang diselesaikan akan dipilih dari
persoalan optimisasi sederhana sampai dengan optimisasi yang lebih kompleks yang
mengandung kemungkinan jebakan optimal lokal. Hal ini dilakukan untuk memverifikasi bahwa algoritma yang dikembangkan betul-betul handal untuk problem
optimisasi yang rumit. Aplikasi Algoritma Genetika untuk penelusuran lokasi
optimal akan mendapatkan prioritas dalam kegiatan implementasi Algoritma
Genetika untuk penyelesaian permasalahan optimisasi. Dari kegiatan ini diharapkan
dapat ditulis laporan tesis master dan publikasi ilmiah ke jurnal.
4
DAFTAR PUSTAKA
A.Ulinuha, M. A. S. Masoum, et al. (2006), Decoupled Harmonic Power Flow for
Large Power System with Multiple Nonlinear Loads ,The Seventh
Postgraduate Electrical Engineering and Computing Symposium (PEECS),
Perth, Australia, Murdoch University.
A.Ulinuha, M. A. S. Masoum, et al. (2006), A Hybrid GA-Fuzzy Algorithm for
Optimal Dispatch of LTC and Shunt Capacitors in Distribution System,
Australasian Universities Power Engineering Conference (AUPEC),
Melbourne, Australia, Victoria University.
A.Ulinuha, M. A. S. Masoum, et al. (2006), Optimal Dispatch of LTC and Shunt
Capacitors in the Presence of Harmonics using Genetic Algorithms, Power
Systems Conference and Exposition (PSCE) - IEEE, Atlanta, Georgia, USA,
IEEE PES.
A.Ulinuha, M. A. S. Masoum, et al. (2006), The Accuracy and Efficiency Issues of
Decouple Approach for Harmonic Power Flow Calculation, Regional
Postgraduate Conference on Engineering and Science (RPCES) Johor Bahru,
Malaysia, Universiti Teknologi Malaysia.
A.Ulinuha, M. A. S. Masoum, et al. (2007), Harmonic Power Flow Calculations for
Large Power System with Multiple Nonlinear Loads Using Decouple
Approach, Australasian Universities Power Engineering Conference
(AUPEC), Perth, Australia, Curtin University of Technology.
A.Ulinuha, M. A. S. Masoum, et al. (2007), Optimal Control of Reactive
Power/Voltage in Distribution System Using Genetic Algorithms,
Postgraduate Electrical Engineering and Computing Symposium (PEECS),
Perth, Australia, Curtin University of Technology.
A. Ulinuha, (2007), Optimal Dispatch of LTC and Switched Shunt Capacitors for
Distribution Networks in the Presence of Harmonics, Department of
Electrical and Computer Engineering, Perth, Curtin University of
Technology. Doctor of Philosophy: 203.
A. Ulinuha, M. A. S. Masoum, et al, Hybrid Genetic-Fuzzy Algorithm for Optimal
Volt/VAr/THD Control of Distribution Systems with High Penetration of
Nonlinear Loads, IEEE Transactions on Power Delivery.
A. Ulinuha, M. A. S. Masoum, et al. (2008), Optimal Scheduling of LTC and Shunt
Capacitors in Large Distorted Distribution Systems using Evolutionary-Based
Algorithms, IEEE Transactions on Power Delivery, 23(1): 434 - 441.
A.Ulinuha, S. M. Islam, et al. (2008), Optimal Voltage Restoration in Electric Power
Systems Using Genetic Algorithms, Powercon 2008 and 2008 IEEE Power
India Conference, New Delhi, India, IEEE - PES.
Amjady, N. (2007). "Short-Term Bus Load Forecasting of Power Systems by a New
Hybrid Method." IEEE Transactions on Power Systems 22(1): 333-341.
107
Chang, G. W., W. Hung-Lu, et al. (2004), Strategic placement and sizing of passive
filters in a power system for controlling voltage distortion, IEEE Transactions
on Power Delivery, 19(3): 1204-1211.
Chang, G. W., W. Hung-Lu, et al. (2004). "Strategic placement and sizing of passive
filters in a power system for controlling voltage distortion." Power Delivery,
IEEE Transactions on 19(3): 1204-1211.
Chenthur Pandian, S., K. Duraiswamy, et al. (2006). "Fuzzy approach for short term
load forecasting." Electric Power Systems Research 76(6-7): 541-548.
Das, D. (2005), A Noniterative Load Flow Algorithm for Radial Distribution
Networks Using Fuzzy Set Approach and Interval Arithmetic, Electric Power
Components and Systems, 33(1): 59 - 72.
Grainger, J. J. and S. Civanlar (1985). "Volt/var control on distribution systems with
lateral branches using shunt capacitors and voltage regulators. Part III: The
numerical result." IEEE Transactions on Power Apparatus and Systems
104(11): 3291-3297.
Hanintijo Soemitro, Rony, (1990) Metodologi Penelitian Hukum dan Yurimetri,
Ghalia Indonesia, Jakarta.
Hartono, Dimyati, (1990) Hukum sebagai Faktor Penentu Pemanfaatan Teknologi
Telekomunikasi, Pidato Pengukuhan Guru besar FH UNDIP, Semarang.
Hu, Z., X. Wang, et al. (2003). "Volt/VAr control in distribution systems using a
time-interval based approach." IEE Proceedings-Generation, Transmission
and Distribution 150(5): 548-554.
Ishikawa, Hiroshi, (1984), Crime Prevention In the Context of National Developmet,
Bahama, Lembaga Kriminologi UI, No.4/Th VI.
Jurnal Nasional, (27/12/2007). PLN Kembali Buka Tender BBM.
Kandil, N., R. Wamkeue, et al. (2006). "An efficient approach for short term load
forecasting using artificial neural networks." International Journal of
Electrical Power & Energy Systems 28(8): 525-530.
Kartanegara, Satochid, Hukum Pidana, Kumpulan kuliah Bagian Satu,, Balai Lektur
Mahasiswa, Jakarta.
---------, (1990), Kamus Besar Bahasa Indonesia, Balai Pustaka, Jakarta.
Kenichi, Ohmae, (1995), The End of The Nation State, The Rice of Regional
Economic, The Free Press, New York/London.
Kersting, W. H. (1991), Radial distribution test feeders, IEEE Transactions on Power
Systems 6(3): 975-985.
Kompas (27/02/2006). Industri Curi Listrik.
Kompas (10/03/2006). Susut Daya PLN Tegal Capai 10,62 persen.
Kompas (07/04/2007), Pencurian Listrik Marak, PLN Bekasi Kehilangan Belasan
Miliar Rupiah.
Masoum, M. A. S., A. Jafarian, et al. (2004), Fuzzy approach for optimal placement
and sizing of capacitor banks in the presence of harmonics, IEEE
Transactions on Power Delivery 19(2): 822 - 829.
108
Masoum, M. A. S., M. Ladjevardi, et al. (2004), Application of local variations and
maximum sensitivities selection for optimal placement of shunt capacitor
banks under nonsinusoidal operating conditions, International Journal of
Electrical Power & Energy Systems, 26(10): 761-769.
Masoum, M. A. S., M. Ladjevardi, et al. (2004), Optimal Placement, Replacement
and Sizing of Capacitor Banks in Distorted Distribution Networks by Genetic
Algorithms, IEEE Transactions on Power Delivery 19(4): 1794-1801.
Mendoza, J. E., D. A. Morales, et al. (2007), Multiobjective Location of Automatic
Voltage Regulators in a Radial Distribution Network Using a Micro Genetic
Algorithm, IEEE Transactions on Power Systems, 22(1): 404-412.
Moeljatno, (1985), Azas-azas Hukum Pidana, PT. Bina Aksara, Jakarta.
Moleong, Lexi, J, (1993), Metode Penelitian Kualitatif, PT Remaja Rosdakarya,
Bandung.
Muladi, (1995), Kapita Selekta Sistem Peradilan Pidana, BP UNDIP, Semarang.
Nawawi Arief, barda, (1980) Penetapan Pidana Penjara Dalam Perundang-undangan
Dalam Rangka Usaha Penanggulangan Kejahatan, Desertasi, UNPAD,
Bandung.
Rakyatmerdeka (27/06/2007), Daya Listrik Raib 100 Juta KWH, PLN Tangerang
Rugi 828 M Tiap Tahun.
Roberston, Ronald, (1992), Globalization, Social Theory and Global Culture, Sage
Publication, London.
Sinar Harapan (04/12/2002), PLN Lampung Rugi Rp 270 Miliar, Tingkat Pencurian
Listrik Masih Tinggi.
Soesilo, R, (1988), Kitab Undang-undang Hukum Pidana serta komentarkomentarnya lengkap pasal demi pasal, PT Karya Nusantara, Bandung.
Suara Merdeka, (16/06/2004), Modus Baru Pencurian Daya, 119 Boks Meteran
Listrik Dirusak.
Sudarto, (1986), Hukum dan Hukum Pidana, Alumni, Bandung.
Sudarto, (1983), Hukum Pidana dan Perkembangan Masyarakat, Sinarbaru,
Bandung,.
-------------,(1996) Bunga Rampai Kebijakan Hukum Pidana, Citra Aditya Bakti,
Bandung,
-------------, (1990), Kitab Undang-Undang Hukum Pidana, Bumi Aksara, Jakarta,.
-------------, (1995) Penelitian Hukum Normatif (Suatu Upaya Reorientasi
Pemahaman), UNSOED, Purwokerto.
------------, (2002), UU RI No 20 tahun 2002 tentang Ketenagalistrikan beserta
penjelasannya, Citra Umbara, Bandung.
109
Ulinuha, A., M. A. S. Masoum, et al. (2008). Optimal Scheduling of LTC and Shunt
Capacitors in Large Distorted Distribution Systems using Evolutionary-Based
Algorithms, IEEE Transactions on Power Delivery 23(1): 434 - 441
.
110
TEKNOLOGI INFORMASI
LAPORAN HASIL PENELITIAN
HIBAH PENELITIAN TIM PASCASARJANA-HPTP
(HIBAH PASCA)
PROGRAM PENELUSURAN LOKASI PENCURIAN
DAYA LISTRIK DENGAN MENGGUNAKAN
ALGORITMA GENETIKA
Oleh:
Agus Ulinuha, ST, MT, PhD
Supriyono, ST, MT, PhD
Prof. Dr. Budi Murtiyasa, M.Kom
DIBIAYAI OLEH DIREKTORAT JENDERAL PENDIDIKAN TINGGI
DEPARTEMEN PENDIDIKAN NASIONAL
SESUAI DENGAN SURAT PERJANJIAN PELAKSANAAN HIBAH PENELITIAN
316/SP2H/PP/DP2M/IV/2010, TERTANGGAL 12 APRIL 2010
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
2010
PRAKATA
Hanya berkat pertolongan dan petunjuk dari Tuhan yang maha kuasa
kegiatan penelitian pada tahun kedua ini dapat diselesaikan dengan baik. Penelitian
ini mengambil tema pencurian daya listrik dan pembahasannya dilakukan baik dari
perspektif hukum maupun dari sudut pandang teknis. Fokus penelitian ini pada tahun
kedua adalah pemrograman komputer untuk perhitungan aliran beban dan analisis
akurasinya serta konstruksi program algoritma genetika untuk penyelesaian
persoalan optimisasi sederhana. Implementasi algoritma untuk persoalan kelistrikan
yang lebih sederhana juga dilakukan sebelum dilakukan implementasi untuk
persoalan yang sesungguhnya.
Kontribusi yang diharapkan adalah dibangunnya suatu program komputer
yang dapat memberikan informasi awal tentang lokasi yang diduga terjadi pencurian
daya listrik berikut data nilai daya yang dicuri.
Ucapan terimakasih bersama ini disampaikan kepada semua pihak yang
telah membantu terselenggaranya dan terselesaikannya penelitian ini. Secara khusus
ucapan terimakasih disampaikan kepada pihak-pihak sebagai berikut:
1. Anggota tim peneliti Dosen maupun mahasiswa atas kerjasamanya yang baik,
2. Ketua LPPM UMS atas segala bantuannya sehingga penelitian dapat terlaksana,
3. Direktur Program Pascasarjana UMS
4. Dosen pembimbing master pada jurusan Hukum dan Magister Pendidikan
Program Pascasarjana UMS
5. Staf Akademik pada Program Pascasarjana UMS
Penelitian ini diharapkan membawa manfaat bagi pihak-pihak yang
berkepentingan. Meskipun demikian, disadari pula bahwa terdapat berbagai
kekurangan atas penelitian ini baik dari sisi penyelenggaraannya maupun dalam
pelaporannya. Saran dan kritik membangun akan diterima dengan tangan terbuka
untuk perbaikan penelitian ini pada masa mendatang maupun dalam penyusunan
laporannya. Semoga kegiatan kecil mampu membawa kebaikan dan maslahah bagi
semua pihak.
Surakarta, 30 Oktober 2010
Peneliti
DAFTAR ISI
Halaman Pengesahan ................................................................................................. i
Ringkasan ................................................................................................................ ii
Capaian Indikator Kinerja......................................................................................... v
Prakata ................................................................................................................... vi
Daftar Isi ................................................................................................................ vii
Daftar Tabel ............................................................................................................ ix
Daftar Gambar.......................................................................................................... x
Bab I Pendahuluan ................................................................................................... 1
Bab II Tujuan Dan Manfaat Penelitian Tahun Pertama ............................................. 5
Bab III Tinjauan Pustaka .......................................................................................... 7
Bab IV Metode Penelitian Tahun Pertama .............................................................. 14
Bab V Hasil dan Pembahasan ................................................................................. 16
5.1. Analisis Aliran Daya Listrik ...................................................................... 17
5.2. Metode Analisis Aliran Beban ................................................................... 19
a. Metode Gauss-Seidel ................................................................................ 19
a.1. Faktor Percepatan ................................................................................... 20
b. Metode Newton Raphson........................................................................... 21
b.1. Penerapan Metode Newton Raphson pada perhitungan aliran beban ....... 21
c. Decoupled Load Flow ................................................................................ 23
c.1. Algoritma Decoupled Power Flow ......................................................... 25
5.3. Algoritma Perhitungan Aliran Beban Menggunakan Metode Newton
Raphson ..................................................................................................... 29
5.4. Analisis akurasi ......................................................................................... 31
a. Data sistem ................................................................................................ 31
b. Hasil perhitungan dan Analisis Akurasi ..................................................... 33
5.5. Analisis aliran beban untuk sistem 30 bus ................................................. 38
a. Data sistem ................................................................................................ 38
b. Informasi komputasi dan konvergensi ........................................................ 40
c. Informasi sistem dan hasil perhitungan umum ........................................... 41
d. Hasil perhitungan bus ................................................................................ 41
e. Hasil perhitungan aliran daya jaringan ....................................................... 42
5.6. Aplikasi Program Algoritma Genetika ...................................................... 43
a. Pencarian Posisi Maksimum Fungsi Multimodal ........................................ 43
b. Penjadwalan optimal komponen tersaklar ................................................. 46
Bab VI Kesimpulan Dan Saran ............................................................................... 59
6.1. Kesimpulan .............................................................................................. 59
6.2. Saran ......................................................................................................... 60
Bab VII Rencana Penelitian Tahap Selanjutnya ...................................................... 61
7.1. Tujuan Khusus........................................................................................... 61
7.2. Metode ...................................................................................................... 61
7.3. Jadwal kerja ............................................................................................... 63
BAB VIII Draft Artikel ilmiah ............................................................................... 64
Artikel ilmiah 1 ................................................................................................ 64
Artikel ilmiah 2 .............................................................................................. 100
Daftar Pustaka ...................................................................................................... 107
Lampiran .............................................................................................................. 111
Judul dan ruang lingkup penelitian mahasiswa ............................................... 111
Hasil Cetak Keluaran Program Aliran Beban .................................................. 113
1. Sistem 18 bus dengan kapasitor ............................................................... 113
2. Sistem 30 bus dengan kapasitor ............................................................... 115
DAFTAR TABEL
Tabel 5.1. Data bus sistem standar IEEE 18 bus ..................................................... 32
Tabel 5.2. Data percabangan sistem standar IEEE 18 bus ....................................... 33
Tabel 5.3. Hasil perhitungan program, ETAP dan HARMFLOW ........................... 34
Tabel 5.4. Selisih hasil perhitungan program yang dibuat terhadap ETAP dan
HARMFLOW ......................................................................................... 35
Tabel 5.5. Perbandingan hasil perhitungan rugi daya .............................................. 36
Tabel 5.6. Aliran daya pada jaringan sistem 18 bus IEEE ....................................... 37
Tabel 5.7. data bus dan beban sistem 30 kV ............................................................ 39
Table 5.8. Data percabangan sistem 30 bus ............................................................. 40
Tabel 5.9 Informasi komputasi program ................................................................. 41
Tabel 5.10 Isnformasi sistem dan hasil perhitungan umum ..................................... 41
Tabel 5.11. Hasil perhitungan pada bus .................................................................. 42
Tabel 5.12. Hasil perhitungan aliran daya sistem 30 bus ......................................... 42
Tabel 5. 13. Data kapasitor sistem 30 bus ............................................................... 50
Tabel 5.14 Data beban nonlinear sistem 30 bus ...................................................... 50
Table 5. 15 Penelusuran penjadwalan sistem tanpa beban harmonic ....................... 51
Tabel 5.16. Penelusuran penjadwalan sistem dengan beban harmonik .................... 52
Tabel 5.17. Hasil-hasil optimisasi ........................................................................... 57
Tabel 5.18 Parameter optimisasi dan koefisian pembobotan ................................... 58
Tabel 7.1. Jadwal kegiatan penelitian tahun kedua .................................................. 63
DAFTAR GAMBAR
Gambar 5.1. Bagian sistem tenaga listrik ................................................................ 18
Gambar 5.2. Diagram alir perhitungan aliran beban menggunakan metode Newton
Raphson ............................................................................................ 30
Gambar 5.3. Sistem Standar IEEE18 bus ................................................................ 32
Gambar 5.4 Sistem distribusi 30 bus untuk analisis aliran beban ............................. 38
Gambar 5.5. Kontur 3 dimensi fungsi multi modal ................................................. 44
Gambar 5.6. Jejak penelusuran nilai maksimum global ........................................... 45
Gambar 5.7. Progres iterasi algoritma genetika ....................................................... 45
Gambar 5.8. Kurva beban ....................................................................................... 47
Gambar 5.9 Diagram alir algoritma genetika .......................................................... 49
Gambar 5.10. Sistem 30 bus untuk penjadwalan optimal ........................................ 50
Gambar 5.11. Penurunan susut daya ....................................................................... 51
Gambar 5.12. Perbaikan profil tegangan ................................................................. 52
Gambar 5.13. Penurunan susut daya ....................................................................... 53
Gambar 5.14. Perbaikan profil tegangan ................................................................. 53
Gambar 5.15. Mitigasi distorsi harmonic ................................................................ 53
Gambar 5.16. Sistem IEEE 123 bus ........................................................................ 54
Gambar 5.17. Penurunan susut daya ....................................................................... 54
Gambar 5.18. Perbaikan profil tegangan ................................................................. 55
Gambar 5.19. Penurunan susut daya ....................................................................... 55
Gambar 5.20. Perbaikan profil tegangan ................................................................. 56
Gambar 5.21. Mitigasi distorsi harmonic ................................................................ 56
Gambar 7.1. Flowchart aplikasi dan koordinasi Algoritma Genetika dan aliran beban
untuk problem optimisasi ....................................................................................... 62
RINGKASAN
Sistem tenaga listrik merupakan domain dimana kejahatan dapat terjadi
dalam bentuk penyambungan beban listrik secara ilegal atau dapat dikatakan sebagai
pencurian daya listrik. Pencurian daya listrik merupakan persoalan yang
menimbulkan kerugian besar bagi PLN. Salah satu upaya pencegahan praktek
pencurian daya listrik adalah ditegakkannya peraturan perundang-undangan yang
mampu menjerat pelaku pencurian daya listrik agar menimbulkan efek jera bagi yang
bersangkutan. Meskipun demikian peraturan perundangan yang diberlakukan juga
harus menjamin rasa keadilan. Hal ini perlu ditekankan terutama terkait dengan
pelaku dan modus operandinya yang sangat beragam serta dampak yang
ditimbulkannya terhadap sistem tenaga listrik juga tergantung pada sekala daya yang
dicuri.
Persoalannya kemudian adalah perumusan pasal-pasal yang mengatur
tindak pidana pencurian khususnya pencurian aliran listrik tidak didapati secara
sepesifik dan rinci dalam KUHP, kecuali hanya secara umum terhadap delik
pencuriannya saja, dan dirasakan telah ketinggalan jaman dan tidak cocok dengan
aspirasi/perkembangan kesadaran hukum dalam masyarakat. Hal ini terutama
disebabkan KUHP merupakan warisan jaman Kolonial-Belanda.
Unsur-unsur pencurian dalam pasal 362 KUHP yaitu mengambil barang:
kepunyaan orang lain; dengan maksud memilikinya; secara melawan hukum dalam
hal ini, dengan menggunakan penafsiran analogi maka memakai daya listrik secara
ilegal dapat dikatagorikan sebagai pencurian. Dalam perspektif hukum pidana,
persalan pencurian daya listrik didekati menggunakan penafsiran analogi daya listrik
sebagai substansi fisik, konsep merugikan pihak lain, serta konsep perlawanan
terhadap hukum.
Keterlibatan kebijakan hukum pidana pada tahap formulatif dalam kasus
pencurian daya listrik amat penting, karena tahap tersebut merupakan proses
pembuatan perundang-undangan hukum pidana yang merupakan hal prinsip dalam
sistem peradilan pidana. Aliran listrik dapat ditafsirkan secara ekstensif yang
menurut fenomena fisika, daya listrik merupakan substansi fisika yang dapat
diketahui fenomenanya, terukur serta dapat dimanfaatkan dalam kehidupan. Pada sisi
ii
lain, daya listrik perlu diproduksi dan disalurkan kepada konsumen. Produksi
tersebut menggunakan peralatan-peralatan yang membutuhkan beaya investasi dan
operasional yang besar, sehingga penggunaannya secara ilegal akan merugikan pihak
pengelola daya listrik.
Upaya hukum sebagaimana diuraikan di atas betapapun hanya dapat
dilakukan ketika praktek pencurian dapat ditemukan dan pelakunya dapat ditangkap.
Dengan demikian, upaya menemukan praktek pencurian daya listrik berikut
pelakunya merupakan prasyarat agar proses hukum dapat dilakukan. Persoalannya
kemudian adalah hal tersebut sulit dilakukan mengingat jaringan sistem kelistrikan
yang mencakup areal yang sangat luas.
Upaya yang sejauh ini dilakukan adalah dengan melakukan penyisiran
daerah yang dicurigai terjadi pencurian. Upaya ini selain membutuhkan dana yang
besar, efektifitas dari kegiatan ini juga diragukan karena luasnya area jaringan sistem
kelistrikan.
Pencurian
pada
gilirannya
akan
tetap
terjadi
karena
tidak
dimungkinkannya melakukan pemeriksaan dan pengawasan di seluruh area sistem
kelistrikan, baik karena terbatasnya jumlah petugas maupun karena besarnya dana
yang dibutuhkan untuk melaksanaan pemeriksaan secara rutin.
Informasi tentang indikasi lokasi pencurian akan sangat membantu dalam
menentukan prioritas daerah pemeriksaan. Pencurian daya dapat dipandang sebagai
penambahan beban secara ilegal terhadap sistem kelistrikan. Hal ini pada gilirannya
akan memberikan pengaruh kepada kondisi operasi sistem dan merubah parameter
operasional sistem, misalnya perubahan nilai tegangan dan frekuensi. Perubahan
parameter ini dapat digunakan untuk memperkirakan lokasi pencurian, sehingga
indikasi pencurian daya listrik berikut lokasinya dapat dilacak. Karena hubungan
antara penambahan beban dengan parameter operasional sistem sangat tidak linear
(highly nonlinear), maka penggunaan metode pelacakan konvensional tidak efektif.
Perhitungan aliran beban merupakan perhitungan yang memberikan
pemetaan relasional antara parameter operasional sistem tenaga listrik atas
komponen-komponen yang terpasang. Perhitungan aliran beban dilakukan mulamula dengan memodelkan sistem tenaga listrik ke dalam persamaan matematis dan
kemudian meng-konstruksikannya sebagai persamaan matriks.
Penyelesaian
persamaan matriks tersebut pada umumnya menggunakan metode matematis lanjut
iii
yang melibatkan metode iteratif, karena persamaan titik pada setiap bus tidak dapat
secara langsung dipecahkan karena vector arus-nya tidak diketahui. Metode iteratif
untuk perhitungan aliran beban dilakukan dengan memberikan asumsi awal nilai
tegangan tiap bus yang kemudian di-update secara iteratif. Terdapat berbagai metode
untuk penyelesaian persoalan aliran beban, diantaranya adalah Newton Raphson,
Gauss Seidel dan Fast Decouple.
Metode Gauss-Seidel meng-update nilai tegangan secara rekursif sehingga
jika ada penambahan bus sistem, perhitungan harus kembali dilakukan dari awal.
Metode Newton Raphson melakukan update tegangan secara simultan sehingga lebih
cepat konvergen dibandingkan metode Gauss Seidel, tetapi memiliki beban
komputasi yang tinggi. Untuk mengurangi beban komputasi metode NewtonRaphson, kopling antara komponen-komponen matriks yang tidak signifikan
mempengaruhi ketelitian dapat dihilangkan pada metode decoupled power flow.
Dalam penelitian ini metode Newton Raphson digunakan untuk
perhitungan aliran beban. Metode Newton-Raphson diketahui cukup presisi dalam
analisis aliran beban, meskipun beban komputasi metode ini cukup berat karena
harus melibatkan matriks Jacobian dengan dimensi yang cukup besar. Implementasi
metode tersebut pada perhitungan aliran beban dilakukan dengan menggunakan
pemrograman komputer dengan bahasa pemrograman Matlab.
Metode Newton-Raphson telah diimplementasikan dalam sistem IEEE 18
bus dan berdasarkan hasil patok uji terhadap hasil perhitungan porgram paket
standar, hasil perhitungan dari program yang dikembangkan sangat akurat. Program
yang dikembangkan dengan metode Newton Raphson juga telah diimplementasikan
pada sistem besar dengan kemampuan konvergensi yang baik serta hasil yang cukup
akurat. Alasan utama dikembangkannya program komputer tersebut adalah untuk
memberikan kemungkinan interaktif antara program aliran beban dengan program
lainnya memanfaat program aliran beban sebagai sub routine. Pada tahun kedua
penelitian ini, program algoritma genetika dikembangkan untuk menyelesaikan
persamaan tak linier tinggi. Algoritma mula-mula dikonstruksi untuk menyelesaikan
persoalan optimisasi sederhana. Implementasi pada sistem yang lebih rumit
kemudian dilakukan untuk menguji keandalan dari algoritma yang dibangun. Hasilhasilnya kemudian dianalisis untuk melihat akurasi dan ketelitian algoritma.
iv
PENDAHULUAN
Pencurian daya listrik merupakan fenomena dan persoalan yang telah
berlangsung lama dan diakui sulit untuk dicegah dan diberantas. Selain dilakukan
oleh industri sekala menengah, pencurian daya listrik ini juga dilakukan oleh
pelanggan domestik. Kerugian PLN akibat pencurian daya listrik ini cukup besar,
yaitu sekitar 11.44 persen dari total produksi daya yang dihasilkan PLN secara
nasional. Selain kerugian finansial yang besar, praktek pencurian ini juga diyakini
mengganggu kelangsungan pasokan dan mengganggu sistem operasi kelistrikan.
Ditengah kondisi PLN yang sulit mencukupi kebutuhan daya listrik, pencurian daya
listrik ini akan membuat upaya pemenuhan kebutuhan daya listrik semakin sulit.
Strategi yang efektif untuk menekan tingkat pencurian ini akan membantu PLN
mencukupi kebutuhan daya dan menekan kerugian.
Lemahnya pengawasan diyakini sebagai sebab selalu terjadinya pencurian
daya listrik. Kesulitan melakukan pengawasan dan pemeriksaan secara kontinyu baik
karena
terbatasnya
petugas
maupun besarnya
anggaran
yang
dibutuhkan
mengakibatkan pencurian selalu terjadi. Dalam beberapa kasus, pencurian daya
listrik diketahui secara tidak sengaja ketika dilakukan perbaikan atau pemeliharaan
jaringan. Hal ini mengindikasikan bahwa praktek pencurian boleh jadi telah
dilakukan dalam waktu yang lama. Disisi lain, hal ini juga menunjukkan bahwa
boleh jadi banyak praktek pencurian lain yang belum terdeteksi. Pencurian daya
listrik juga dapat diduga terjadi pada suatu daerah jika jumlah tagihan PLN untuk
daerah tersebut merosot tajam sementara jumlah pasokan daya listrik ke daerah
tersebut tidak berubah secara signifikan. Jika kemudian dugaan tersebut terbukti
benar, maka sebenarnya pencurian telah terjadi dalam waktu tertentu dan kerugian
tidak dapat dihindari. Dengan demikian, pencurian menjadi sulit diberantas dan
bahkan untuk mengetahui indikasinya pun masih merupakan pekerjaan besar.
Untuk mengatasi persoalan pencurian daya listrik dan menghindarkan PLN
dari kerugian yang besar, mengetahui indikasi pencurian sejak awal terjadinya
menjadi sangat penting. Secara umum, pencurian daya listrik dilakukan oleh
pelanggan besar (industri) dan pelanggan kecil (rumah tangga). Meskipun daya yang
1
dicuri oleh pelanggan rumah tangga relatif kecil, jika dilakukan secara massal, akan
memberikan pengaruh kepada sistem kelistrikan yang kurang lebih sama.
Pencurian daya listrik dapat dipandang sebagai penambahan beban kelistrikan
secara ilegal. Perusahaan pemasok daya listrik biasanya melakukan rencana operasi
jangka pendek berdasarkan ramalan beban untuk 24 jam kedepan. Dalam
perencanaan ini akan diperkirakan kondisi sistem untuk beban yang diramalkan.
Pencurian daya listrik akan mengakibatkan kondisi operasi sistem berbeda dari
perkiraan karena adanya beban ilegal yang tidak teramalkan. Fenomena ini dapat
digunakan untuk mengetahui indikasi awal pencurian daya listrik. Indikasi awal ini
sangat berguna untuk memperkirakan lokasi pencurian dan besarnya daya yang
dicuri.
Untuk keperluan tersebut perlu dilakukan studi perubahan kondisi operasi
sistem karena penambahan beban ilegal. Studi dimaksud dilakukan dengan cara
memetakan hubungan antara penambahan beban dengan perubahan kondisi operasi
sistem. Karena hubungan antara pembebanan daya listrik dengan parameter operasi
sistem tenaga listrik sangat tidak linier, maka diperlukan perhitungan matematika
tingkat lanjut yang pada umumnya melibatkan prosedur iteratif. Perhitungan
parameter operasi sistem untuk kondisi sistem yang diketahui disebut perhitungan
aliran beban. Dalam perhitungan tersebut, data-data sistem yang meliputi nilai beban
dan data jaringan harus diketahui untuk kemudian dilakukan analisis aliran beban.
Kebanyakan program paket untuk analisis aliran beban merupkan program
tertutup (closed program) yang tidak memungkinkan program tersebut interaktif
dengan program lain, dalam penelitian ini akan dibangun sendiri program aliran
beban agar diperoleh program yang mempunyai keterbukaan hubungan (open
connectivity). Dengan demikian, program tersebut dapat digunakan sebagai sub
program (sub routine) pada program lain atau digunakan bersama-sama secara
interaktif dengan program lain. Program aliran beban yang telah selesai
dikembangkan pada tahun pertama akan lebih lanjut dikembangkan untuk
mengakomodasi berbagai kombinasi beban serta dikembangkan agar mampu
interaktif dengan program Algoritma Genetika.
Pada sisi lain program aliran daya tersebut juga akan divalidasi dengan
membandingkan hasil perhitungannya terhadap hasil perhitungan aliran beban dari
2
program paket standar, misalnya ETAP dan HARMFLOW. Hasil perbandingan
tersebut kemudian dianalisis untuk menentukan tingkat ke-sahih-an dari program
yang dikembangkan. Perbandingan terhadap ETAP dan HARMFLOW ini dilakukan
sebagai upaya benchmarking (patok pengujian) karena kedua program paket tersebut
telah diakui secara internasional dapat memberikan hasil perhitungan yang valid
untuk analisis aliran daya. Perbaikan kemudian dilakukan jika ternyata terdapat
kekeliruan pada program yang dikembangkan. Program aliran daya yang telah
divalidasi tersebut kemudian dipakai untuk melakukan analisis aliran daya untuk
sistem standar. Aplikasi lain dari program tersebut adalah untuk melihat pengaruh
perubahan beban terhadap kondisi operasi sistem. Dari kegiatan-kegiatan tersebut
diharapkan dihasilkan dua buah laporan tesis master dan sebuah publikasi ilmiah.
Program lain yang akan dikembangkan pada tahun kedua adalah program
Algoritma Genetika untuk keperluan optimisasi. Algoritma ini bekerja dengan mulamula membentuk populasi kandidat solusi yang dilakukan secara acak. Langkah
berikutnya adalah evaluasi setiap kandidat solusi dalam populasi tersebut
menggunakan fungsi fitness. Pemilihan kandidat solusi berdasarkan nilai fitness
untuk regenerasi merupakan langkah selanjutnya. Pemilihan kandidat solusi dalam
penelitian ini menggunakan metode turnamen. Populasi hasil regenerasi kemudian
terbentuk dan perlu dilakukan manipulasi solusi dengan mekanisme crossover dan
mutasi untuk mempertahankan keanekaragaman solusi. Metode crossover yang
dipakai adalah one-point crossover, sementara mutasi dilakukan dengan mode bitbased mutation. Terbentuklah populasi yang baru yang kemudian siap untuk kembali
dievaluasi. Sampai dengan tahap ini satu siklus selesai dan setelah beberapa generasi
(iterasi), kandidat terbaik pada generasi terakhir merepresentasikan solusi terbaik
dari persoalan yang ditangani.
Untuk keperluan penyelesaian optimal suatu persoalan, fungsi fitness
memegang peranan penting untuk meraih solusi terbaik. Karena itu fungsi fitness
perlu dikonstruksi secara hati-hati agar merupakan representasi yang tepat atas fungsi
sasaran persoalan yang dipecahkan. Dalam hal ini hasil penelusuran pustaka dan
rumusan yang memetakan hubungan antara penambahan beban dan kondisi operasi
sistem tenaga listrik akan dijadikan pertimbangan dalam membangun fungsi fitness.
Jumlah populasi awal dan jumlah generasi yang diperhitungkan juga memberikan
3
kontribusi penting dalam pencapaian solusi terbaik. Parameter optimisasi lain yang
juga berpengaruh terhadap hasil penelusuran solusi terbaik adalah laju crossover dan
mutasi, yang karenanya perlu ditentukan secara cermat.
Algoritma Genetika yang telah dikembangkan akan diimplementasikan untuk
penyelesaian persoalan optimisasi. Problem yang diselesaikan akan dipilih dari
persoalan optimisasi sederhana sampai dengan optimisasi yang lebih kompleks yang
mengandung kemungkinan jebakan optimal lokal. Hal ini dilakukan untuk memverifikasi bahwa algoritma yang dikembangkan betul-betul handal untuk problem
optimisasi yang rumit. Aplikasi Algoritma Genetika untuk penelusuran lokasi
optimal akan mendapatkan prioritas dalam kegiatan implementasi Algoritma
Genetika untuk penyelesaian permasalahan optimisasi. Dari kegiatan ini diharapkan
dapat ditulis laporan tesis master dan publikasi ilmiah ke jurnal.
4
DAFTAR PUSTAKA
A.Ulinuha, M. A. S. Masoum, et al. (2006), Decoupled Harmonic Power Flow for
Large Power System with Multiple Nonlinear Loads ,The Seventh
Postgraduate Electrical Engineering and Computing Symposium (PEECS),
Perth, Australia, Murdoch University.
A.Ulinuha, M. A. S. Masoum, et al. (2006), A Hybrid GA-Fuzzy Algorithm for
Optimal Dispatch of LTC and Shunt Capacitors in Distribution System,
Australasian Universities Power Engineering Conference (AUPEC),
Melbourne, Australia, Victoria University.
A.Ulinuha, M. A. S. Masoum, et al. (2006), Optimal Dispatch of LTC and Shunt
Capacitors in the Presence of Harmonics using Genetic Algorithms, Power
Systems Conference and Exposition (PSCE) - IEEE, Atlanta, Georgia, USA,
IEEE PES.
A.Ulinuha, M. A. S. Masoum, et al. (2006), The Accuracy and Efficiency Issues of
Decouple Approach for Harmonic Power Flow Calculation, Regional
Postgraduate Conference on Engineering and Science (RPCES) Johor Bahru,
Malaysia, Universiti Teknologi Malaysia.
A.Ulinuha, M. A. S. Masoum, et al. (2007), Harmonic Power Flow Calculations for
Large Power System with Multiple Nonlinear Loads Using Decouple
Approach, Australasian Universities Power Engineering Conference
(AUPEC), Perth, Australia, Curtin University of Technology.
A.Ulinuha, M. A. S. Masoum, et al. (2007), Optimal Control of Reactive
Power/Voltage in Distribution System Using Genetic Algorithms,
Postgraduate Electrical Engineering and Computing Symposium (PEECS),
Perth, Australia, Curtin University of Technology.
A. Ulinuha, (2007), Optimal Dispatch of LTC and Switched Shunt Capacitors for
Distribution Networks in the Presence of Harmonics, Department of
Electrical and Computer Engineering, Perth, Curtin University of
Technology. Doctor of Philosophy: 203.
A. Ulinuha, M. A. S. Masoum, et al, Hybrid Genetic-Fuzzy Algorithm for Optimal
Volt/VAr/THD Control of Distribution Systems with High Penetration of
Nonlinear Loads, IEEE Transactions on Power Delivery.
A. Ulinuha, M. A. S. Masoum, et al. (2008), Optimal Scheduling of LTC and Shunt
Capacitors in Large Distorted Distribution Systems using Evolutionary-Based
Algorithms, IEEE Transactions on Power Delivery, 23(1): 434 - 441.
A.Ulinuha, S. M. Islam, et al. (2008), Optimal Voltage Restoration in Electric Power
Systems Using Genetic Algorithms, Powercon 2008 and 2008 IEEE Power
India Conference, New Delhi, India, IEEE - PES.
Amjady, N. (2007). "Short-Term Bus Load Forecasting of Power Systems by a New
Hybrid Method." IEEE Transactions on Power Systems 22(1): 333-341.
107
Chang, G. W., W. Hung-Lu, et al. (2004), Strategic placement and sizing of passive
filters in a power system for controlling voltage distortion, IEEE Transactions
on Power Delivery, 19(3): 1204-1211.
Chang, G. W., W. Hung-Lu, et al. (2004). "Strategic placement and sizing of passive
filters in a power system for controlling voltage distortion." Power Delivery,
IEEE Transactions on 19(3): 1204-1211.
Chenthur Pandian, S., K. Duraiswamy, et al. (2006). "Fuzzy approach for short term
load forecasting." Electric Power Systems Research 76(6-7): 541-548.
Das, D. (2005), A Noniterative Load Flow Algorithm for Radial Distribution
Networks Using Fuzzy Set Approach and Interval Arithmetic, Electric Power
Components and Systems, 33(1): 59 - 72.
Grainger, J. J. and S. Civanlar (1985). "Volt/var control on distribution systems with
lateral branches using shunt capacitors and voltage regulators. Part III: The
numerical result." IEEE Transactions on Power Apparatus and Systems
104(11): 3291-3297.
Hanintijo Soemitro, Rony, (1990) Metodologi Penelitian Hukum dan Yurimetri,
Ghalia Indonesia, Jakarta.
Hartono, Dimyati, (1990) Hukum sebagai Faktor Penentu Pemanfaatan Teknologi
Telekomunikasi, Pidato Pengukuhan Guru besar FH UNDIP, Semarang.
Hu, Z., X. Wang, et al. (2003). "Volt/VAr control in distribution systems using a
time-interval based approach." IEE Proceedings-Generation, Transmission
and Distribution 150(5): 548-554.
Ishikawa, Hiroshi, (1984), Crime Prevention In the Context of National Developmet,
Bahama, Lembaga Kriminologi UI, No.4/Th VI.
Jurnal Nasional, (27/12/2007). PLN Kembali Buka Tender BBM.
Kandil, N., R. Wamkeue, et al. (2006). "An efficient approach for short term load
forecasting using artificial neural networks." International Journal of
Electrical Power & Energy Systems 28(8): 525-530.
Kartanegara, Satochid, Hukum Pidana, Kumpulan kuliah Bagian Satu,, Balai Lektur
Mahasiswa, Jakarta.
---------, (1990), Kamus Besar Bahasa Indonesia, Balai Pustaka, Jakarta.
Kenichi, Ohmae, (1995), The End of The Nation State, The Rice of Regional
Economic, The Free Press, New York/London.
Kersting, W. H. (1991), Radial distribution test feeders, IEEE Transactions on Power
Systems 6(3): 975-985.
Kompas (27/02/2006). Industri Curi Listrik.
Kompas (10/03/2006). Susut Daya PLN Tegal Capai 10,62 persen.
Kompas (07/04/2007), Pencurian Listrik Marak, PLN Bekasi Kehilangan Belasan
Miliar Rupiah.
Masoum, M. A. S., A. Jafarian, et al. (2004), Fuzzy approach for optimal placement
and sizing of capacitor banks in the presence of harmonics, IEEE
Transactions on Power Delivery 19(2): 822 - 829.
108
Masoum, M. A. S., M. Ladjevardi, et al. (2004), Application of local variations and
maximum sensitivities selection for optimal placement of shunt capacitor
banks under nonsinusoidal operating conditions, International Journal of
Electrical Power & Energy Systems, 26(10): 761-769.
Masoum, M. A. S., M. Ladjevardi, et al. (2004), Optimal Placement, Replacement
and Sizing of Capacitor Banks in Distorted Distribution Networks by Genetic
Algorithms, IEEE Transactions on Power Delivery 19(4): 1794-1801.
Mendoza, J. E., D. A. Morales, et al. (2007), Multiobjective Location of Automatic
Voltage Regulators in a Radial Distribution Network Using a Micro Genetic
Algorithm, IEEE Transactions on Power Systems, 22(1): 404-412.
Moeljatno, (1985), Azas-azas Hukum Pidana, PT. Bina Aksara, Jakarta.
Moleong, Lexi, J, (1993), Metode Penelitian Kualitatif, PT Remaja Rosdakarya,
Bandung.
Muladi, (1995), Kapita Selekta Sistem Peradilan Pidana, BP UNDIP, Semarang.
Nawawi Arief, barda, (1980) Penetapan Pidana Penjara Dalam Perundang-undangan
Dalam Rangka Usaha Penanggulangan Kejahatan, Desertasi, UNPAD,
Bandung.
Rakyatmerdeka (27/06/2007), Daya Listrik Raib 100 Juta KWH, PLN Tangerang
Rugi 828 M Tiap Tahun.
Roberston, Ronald, (1992), Globalization, Social Theory and Global Culture, Sage
Publication, London.
Sinar Harapan (04/12/2002), PLN Lampung Rugi Rp 270 Miliar, Tingkat Pencurian
Listrik Masih Tinggi.
Soesilo, R, (1988), Kitab Undang-undang Hukum Pidana serta komentarkomentarnya lengkap pasal demi pasal, PT Karya Nusantara, Bandung.
Suara Merdeka, (16/06/2004), Modus Baru Pencurian Daya, 119 Boks Meteran
Listrik Dirusak.
Sudarto, (1986), Hukum dan Hukum Pidana, Alumni, Bandung.
Sudarto, (1983), Hukum Pidana dan Perkembangan Masyarakat, Sinarbaru,
Bandung,.
-------------,(1996) Bunga Rampai Kebijakan Hukum Pidana, Citra Aditya Bakti,
Bandung,
-------------, (1990), Kitab Undang-Undang Hukum Pidana, Bumi Aksara, Jakarta,.
-------------, (1995) Penelitian Hukum Normatif (Suatu Upaya Reorientasi
Pemahaman), UNSOED, Purwokerto.
------------, (2002), UU RI No 20 tahun 2002 tentang Ketenagalistrikan beserta
penjelasannya, Citra Umbara, Bandung.
109
Ulinuha, A., M. A. S. Masoum, et al. (2008). Optimal Scheduling of LTC and Shunt
Capacitors in Large Distorted Distribution Systems using Evolutionary-Based
Algorithms, IEEE Transactions on Power Delivery 23(1): 434 - 441
.
110
TEKNOLOGI INFORMASI
LAPORAN HASIL PENELITIAN
HIBAH PENELITIAN TIM PASCASARJANA-HPTP
(HIBAH PASCA)
PROGRAM PENELUSURAN LOKASI PENCURIAN
DAYA LISTRIK DENGAN MENGGUNAKAN
ALGORITMA GENETIKA
Oleh:
Agus Ulinuha, ST, MT, PhD
Supriyono, ST, MT, PhD
Prof. Dr. Budi Murtiyasa, M.Kom
DIBIAYAI OLEH DIREKTORAT JENDERAL PENDIDIKAN TINGGI
DEPARTEMEN PENDIDIKAN NASIONAL
SESUAI DENGAN SURAT PERJANJIAN PELAKSANAAN HIBAH PENELITIAN
316/SP2H/PP/DP2M/IV/2010, TERTANGGAL 12 APRIL 2010
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
2010
PRAKATA
Hanya berkat pertolongan dan petunjuk dari Tuhan yang maha kuasa
kegiatan penelitian pada tahun kedua ini dapat diselesaikan dengan baik. Penelitian
ini mengambil tema pencurian daya listrik dan pembahasannya dilakukan baik dari
perspektif hukum maupun dari sudut pandang teknis. Fokus penelitian ini pada tahun
kedua adalah pemrograman komputer untuk perhitungan aliran beban dan analisis
akurasinya serta konstruksi program algoritma genetika untuk penyelesaian
persoalan optimisasi sederhana. Implementasi algoritma untuk persoalan kelistrikan
yang lebih sederhana juga dilakukan sebelum dilakukan implementasi untuk
persoalan yang sesungguhnya.
Kontribusi yang diharapkan adalah dibangunnya suatu program komputer
yang dapat memberikan informasi awal tentang lokasi yang diduga terjadi pencurian
daya listrik berikut data nilai daya yang dicuri.
Ucapan terimakasih bersama ini disampaikan kepada semua pihak yang
telah membantu terselenggaranya dan terselesaikannya penelitian ini. Secara khusus
ucapan terimakasih disampaikan kepada pihak-pihak sebagai berikut:
1. Anggota tim peneliti Dosen maupun mahasiswa atas kerjasamanya yang baik,
2. Ketua LPPM UMS atas segala bantuannya sehingga penelitian dapat terlaksana,
3. Direktur Program Pascasarjana UMS
4. Dosen pembimbing master pada jurusan Hukum dan Magister Pendidikan
Program Pascasarjana UMS
5. Staf Akademik pada Program Pascasarjana UMS
Penelitian ini diharapkan membawa manfaat bagi pihak-pihak yang
berkepentingan. Meskipun demikian, disadari pula bahwa terdapat berbagai
kekurangan atas penelitian ini baik dari sisi penyelenggaraannya maupun dalam
pelaporannya. Saran dan kritik membangun akan diterima dengan tangan terbuka
untuk perbaikan penelitian ini pada masa mendatang maupun dalam penyusunan
laporannya. Semoga kegiatan kecil mampu membawa kebaikan dan maslahah bagi
semua pihak.
Surakarta, 30 Oktober 2010
Peneliti
DAFTAR ISI
Halaman Pengesahan ................................................................................................. i
Ringkasan ................................................................................................................ ii
Capaian Indikator Kinerja......................................................................................... v
Prakata ................................................................................................................... vi
Daftar Isi ................................................................................................................ vii
Daftar Tabel ............................................................................................................ ix
Daftar Gambar.......................................................................................................... x
Bab I Pendahuluan ................................................................................................... 1
Bab II Tujuan Dan Manfaat Penelitian Tahun Pertama ............................................. 5
Bab III Tinjauan Pustaka .......................................................................................... 7
Bab IV Metode Penelitian Tahun Pertama .............................................................. 14
Bab V Hasil dan Pembahasan ................................................................................. 16
5.1. Analisis Aliran Daya Listrik ...................................................................... 17
5.2. Metode Analisis Aliran Beban ................................................................... 19
a. Metode Gauss-Seidel ................................................................................ 19
a.1. Faktor Percepatan ................................................................................... 20
b. Metode Newton Raphson........................................................................... 21
b.1. Penerapan Metode Newton Raphson pada perhitungan aliran beban ....... 21
c. Decoupled Load Flow ................................................................................ 23
c.1. Algoritma Decoupled Power Flow ......................................................... 25
5.3. Algoritma Perhitungan Aliran Beban Menggunakan Metode Newton
Raphson ..................................................................................................... 29
5.4. Analisis akurasi ......................................................................................... 31
a. Data sistem ................................................................................................ 31
b. Hasil perhitungan dan Analisis Akurasi ..................................................... 33
5.5. Analisis aliran beban untuk sistem 30 bus ................................................. 38
a. Data sistem ................................................................................................ 38
b. Informasi komputasi dan konvergensi ........................................................ 40
c. Informasi sistem dan hasil perhitungan umum ........................................... 41
d. Hasil perhitungan bus ................................................................................ 41
e. Hasil perhitungan aliran daya jaringan ....................................................... 42
5.6. Aplikasi Program Algoritma Genetika ...................................................... 43
a. Pencarian Posisi Maksimum Fungsi Multimodal ........................................ 43
b. Penjadwalan optimal komponen tersaklar ................................................. 46
Bab VI Kesimpulan Dan Saran ............................................................................... 59
6.1. Kesimpulan .............................................................................................. 59
6.2. Saran ......................................................................................................... 60
Bab VII Rencana Penelitian Tahap Selanjutnya ...................................................... 61
7.1. Tujuan Khusus........................................................................................... 61
7.2. Metode ...................................................................................................... 61
7.3. Jadwal kerja ............................................................................................... 63
BAB VIII Draft Artikel ilmiah ............................................................................... 64
Artikel ilmiah 1 ................................................................................................ 64
Artikel ilmiah 2 .............................................................................................. 100
Daftar Pustaka ...................................................................................................... 107
Lampiran .............................................................................................................. 111
Judul dan ruang lingkup penelitian mahasiswa ............................................... 111
Hasil Cetak Keluaran Program Aliran Beban .................................................. 113
1. Sistem 18 bus dengan kapasitor ............................................................... 113
2. Sistem 30 bus dengan kapasitor ............................................................... 115
DAFTAR TABEL
Tabel 5.1. Data bus sistem standar IEEE 18 bus ..................................................... 32
Tabel 5.2. Data percabangan sistem standar IEEE 18 bus ....................................... 33
Tabel 5.3. Hasil perhitungan program, ETAP dan HARMFLOW ........................... 34
Tabel 5.4. Selisih hasil perhitungan program yang dibuat terhadap ETAP dan
HARMFLOW ......................................................................................... 35
Tabel 5.5. Perbandingan hasil perhitungan rugi daya .............................................. 36
Tabel 5.6. Aliran daya pada jaringan sistem 18 bus IEEE ....................................... 37
Tabel 5.7. data bus dan beban sistem 30 kV ............................................................ 39
Table 5.8. Data percabangan sistem 30 bus ............................................................. 40
Tabel 5.9 Informasi komputasi program ................................................................. 41
Tabel 5.10 Isnformasi sistem dan hasil perhitungan umum ..................................... 41
Tabel 5.11. Hasil perhitungan pada bus .................................................................. 42
Tabel 5.12. Hasil perhitungan aliran daya sistem 30 bus ......................................... 42
Tabel 5. 13. Data kapasitor sistem 30 bus ............................................................... 50
Tabel 5.14 Data beban nonlinear sistem 30 bus ...................................................... 50
Table 5. 15 Penelusuran penjadwalan sistem tanpa beban harmonic ....................... 51
Tabel 5.16. Penelusuran penjadwalan sistem dengan beban harmonik .................... 52
Tabel 5.17. Hasil-hasil optimisasi ........................................................................... 57
Tabel 5.18 Parameter optimisasi dan koefisian pembobotan ................................... 58
Tabel 7.1. Jadwal kegiatan penelitian tahun kedua .................................................. 63
DAFTAR GAMBAR
Gambar 5.1. Bagian sistem tenaga listrik ................................................................ 18
Gambar 5.2. Diagram alir perhitungan aliran beban menggunakan metode Newton
Raphson ............................................................................................ 30
Gambar 5.3. Sistem Standar IEEE18 bus ................................................................ 32
Gambar 5.4 Sistem distribusi 30 bus untuk analisis aliran beban ............................. 38
Gambar 5.5. Kontur 3 dimensi fungsi multi modal ................................................. 44
Gambar 5.6. Jejak penelusuran nilai maksimum global ........................................... 45
Gambar 5.7. Progres iterasi algoritma genetika ....................................................... 45
Gambar 5.8. Kurva beban ....................................................................................... 47
Gambar 5.9 Diagram alir algoritma genetika .......................................................... 49
Gambar 5.10. Sistem 30 bus untuk penjadwalan optimal ........................................ 50
Gambar 5.11. Penurunan susut daya ....................................................................... 51
Gambar 5.12. Perbaikan profil tegangan ................................................................. 52
Gambar 5.13. Penurunan susut daya ....................................................................... 53
Gambar 5.14. Perbaikan profil tegangan ................................................................. 53
Gambar 5.15. Mitigasi distorsi harmonic ................................................................ 53
Gambar 5.16. Sistem IEEE 123 bus ........................................................................ 54
Gambar 5.17. Penurunan susut daya ....................................................................... 54
Gambar 5.18. Perbaikan profil tegangan ................................................................. 55
Gambar 5.19. Penurunan susut daya ....................................................................... 55
Gambar 5.20. Perbaikan profil tegangan ................................................................. 56
Gambar 5.21. Mitigasi distorsi harmonic ................................................................ 56
Gambar 7.1. Flowchart aplikasi dan koordinasi Algoritma Genetika dan aliran beban
untuk problem optimisasi ....................................................................................... 62
RINGKASAN
Sistem tenaga listrik merupakan domain dimana kejahatan dapat terjadi
dalam bentuk penyambungan beban listrik secara ilegal atau dapat dikatakan sebagai
pencurian daya listrik. Pencurian daya listrik merupakan persoalan yang
menimbulkan kerugian besar bagi PLN. Salah satu upaya pencegahan praktek
pencurian daya listrik adalah ditegakkannya peraturan perundang-undangan yang
mampu menjerat pelaku pencurian daya listrik agar menimbulkan efek jera bagi yang
bersangkutan. Meskipun demikian peraturan perundangan yang diberlakukan juga
harus menjamin rasa keadilan. Hal ini perlu ditekankan terutama terkait dengan
pelaku dan modus operandinya yang sangat beragam serta dampak yang
ditimbulkannya terhadap sistem tenaga listrik juga tergantung pada sekala daya yang
dicuri.
Persoalannya kemudian adalah perumusan pasal-pasal yang mengatur
tindak pidana pencurian khususnya pencurian aliran listrik tidak didapati secara
sepesifik dan rinci dalam KUHP, kecuali hanya secara umum terhadap delik
pencuriannya saja, dan dirasakan telah ketinggalan jaman dan tidak cocok dengan
aspirasi/perkembangan kesadaran hukum dalam masyarakat. Hal ini terutama
disebabkan KUHP merupakan warisan jaman Kolonial-Belanda.
Unsur-unsur pencurian dalam pasal 362 KUHP yaitu mengambil barang:
kepunyaan orang lain; dengan maksud memilikinya; secara melawan hukum dalam
hal ini, dengan menggunakan penafsiran analogi maka memakai daya listrik secara
ilegal dapat dikatagorikan sebagai pencurian. Dalam perspektif hukum pidana,
persalan pencurian daya listrik didekati menggunakan penafsiran analogi daya listrik
sebagai substansi fisik, konsep merugikan pihak lain, serta konsep perlawanan
terhadap hukum.
Keterlibatan kebijakan hukum pidana pada tahap formulatif dalam kasus
pencurian daya listrik amat penting, karena tahap tersebut merupakan proses
pembuatan perundang-undangan hukum pidana yang merupakan hal prinsip dalam
sistem peradilan pidana. Aliran listrik dapat ditafsirkan secara ekstensif yang
menurut fenomena fisika, daya listrik merupakan substansi fisika yang dapat
diketahui fenomenanya, terukur serta dapat dimanfaatkan dalam kehidupan. Pada sisi
ii
lain, daya listrik perlu diproduksi dan disalurkan kepada konsumen. Produksi
tersebut menggunakan peralatan-peralatan yang membutuhkan beaya investasi dan
operasional yang besar, sehingga penggunaannya secara ilegal akan merugikan pihak
pengelola daya listrik.
Upaya hukum sebagaimana diuraikan di atas betapapun hanya dapat
dilakukan ketika praktek pencurian dapat ditemukan dan pelakunya dapat ditangkap.
Dengan demikian, upaya menemukan praktek pencurian daya listrik berikut
pelakunya merupakan prasyarat agar proses hukum dapat dilakukan. Persoalannya
kemudian adalah hal tersebut sulit dilakukan mengingat jaringan sistem kelistrikan
yang mencakup areal yang sangat luas.
Upaya yang sejauh ini dilakukan adalah dengan melakukan penyisiran
daerah yang dicurigai terjadi pencurian. Upaya ini selain membutuhkan dana yang
besar, efektifitas dari kegiatan ini juga diragukan karena luasnya area jaringan sistem
kelistrikan.
Pencurian
pada
gilirannya
akan
tetap
terjadi
karena
tidak
dimungkinkannya melakukan pemeriksaan dan pengawasan di seluruh area sistem
kelistrikan, baik karena terbatasnya jumlah petugas maupun karena besarnya dana
yang dibutuhkan untuk melaksanaan pemeriksaan secara rutin.
Informasi tentang indikasi lokasi pencurian akan sangat membantu dalam
menentukan prioritas daerah pemeriksaan. Pencurian daya dapat dipandang sebagai
penambahan beban secara ilegal terhadap sistem kelistrikan. Hal ini pada gilirannya
akan memberikan pengaruh kepada kondisi operasi sistem dan merubah parameter
operasional sistem, misalnya perubahan nilai tegangan dan frekuensi. Perubahan
parameter ini dapat digunakan untuk memperkirakan lokasi pencurian, sehingga
indikasi pencurian daya listrik berikut lokasinya dapat dilacak. Karena hubungan
antara penambahan beban dengan parameter operasional sistem sangat tidak linear
(highly nonlinear), maka penggunaan metode pelacakan konvensional tidak efektif.
Perhitungan aliran beban merupakan perhitungan yang memberikan
pemetaan relasional antara parameter operasional sistem tenaga listrik atas
komponen-komponen yang terpasang. Perhitungan aliran beban dilakukan mulamula dengan memodelkan sistem tenaga listrik ke dalam persamaan matematis dan
kemudian meng-konstruksikannya sebagai persamaan matriks.
Penyelesaian
persamaan matriks tersebut pada umumnya menggunakan metode matematis lanjut
iii
yang melibatkan metode iteratif, karena persamaan titik pada setiap bus tidak dapat
secara langsung dipecahkan karena vector arus-nya tidak diketahui. Metode iteratif
untuk perhitungan aliran beban dilakukan dengan memberikan asumsi awal nilai
tegangan tiap bus yang kemudian di-update secara iteratif. Terdapat berbagai metode
untuk penyelesaian persoalan aliran beban, diantaranya adalah Newton Raphson,
Gauss Seidel dan Fast Decouple.
Metode Gauss-Seidel meng-update nilai tegangan secara rekursif sehingga
jika ada penambahan bus sistem, perhitungan harus kembali dilakukan dari awal.
Metode Newton Raphson melakukan update tegangan secara simultan sehingga lebih
cepat konvergen dibandingkan metode Gauss Seidel, tetapi memiliki beban
komputasi yang tinggi. Untuk mengurangi beban komputasi metode NewtonRaphson, kopling antara komponen-komponen matriks yang tidak signifikan
mempengaruhi ketelitian dapat dihilangkan pada metode decoupled power flow.
Dalam penelitian ini metode Newton Raphson digunakan untuk
perhitungan aliran beban. Metode Newton-Raphson diketahui cukup presisi dalam
analisis aliran beban, meskipun beban komputasi metode ini cukup berat karena
harus melibatkan matriks Jacobian dengan dimensi yang cukup besar. Implementasi
metode tersebut pada perhitungan aliran beban dilakukan dengan menggunakan
pemrograman komputer dengan bahasa pemrograman Matlab.
Metode Newton-Raphson telah diimplementasikan dalam sistem IEEE 18
bus dan berdasarkan hasil patok uji terhadap hasil perhitungan porgram paket
standar, hasil perhitungan dari program yang dikembangkan sangat akurat. Program
yang dikembangkan dengan metode Newton Raphson juga telah diimplementasikan
pada sistem besar dengan kemampuan konvergensi yang baik serta hasil yang cukup
akurat. Alasan utama dikembangkannya program komputer tersebut adalah untuk
memberikan kemungkinan interaktif antara program aliran beban dengan program
lainnya memanfaat program aliran beban sebagai sub routine. Pada tahun kedua
penelitian ini, program algoritma genetika dikembangkan untuk menyelesaikan
persamaan tak linier tinggi. Algoritma mula-mula dikonstruksi untuk menyelesaikan
persoalan optimisasi sederhana. Implementasi pada sistem yang lebih rumit
kemudian dilakukan untuk menguji keandalan dari algoritma yang dibangun. Hasilhasilnya kemudian dianalisis untuk melihat akurasi dan ketelitian algoritma.
iv