Perlengkapan Sistem Tenaga Lecture
Dr. Ramadoni Syahputra
Komponen Utama
Sistem Tenaga Listrik
Sumber
Energi
Tenaga
Mekanik
Generator
Turbin
Trafo
Step-Up
Daya
Listrik
3 fase
Beban
Residensial
Trafo
Step-Down
Beban
Industrial
Beban
Komersial
Sistem
Pembangkitan
10/16/2016
Sistem
Transmisi
Tenaga Listrik
Sistem
Distribusi
Tenaga Listrik
Ilustrasi sistem tenaga listrik dari pembangkitan ke
konsumen akhir
Diagram Sistem Tenaga Listrik
• Pada pusat pembangkit, sumber daya energi primer
seperti bahan bakar fosil (minyak, gas alam, dan
batubara), hidro, panas bumi, dan nuklir diubah
menjadi energi listrik.
• Generator sinkron mengubah energi mekanis yang
dihasilkan pada poros turbin menjadi energi listrik
tiga fasa.
• Melalui transformator step-up, energi listrik ini
kemudian dikirimkan melalui saluran transmisi
bertegangan tinggi menuju pusat-pusat beban.
10/16/2016
Ilustrasi Sistem Transmisi/Distribusi
10/16/2016
Pada sistem transmisi tenaga listrik,
digunakan tegangan tinggi (misal 150 kV)
atau ekstra tinggi (misal 500 kV), dengan
arus yang relatif lebih kecil.
?
10/16/2016
Karena…
• Dengan arus listrik yang relatif kecil,
maka penghantar (konduktor) saluran
transmisi yang digunakan tidak harus
besar, sehingga lebih ekonomis.
• Struktur penyangga konduktor dapat lebih
sederhana, sehingga lebih ekonomis.
• Rugi-rugi saluran (losses) relatif lebih
kecil.
10/16/2016
Selayang Pandang …
Masalah Ketenagalistrikan
di Indonesia
10/16/2016
Neraca Sistem Jawa Bali
Tahun
1997
1998
1999
Kapasitas terpasang awal
(MW)
11407.7
14693.6 15817.7 15510.9 18140.9 18140.9 18140.9 19460.9
Penambahan kapasitas
(MW)
3285.9
1124.1
Total kapasitas terpasang
(MW)
14693.6 15817.7 15510.9 18140.9 18140.9 18140.9 19460.9 19460.9
Beban puncak*)
10016.0 9876.0
11032.0
12231.0 13332.0 14532.0 15839.0 17265.0
Beban puncak**)
10016.0 9876.0
11032.0
12231.0 13699.0 15343.0 17184.0 19246.0
Cadangan*)
46.7
60.2
40.6
48.3
36.1
24.8
22.9
12.7
Cadangan**)
46.7
60.2
40.6
48.3
32.4
18.2
13.3
1.1
-306.8
2000
2630.0
2001
0.0
2002
0.0
2003
1320.0
*) Skenario Lower Bound: rata-rata ~ 9% (2001-2004)
**) Skenario Upper Bound: rata-rata ~ 12% (2001-2004)
Cadangan (%) = [(Total Kap Terpasang – Beban Puncak)/(Beban Puncak)] x 100%
10/16/2016
2004
0.0
Dualisme Pemikiran …
• Listrik sebagai infrastruktur:
Diperlukan sebagai kebutuhan dasar
masyarakat
• Listrik sebagai komoditas:
PT PLN dituntut supaya untung.
10/16/2016
Penyebabnya….
Krisis Ekonomi (1997)
Sebelum
krisis
Sesudah
krisis
0.08
0.03
0.055 – 0.060
0.055 – 0.060
Konversi Rp/ US$
2400
10000
Pendapatan per
kapita (US$)
1500
300 – 400
Aliran kas PLN
surplus
defisit
Dampak
Tarif (US$/kWh)
Harga pokok
penjualan
(US$/kWh)
10/16/2016
Masalah BBM
• Sebagian besar pembangkit listrik di
Indonesia adalah PLTU, yang
membutuhkan BBM.
• Diperlukan bahan bakar alternatif sebagai
pengganti BBM.
10/16/2016
Ilustrasi…
• Investasi PLTU US$ 250 juta untuk
kapasitas 200 MW (PLTU Takalar)
• Investasi PLTU US$ 500 juta untuk
kapasitas 450 MW (PLTU Banten)
• Asumsi penggunaan bahan bakar minyak
PLTU 200 MW sebanyak 5000 barrel/hari.
• (1 barrel = 114,41 liter)
10/16/2016
• Misalkan harga minyak mentah dunia
adalah US$ 60 per barrel.
• Jika digunakan minyak diesel untuk PLTU,
maka harga termasuk biaya pengolahan
adalah US$ 64 per barrel.
• Harga minyak diesel di Indonesia adalah Rp
2300 /liter, berarti industri membeli minyak
diesel seharga US$ 28 per barrel, sisanya
disubsidi pemerintah.
10/16/2016
• Jadi untuk membeli BBM per hari
diperlukan biaya:
5000 barrel/hari x US$28/barrel
= US$ 140.000 per hari.
Jika berproduksi selama 1 tahun:
US$ 140.000 /hari x 365 hari / tahun
= US$ 51,1 juta per tahun
10/16/2016
Batu Bara
• Harga batu bara 1 ton = US$ 40
• 1 ton batu bara setara 4 barrel BBM
• Jadi untuk membeli batubara per hari diperlukan
biaya:
5000 barrel/hari x US$ 10/barrel
= US$ 50.000 per hari.
Jika berproduksi selama 1 tahun:
US$ 50.000 /hari x 365 hari / tahun
= US$ 18,25 juta per tahun
10/16/2016
Selisih….
• US$ (51,1 – 18,25) juta / tahun
= US$ 32,25 juta / tahun
(pembelian batu bara yang setara dengan BBM)
10/16/2016
Cadangan batubara
• Kalimantan (61%)
• Sumatera (38%)
• Daerah lain (1%)
10/16/2016
Inefficiency Problem …
Energy Losses
(susut energi)
10/16/2016
Angka susut energi PLN
se Indonesia tahun 2003:
16,84%
Sebagai perbandingan:
Filipina 15,25%, Malaysia 12,2%,
dan Thailand sekitar 6,5%.
10/16/2016
Susut energi 16,8% terdiri atas:
• Susut transmisi: 2,37%
• Susut distribusi: 14,47%, yaitu:
- susut teknis 9,31%
- susut nonteknis 5,16%
10/16/2016
Susut energi berdampak
langsung pada kondisi
ekonomi PLN maupun
pelanggan
10/16/2016
• Sebagai ilustrasi, tahun 2003 pendapatan
PLN dari penjualan tenaga listrik sebesar
49,8 triliun, ditambah subsidi pemerintah
sebesar 3,54 triliun.
• Ini berarti setiap 1% penurunan susut energi
nonteknis maka pendapatan PLN bertambah
sekitar 498 miliar.
10/16/2016
• Seandainya susut energi PLN hanya 12%,
maka ada tambahan pendapatan PLN
sekitar 2,4 triliun, sehingga dapat
digunakan untuk investasi tambahan
pembangkit atau jaringan, ataupun
menunda keperluan menaikkan tarif
listrik.
10/16/2016
10/16/2016
PLTU
10/16/2016
10/16/2016
10/16/2016
Data dan Fakta
10/16/2016
Kapasitas Terpasang
• Pada akhir Desember 2014, total kapasitas terpasang dan
jumlah unit pembangkit PLN (Holding dan Anak Perusahaan)
mencapa 39.257,53 MW dan 5.007 unit, dengan 31.062,19
MW (79,12%) berada di Jawa.
• Total kapasitas terpasang meningkat 14,77% dibandingkan
dengan akhir Desember 2013.
• Prosentase kapasitas terpasang per jenis pembangkit sebagai
berikut : PLTU 20.451,67 MW (52,10%), PLTGU 8.886,11
MW (22,64%), PLTD 2.798,55 (7,13%), PLTA 3.526,89 MW
(8,98%), PLTG 3.012,10 MW (7,67%), PLTP 573 MW
(1,46%), PLT Surya dan PLT Bayu 9,20 MW (0,02%).
• Total kapasitas terpasang nasional termasuk sewa dan IPP
adalah 51.620,58 MW.
10/16/2016 ©Ramadoni Syahputra
Beban Puncak
• Beban puncak pada tahun 2014 mencapai
33.321,15 MW, meningkat 8,06%
dibandingkan tahun sebelumnya.
• Beban puncak sistem interkoneksi Jawa
Bali mencapai 23.900 MW, atau naik 5,90%
dari tahun sebelumnya.
10/16/2016
Produksi dan Pembelian Tenaga Listrik
• Produksi total PLN (termasuk pembelian dari luar
PLN) pada tahun 2014 sebesar 228.554,91 GWh,
mengalami peningkatan sebesar 12.366,36 GWh atau
5,72% dari tahun sebelumnya.
• Dari produksi total PLN tersebut, energi listrik yang
dibeli dari luar PLN sebesar 53.257,93 GWh (23,30%).
Pembelian energi listrik tersebut meningkat 1.035,14
GWh atau 1,98% dibandingkan tahun 2013.
• Dari total energi listrik yang dibeli, pembelian terbesar
sebanyak 8.434 GWh (21,31%) berasal dari PT Jawa
Power, dan 7.435 GWh (18,79%) berasal dari PT
Paiton Energy Company.
10/16/2016
Transmisi dan Distribusi
• Pada akhir tahun 2014, total panjang jaringan
transmisi mencapai 39.909,80 kms, yang terdiri atas
jaringan 500 kV sepanjang 5.053,00 kms, 275 kV
sepanjang 1.374,30 kms, 150 kV sepanjang 29.352,85
kms, 70 kV sepanjang 4.125,49 kms dan 25 & 30 kV
sepanjang 4,16 kms.
• Total panjang jaringan distribusi sepanjang
925.311,61 kms, terdiri atas JTM sepanjang
339.558,24 kms dan JTR sepanjang 585.753,37 kms.
10/16/2016
Susut Energi
• Selama tahun 2014, susut energi sebesar
9,71%, terdiri dari susut transmisi 2,37%
dan susut distribusi 7,52%.
• Susut energi tahun 2014 lebih baik
dibandingkan tahun 2013 yaitu sebesar
9,91%.
10/16/2016
Rasio Elektrifikasi
• Dengan pertumbuhan jumlah pelanggan
rumah tangga dari 53.996.208 pelanggan
pada akhir tahun 2013 menjadi
57.493.234 pelanggan pada akhir tahun
2014, maka rasio elektrifikasi menjadi
sebesar 81,70%.
10/16/2016
10/16/2016
10/16/2016
10/16/2016
10/16/2016
10/16/2016
10/16/2016
10/16/2016
Data Pelanggan Listrik
10/16/2016
10/16/2016
Daftar Pustaka
1.
2.
3.
IEEE, 2000, IEEE Guide for Protective Relay Applications to Transmission Lines, IEEE, New York.
Ram, B., Vishwakarma, 1995, Power System Protection and Switchgear, McGraw-Hill, New Delhi.
Syahputra, R., Soesanti, I., Ashari, M. (2016). Performance Enhancement of Distribution Network with DG
Integration Using Modified PSO Algorithm. Journal of Electrical Systems (JES), 12(1), pp. 1-19.
4. Syahputra, R., Soesanti, I. (2016). DFIG Control Scheme of Wind Power Using ANFIS Method in Electrical
Power Grid System. International Journal of Applied Engineering Research (IJAER), 11(7), pp. 5256-5262.
5. Soesanti, I., Syahputra, R. (2016). Batik Production Process Optimization Using Particle Swarm Optimization
Method. Journal of Theoretical and Applied Information Technology (JATIT), 86(2), pp. 272-278.
6. Syahputra, R., Soesanti, I. (2016). Design of Automatic Electric Batik Stove for Batik Industry. Journal of
Theoretical and Applied Information Technology (JATIT), 87(1), pp. 167-175.
7. Syahputra, R. (2016). Application of Neuro-Fuzzy Method for Prediction of Vehicle Fuel Consumption.
Journal of Theoretical and Applied Information Technology (JATIT), 86(1), pp. 138-149.
8. Jamal, A., Suripto, S., Syahputra, R. (2016). Performance Evaluation of Wind Turbine with Doubly-Fed
Induction Generator. International Journal of Applied Engineering Research (IJAER), 11(7), pp. 4999-5004.
9. Syahputra, R., Robandi, I., Ashari, M. (2015). Performance Improvement of Radial Distribution Network with
Distributed Generation Integration Using Extended Particle Swarm Optimization Algorithm. International
Review of Electrical Engineering (IREE), 10(2). pp. 293-304.
10. Syahputra, R., Robandi, I., Ashari, M. (2015). Reconfiguration of Distribution Network with DER Integration
Using PSO Algorithm. TELKOMNIKA, 13(3). pp. 759-766.
11. Syahputra, R., Robandi, I., Ashari, M. (2015). PSO Based Multi-objective Optimization for Reconfiguration
of Radial Distribution Network. International Journal of Applied Engineering Research (IJAER), 10(6), pp.
14573-14586.
12. Syahputra, R. (2015). Simulasi Pengendalian Temperatur Pada Heat Exchanger Menggunakan Teknik NeuroFuzzy Adaptif. Jurnal Teknologi, 8(2), pp. 161-168.
Daftar Pustaka
13. Syahputra, R. (2015). Characteristic Test of Current Transformer Based EMTP Shoftware. Jurnal Teknik Elektro,
1(1), pp. 11-15.
14. Syahputra, R., (2012), “Distributed Generation: State of the Arts dalam Penyediaan Energi Listrik”, LP3M UMY,
Yogyakarta, 2012.
15. Jamal, A., Suripto, S., Syahputra, R. (2015). Multi-Band Power System Stabilizer Model for Power Flow
Optimization in Order to Improve Power System Stability. Journal of Theoretical and Applied Information
Technology, 80(1), pp. 116-123.
16. Syahputra, R., Robandi, I., Ashari, M. (2014). Optimization of Distribution Network Configuration with Integration
of Distributed Energy Resources Using Extended Fuzzy Multi-objective Method. International Review of Electrical
Engineering (IREE), 9(3), pp. 629-639.
17. Syahputra, R., Robandi, I., Ashari, M. (2014). Performance Analysis of Wind Turbine as a Distributed Generation
Unit in Distribution System. International Journal of Computer Science & Information Technology (IJCSIT), Vol. 6,
No. 3, pp. 39-56.
18. Syahputra, R., Robandi, I., Ashari, M., (2014), “Distribution Network Efficiency Improvement Based on Fuzzy
Multi-objective Method”. IPTEK Journal of Proceedings Series. 2014; 1(1): pp. 224-229.
19. Jamal, A., Syahputra, R. (2014). Power Flow Control of Power Systems Using UPFC Based on Adaptive Neuro
Fuzzy. IPTEK Journal of Proceedings Series. 2014; 1(1): pp. 218-223.
20. Syahputra, R., (2013), “A Neuro-Fuzzy Approach For the Fault Location Estimation of Unsynchronized TwoTerminal Transmission Lines”, International Journal of Computer Science & Information Technology (IJCSIT), Vol.
5, No. 1, pp. 23-37.
21. Jamal, A., Syahputra, R. (2013). UPFC Based on Adaptive Neuro-Fuzzy for Power Flow Control of Multimachine
Power Systems. International Journal of Engineering Science Invention (IJESI), 2(10), pp. 05-14.
22. Syahputra, R., (2012), “Fuzzy Multi-Objective Approach for the Improvement of Distribution Network Efficiency
by Considering DG”, International Journal of Computer Science & Information Technology (IJCSIT), Vol. 4, No. 2,
pp. 57-68.
23. Jamal, A., Syahputra, R. (2012), “Adaptive Neuro-Fuzzy Approach for the Power System Stabilizer Model in Multimachine Power System”, International Journal of Electrical & Computer Sciences (IJECS), Vol. 12, No. 2, 2012.
Daftar Pustaka
24. Jamal, A., Syahputra, R. (2011), “Model Power System Stabilizer Berbasis Neuro-Fuzzy Adaptif”, Semesta
Teknika, Vol. 14, No. 2, 2011, pp. 139-149.
25. Utomo, A.T., Syahputra, R., Iswanto, (2011), “Implementasi Mikrokontroller Sebagai Pengukur Suhu Delapan
Ruangan”, Jurnal Teknologi, 4(2).
26. Syahputra, R., (2010), “Aplikasi Deteksi Tepi Citra Termografi untuk Pendeteksian Keretakan Permukaan
Material”, Forum Teknik, Vol. 33, 2010.
27. Syahputra, R., Soesanti, I. (2015). “Control of Synchronous Generator in Wind Power Systems Using Neuro-Fuzzy
Approach”, Proceeding of International Conference on Vocational Education and Electrical Engineering (ICVEE)
2015, UNESA Surabaya, pp. 187-193.
28. Syahputra, R., Robandi, I., Ashari, M. (2014). “Optimal Distribution Network Reconfiguration with Penetration of
Distributed Energy Resources”, Proceeding of 2014 1st International Conference on Information Technology,
Computer, and Electrical Engineering (ICITACEE) 2014, UNDIP Semarang, pp. 388 - 393.
29. Soedibyo, Ashari, M., Syahputra, R. (2014), Power loss reduction strategy of distribution network with distributed
generator integration. 1st International Conference on Information Technology, Computer, and Electrical
Engineering (ICITACEE) 2014, UNDIP Semarang, pp. 404 – 408.
30. Syahputra, R., Robandi, I., Ashari, M., (2013), “Distribution Network Efficiency Improvement Based on Fuzzy
Multi-objective Method”. International Seminar on Applied Technology, Science and Arts (APTECS). 2013; pp.
224-229.
31. Riyadi, S., Azra, R.A., Syahputra, R., Hariadi, T.K., (2014), “Deteksi Retak Permukaan Jalan Raya Berbasis
Pengolahan Citra dengan Menggunakan Kombinasi Teknik Thresholding, Median Filter dan Morphological
Closing”, Simposium Nasional Teknologi Terapan (SNTT)2 2014, UMS Surakarta, pp. 46-53.
32. Syahputra, R., Robandi, I., Ashari, M., (2012), “Reconfiguration of Distribution Network with DG Using Fuzzy
Multi-objective Method”, International Conference on Innovation, Management and Technology Research
(ICIMTR), May 21-22, 2012, Melacca, Malaysia.
33. Jamal, A., Syahputra, R., (2011), “Design of Power System Stabilizer Based on Adaptive Neuro-Fuzzy Method”.
International Seminar on Applied Technology, Science and Arts (APTECS). 2011; pp. 14-21.
34. Syahputra, R. (2010). Fault Distance Estimation of Two-Terminal Transmission Lines. Proceedings of International
Seminar on Applied Technology, Science, and Arts (2nd APTECS), Surabaya, 21-22 Dec. 2010, pp. 419-423.
Daftar Pustaka
35. Syahputra, R., (2015), “Teknologi dan Aplikasi Elektromagnetik”, LP3M UMY, Yogyakarta, 2016.
36. Syahputra, R., (2014), “Estimasi Lokasi Gangguan Hubung Singkat pada Saluran Transmisi Tenaga Listrik”,
Jurnal Ilmiah Semesta Teknika Vol. 17, No. 2, pp. 106-115, Nov 2014.
37. Syahputra, R., Robandi, I., Ashari, M., (2011), “Modeling and Simulation of Wind Energy Conversion System
in Distributed Generation Units”. International Seminar on Applied Technology, Science and Arts (APTECS).
2011; pp. 290-296.
38. Syahputra, R., Robandi, I., Ashari, M., (2011), “Control of Doubly-Fed Induction Generator in Distributed
Generation Units Using Adaptive Neuro-Fuzzy Approach”. International Seminar on Applied Technology,
Science and Arts (APTECS). 2011; pp. 493-501.
39. Syahputra, R., (2016), “Transmisi dan Distribusi Tenaga Listrik”, LP3M UMY, Yogyakarta, 2016.
40. Syahputra, R., (2015), “Teknologi dan Aplikasi Elektromagnetik”, LP3M UMY, Yogyakarta, 2016.
41. Jamal, A., Syahputra, R. (2016). Heat Exchanger Control Based on Artificial Intelligence Approach.
International Journal of Applied Engineering Research (IJAER), 11(16), pp. 9063-9069.
42. Syahputra, R., Soesanti, I. (2015). Power System Stabilizer model based on Fuzzy-PSO for improving power
system stability. 2015 International Conference on Advanced Mechatronics, Intelligent Manufacture, and
Industrial Automation (ICAMIMIA), Surabaya, 15-17 Oct. 2015 pp. 121 - 126.
43. Syahputra, R., Soesanti, I. (2016). Power System Stabilizer Model Using Artificial Immune System for Power
System Controlling. International Journal of Applied Engineering Research (IJAER), 11(18), pp. 9269-9278.
44. Syahputra, R., Soesanti, I. (2016). Application of Green Energy for Batik Production Process. Journal of
Theoretical and Applied Information Technology (JATIT), 91(2), pp. 249-256.
45. Syahputra, R. (2016). Strategi Peningkatan Efisiensi Jaringan Distribusi dengan Integrasi Pembangkit
Tersebar Energi Terbarukan Berbasis Algoritma Cerdas. KEMENRISTEKDIKTI.
46. Syahputra, R. (2016). Rekayasa dan Pengkondisian Energi Terbarukan, UMY.
10/16/2016
DIKTAT KULIAH
PERLENGKAPAN SISTEM TENAGA
Oleh
Dr. Ramadoni Syahputra, S.T., M.T.
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH YOGYAKARTA
2016
PRAKATA
Bismillaahirrahmaanirrahiim.
Syukur alhamdulillah penulis panjatkan ke hadirat ALLAH SWT atas segala
rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan buku ajar berjudul
“Perlengkapan Sistem Tenaga”. Buku ini dipersiapkan sebagai bahan ajar pada mata kuliah
Perlengkapan Sistem Tenaga khususnya di Program Studi Elektro Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Yogyakarta. Namun demikian buku ajar ini juga sangat
relevan untuk mata kuliah lain dalam bidang sistem tenaga listrik. Dengan penulisan buku
ajar ini diharapkan dapat membantu para pembaca khususnya mahasiswa jurusan Teknik
Elektro untuk lebih mengenal dan memahami perlengkapan sistem tenaga listrik, fungsi,
dan analisisnya.
Penyelesaian buku ajar ini tidak lepas dari beberapa pihak yang telah banyak
membantu. Oleh karena itu bersama ini penulis menyampaikan terima kasih yang sedalamdalamnya kepada:
1. Prof. Dr. Bambang Cipto, MA., selaku Rektor Universitas Muhammadiyah
Yogyakarta,
2. Hilman Latief, M.A., Ph.D., selaku Kepala LP3M UMY,
3. Jazaul Ikhsan, ST., MT., Ph.D., sebagai Dekan Fakultas Teknik UMY,
4. Ir. Agus Jamal, M.Eng., Ketua Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik UMY,
5. Seluruh dosen, karyawan, dan mahasiswa Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik
UMY, yang telah banyak membantu dan memberikan masukan penulis dalam
melaksanakan tugas yang diberikan kepada penulis,
6. Isteriku Dr. Indah Soesanti, S.T., M.T., yang telah banyak membantu dan
memberikan masukan yang sangat berguna dalam penyelesaian diktat ini,
7. Ibunda dan ayahanda (alm)yang selalu mendoakan penulis,
8. Mahasiswa Jurusan Teknik Elektro FT UMY, dan
9. Semua pihak yang telah membantu yang tidak dapat disebutkan satu persatu.
Penulis menyadari bahwa buku teks ini masih jauh dari sempurna. Untuk itu segala
kritik dan saran yang bersifat membangun akan penulis terima dengan lapang dada.
Akhirnya, semoga buku teks ini dapat bermanfaat dalam proses belajar-mengajar di
Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Yogyakarta.
Yogyakarta, Oktober 2016
Penulis
DAFTAR ISI
PRAKATA
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL
DAFTAR GAMBAR
……………………………………
……………………………………
……………………………………
……………………………………
ii
iii
vi
vii
1. PENGANTAR SISTEM TENAGA LISTRIK
1.1. Pendahuluan
……………………............………
……………………………………
1
1
1.2. Komponen Sistem Tenaga Listrik
……………………………………
5
2. KARAKTERISTIK SISTEM TRANSMISI DAYA LISTRIK ……………………
2.1. Pendahuluan
……………………………………
9
9
2.2.Tegangan Saluran Transmisi
……………………………………
10
2.3. Komponen Utama Saluran Transmisi
……………………………………
11
2.4.Parameter Saluran Transmisi
……………………………………
13
……………………………………
……………………………………
31
31
3.2. Klasifikasi Saluran Transmisi
……………………………………
33
3.3. Diagram Pengganti Saluran Transmisi
……………………………………
34
3.4. Rangkaian Kutub Empat
……………………………………
43
3.5. Saluran Transmisi sebagai Kutub Empat
……………………………………
44
3.6. Kompensasi pada Saluran Transmisi
……………………………………
48
……………………………………
……………………………………
60
60
4.2. Subtransmisi
……………………………………
62
4.3. Gardu Induk Distribusi
……………………….…………...
65
4.4. Sistem Distribusi Primer dan Sekunder
……………………….…………...
67
4.5. Transformator Distribusi
……………………….…………...
73
3. REPRESENTASI SALURAN TRANSMISI
3.1. Pendahuluan
4. SISTEM DISTRIBUSI DAYA LISTRIK
4.1. Pendahuluan
4.6. Karakteristik Elektrik dan Efisisensi Sistem Distribusi Daya Listrik
......... 75
……………………………………
……………………………………
……………………………………
78
78
80
5.3. Konsep Fuel Cell
……………………………………
82
5.4. Aplikasi Hidrogen
……………………………………
88
5.5. Penetrasi Pasar Hidrogen
……………………………………
93
5. FUEL CELL
5.1. Pendahuluan
5.2. Produksi Hidrogen
……………
100
6.1. Pendahuluan
……………………………………
100
6.2. Sejarah dan Prinsip Kerja PLTMH
……………………………………
103
6. PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA MIKROHIDRO
7. PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA …………………………..............…
108
7.1. Pendahuluan
……………………………………
108
7.2 Implementasi Solar Sel
……………………………………
115
8. PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA ANGIN
………………………….............… 123
8.1. Pendahuluan
……………………………………
123
8.2. Konsep Dasar PLTB
……………………………………
124
8.3. Doubly-Fed Induction Generator
……………………………………
129
8.4. Simulasi PLTB
……………………………………
131
9. RUGI-RUGI DALAM SISTEM DISTRIBUSI DAN USAHA
PENGENDALIANNYA
..............................…….............…
139
9.1. Pendahuluan
……………………………………
139
9.2. Rekonfigurasi Jaringan Distribusi
……………………………………
140
9.3. Rekonfigurasi Jaringan Distribusi dengan Integrasi DG Menggunakan
……………………………………
141
DAFTAR PUSTAKA
……………………………………
153
GLOSARIUM
……………………………………
155
Metode Fuzzy-Multiobjektif
1.1 PENDAHULUAN
Salah satu cara paling ekonomis, mudah dan aman untuk mengirimkan energi
adalah melalui bentuk energi listrik. Energi listrik dapat secara kontinyu dikirimkan dari
satu tempat ke tempat lain yang jaraknya berjauhan dalam suatu sistem tenaga listrik.
Sistem tenaga listrik merupakan kumpulan dari komponen-komponen atau alat-alat listrik
seperti generator, transformator, saluran transmisi, saluran distribusi, dan beban, yang
dihubung-hubungkan dan membentuk suatu sistem.
Industri tenaga listrik telah dimulai sejak tahun 1882 ketika pusat pembangkit daya
listrik pertama yang bernama Pearl Street Elestric Station mulai beroperasi di kota New
York, Amerika Serikat. Selanjutnya industri tenaga listrik sangat pesat perkembangannya,
dan stasiun-stasiun pembangkitan dan jaringan transmisi dan distribusi telah bermunculan
di berbagai negara.
Energi listrik merupakan energi yang sangat bermanfaat. Tidak dapat dipungkiri
lagi bahwa manusia dewasa ini sudah demikian besar tingkat ketergantungannya terhadap
energi listrik. Sehingga energi listrik bagi kebutuhan hidup manusia dewasa ini sudah
hampir "setara" dengan oksigen. Bahkan ukuran kemajuan suatu negara dapat diukur dari
tingkat konsumsi energi listriknya. Sebagai contoh Amerika Serikat yang merupakan
negara sebagai negara yang sangat maju pada tahun 2000 mempunyai kapasitas terpasang
pembangkit listrik total sekitar 1200 GW atau 1,2 x 1012 Watt. Dapat dibandingkan dengan
negara kita tercinta, Indonesia, yang masih merupakan negara berkembang pada akhir
tahun 2004 untuk sistem Jawa-Bali mempunyai kapasitas terpasang pembangkit listrik
sekitar 20 GW. Konsumen listrik di Indonesia sebagian besar berada di Jawa-Bali,
sehingga sebagian besar pembangkit listriknya terpusat di pulau Jawa dan Bali.
1.2 KOMPONEN SISTEM TENAGA LISTRIK
Secara umum definisi sistem tenaga listrik meliputi sistem pembangkitan, sistem
transmisi, dan sistem distribusi, yang secara garis besar ditunjukkan pada gambar 1.1.
Belakangan ini sistem distribusi jika dilihat dari skala nasional, diperkirakan sama dengan
biaya investasi fasilitas pembangkitan. Sistem distribusi bersama-sama dengan sistem
pembangkitan berdasarkan pengalaman biasanya menelan biaya investasi hingga 80% dari
total investasi yang dikeluarkan untuk sistem tenaga listrik.
Siklus aliran energi listrik pada sistem tenaga listrik dapat dijelaskan sebagai
berikut. Pada pusat pembangkit, sumber daya energi primer seperti bahan bakar fosil
(minyak, gas alam, dan batubara), hidro, panas bumi, dan nuklir diubah menjadi energi
listrik. Generator sinkron mengubah energi mekanis yang dihasilkan pada poros turbin
menjadi energi listrik tiga fasa. Melalui transformator step-up, energi listrik ini kemudian
dikirimkan melalui saluran transmisi bertegangan tinggi menuju pusat-pusat beban.
Gambar 1.1. Komponen utama sistem tenaga listrik.
Peningkatan tegangan dimaksudkan untuk mengurangi jumlah arus yang mengalir
pada saluran transmisi. Dengan demikian saluran transmisi bertegangan tinggi akan
membawa aliran arus yang rendah dan berarti mengurangi rugi panas (heat loss) I2R yang
menyertainya. Ketika saluran transmisi mencapai pusat beban, tegangan tersebut kembali
diturunkan menjadi tegangan menengah melalui transformator step-down.
Di pusat-pusat beban yang terhubung dengan saluran distribusi, energi listrik ini
diubah menjadi bentuk-bentuk energi terpakai lainnya seperti energi mekanis (motor),
penerangan, pemanas, pendingin, dan sebagainya.
Latihan:
1. Gambarkan dan jelaskan komponen pokok sistem tenaga listrik serta jelaskan
fungsinya masing-masing.
2. Jelaskan arti penting energi listrik bagi umat manusia dewasa ini.
3. Kemajuan suatu negara dapat diukur dari tingkat konsumsi energi listriknya.
Analisislah apakah pernyataan tersebut dapat diterima. Buktikan dengan data-data
tentang konsumsi energi listrik berbagai negara, baik negara maju maupun negara
berkembang. Data-data dapat didapatkan dari berbagai sumber misalnya jurnal ilmiah,
majalah, atau internet.
DAFTAR PUSTAKA
[1]
[2]
[3]
[4]
[5]
[6]
[7]
[8]
[9]
[10]
[11]
[12]
[13]
[14]
[15]
[16]
[17]
IEEE, 2000, IEEE Guide for Protective Relay Applications to Transmission
Lines, IEEE, New York.
Ram, B., Vishwakarma, 1995, Power System Protection and Switchgear,
McGraw-Hill, New Delhi.
Syahputra, R., Soesanti, I., Ashari, M. (2016). Performance Enhancement of
Distribution Network with DG Integration Using Modified PSO Algorithm.
Journal of Electrical Systems (JES), 12(1), pp. 1-19.
Syahputra, R., Soesanti, I. (2016). DFIG Control Scheme of Wind Power Using
ANFIS Method in Electrical Power Grid System. International Journal of Applied
Engineering Research (IJAER), 11(7), pp. 5256-5262.
Soesanti, I., Syahputra, R. (2016). Batik Production Process Optimization Using
Particle Swarm Optimization Method. Journal of Theoretical and Applied
Information Technology (JATIT), 86(2), pp. 272-278.
Syahputra, R., Soesanti, I. (2016). Design of Automatic Electric Batik Stove for
Batik Industry. Journal of Theoretical and Applied Information Technology (JATIT),
87(1), pp. 167-175.
Syahputra, R. (2016). Application of Neuro-Fuzzy Method for Prediction of Vehicle
Fuel Consumption. Journal of Theoretical and Applied Information Technology
(JATIT), 86(1), pp. 138-149.
Jamal, A., Suripto, S., Syahputra, R. (2016). Performance Evaluation of Wind
Turbine with Doubly-Fed Induction Generator. International Journal of Applied
Engineering Research (IJAER), 11(7), pp. 4999-5004.
Syahputra, R., Robandi, I., Ashari, M. (2015). Performance Improvement of Radial
Distribution Network with Distributed Generation Integration Using Extended
Particle Swarm Optimization Algorithm. International Review of Electrical
Engineering (IREE), 10(2). pp. 293-304.
Syahputra, R., Robandi, I., Ashari, M. (2015). Reconfiguration of Distribution
Network with DER Integration Using PSO Algorithm. TELKOMNIKA, 13(3). pp.
759-766.
Syahputra, R., Robandi, I., Ashari, M. (2015). PSO Based Multi-objective
Optimization for Reconfiguration of Radial Distribution Network. International
Journal of Applied Engineering Research (IJAER), 10(6), pp. 14573-14586.
Syahputra, R. (2015). Simulasi Pengendalian Temperatur Pada Heat Exchanger
Menggunakan Teknik Neuro-Fuzzy Adaptif. Jurnal Teknologi, 8(2), pp. 161-168.
Syahputra, R. (2015). Characteristic Test of Current Transformer Based EMTP
Shoftware. Jurnal Teknik Elektro, 1(1), pp. 11-15.
Syahputra, R., (2012), “Distributed Generation: State of the Arts dalam Penyediaan
Energi Listrik”, LP3M UMY, Yogyakarta, 2012.
Jamal, A., Suripto, S., Syahputra, R. (2015). Multi-Band Power System Stabilizer
Model for Power Flow Optimization in Order to Improve Power System Stability.
Journal of Theoretical and Applied Information Technology, 80(1), pp. 116-123.
Syahputra, R., Robandi, I., Ashari, M. (2014). Optimization of Distribution Network
Configuration with Integration of Distributed Energy Resources Using Extended
Fuzzy Multi-objective Method. International Review of Electrical Engineering
(IREE), 9(3), pp. 629-639.
Syahputra, R., Robandi, I., Ashari, M. (2014). Performance Analysis of Wind
Turbine as a Distributed Generation Unit in Distribution System. International
Journal of Computer Science & Information Technology (IJCSIT), Vol. 6, No. 3, pp.
39-56.
[18] Syahputra, R., Robandi, I., Ashari, M., (2014), “Distribution Network Efficiency
Improvement Based on Fuzzy Multi-objective Method”. IPTEK Journal of
Proceedings Series. 2014; 1(1): pp. 224-229.
[19] Jamal, A., Syahputra, R. (2014). Power Flow Control of Power Systems Using UPFC
Based on Adaptive Neuro Fuzzy. IPTEK Journal of Proceedings Series. 2014; 1(1):
pp. 218-223.
[20] Syahputra, R., (2013), “A Neuro-Fuzzy Approach For the Fault Location Estimation
of Unsynchronized Two-Terminal Transmission Lines”, International Journal of
Computer Science & Information Technology (IJCSIT), Vol. 5, No. 1, pp. 23-37.
[21] Jamal, A., Syahputra, R. (2013). UPFC Based on Adaptive Neuro-Fuzzy for Power
Flow Control of Multimachine Power Systems. International Journal of Engineering
Science Invention (IJESI), 2(10), pp. 05-14.
[22] Syahputra, R., (2012), “Fuzzy Multi-Objective Approach for the Improvement of
Distribution Network Efficiency by Considering DG”, International Journal of
Computer Science & Information Technology (IJCSIT), Vol. 4, No. 2, pp. 57-68.
[23] Jamal, A., Syahputra, R. (2012), “Adaptive Neuro-Fuzzy Approach for the Power
System Stabilizer Model in Multi-machine Power System”, International Journal of
Electrical & Computer Sciences (IJECS), Vol. 12, No. 2, 2012.
[24] Jamal, A., Syahputra, R. (2011), “Model Power System Stabilizer Berbasis NeuroFuzzy Adaptif”, Semesta Teknika, Vol. 14, No. 2, 2011, pp. 139-149.
[25] Utomo, A.T., Syahputra, R., Iswanto, (2011), “Implementasi Mikrokontroller
Sebagai Pengukur Suhu Delapan Ruangan”, Jurnal Teknologi, 4(2).
[26] Syahputra, R., (2010), “Aplikasi Deteksi Tepi Citra Termografi untuk Pendeteksian
Keretakan Permukaan Material”, Forum Teknik, Vol. 33, 2010.
[27] Syahputra, R., Soesanti, I. (2015). “Control of Synchronous Generator in Wind
Power Systems Using Neuro-Fuzzy Approach”, Proceeding of International
Conference on Vocational Education and Electrical Engineering (ICVEE) 2015,
UNESA Surabaya, pp. 187-193.
[28] Syahputra, R., Robandi, I., Ashari, M. (2014). “Optimal Distribution Network
Reconfiguration with Penetration of Distributed Energy Resources”, Proceeding of
2014 1st International Conference on Information Technology, Computer, and
Electrical Engineering (ICITACEE) 2014, UNDIP Semarang, pp. 388 - 393.
[29] Soedibyo, Ashari, M., Syahputra, R. (2014), Power loss reduction strategy of
distribution network with distributed generator integration. 1st International
Conference on Information Technology, Computer, and Electrical Engineering
(ICITACEE) 2014, UNDIP Semarang, pp. 404 – 408.
[30] Syahputra, R., Robandi, I., Ashari, M., (2013), “Distribution Network Efficiency
Improvement Based on Fuzzy Multi-objective Method”. International Seminar on
Applied Technology, Science and Arts (APTECS). 2013; pp. 224-229.
[31] Riyadi, S., Azra, R.A., Syahputra, R., Hariadi, T.K., (2014), “Deteksi Retak
Permukaan Jalan Raya Berbasis Pengolahan Citra dengan Menggunakan Kombinasi
Teknik Thresholding, Median Filter dan Morphological Closing”, Simposium
Nasional Teknologi Terapan (SNTT)2 2014, UMS Surakarta, pp. 46-53.
[32] Syahputra, R., Robandi, I., Ashari, M., (2012), “Reconfiguration of Distribution
Network with DG Using Fuzzy Multi-objective Method”, International Conference
on Innovation, Management and Technology Research (ICIMTR), May 21-22, 2012,
Melacca, Malaysia.
[33] Jamal, A., Syahputra, R., (2011), “Design of Power System Stabilizer Based on
Adaptive Neuro-Fuzzy Method”. International Seminar on Applied Technology,
Science and Arts (APTECS). 2011; pp. 14-21.
[34] Syahputra, R. (2010). Fault Distance Estimation of Two-Terminal Transmission
Lines. Proceedings of International Seminar on Applied Technology, Science, and
Arts (2nd APTECS), Surabaya, 21-22 Dec. 2010, pp. 419-423.
[35] Syahputra, R., (2015), “Teknologi dan Aplikasi Elektromagnetik”, LP3M UMY,
Yogyakarta, 2016.
[36] Syahputra, R., (2014), “Estimasi Lokasi Gangguan Hubung Singkat pada Saluran
Transmisi Tenaga Listrik”, Jurnal Ilmiah Semesta Teknika Vol. 17, No. 2, pp. 106115, Nov 2014.
[37] Syahputra, R., Robandi, I., Ashari, M., (2011), “Modeling and Simulation of Wind
Energy Conversion System in Distributed Generation Units”. International Seminar
on Applied Technology, Science and Arts (APTECS). 2011; pp. 290-296.
[38] Syahputra, R., Robandi, I., Ashari, M., (2011), “Control of Doubly-Fed Induction
Generator in Distributed Generation Units Using Adaptive Neuro-Fuzzy Approach”.
International Seminar on Applied Technology, Science and Arts (APTECS). 2011;
pp. 493-501.
[39] Syahputra, R., (2016), “Transmisi dan Distribusi Tenaga Listrik”, LP3M UMY,
Yogyakarta, 2016.
[40] Syahputra, R., (2015), “Teknologi dan Aplikasi Elektromagnetik”, LP3M UMY,
Yogyakarta, 2016.
[41] Jamal, A., Syahputra, R. (2016). Heat Exchanger Control Based on Artificial
Intelligence Approach. International Journal of Applied Engineering Research
(IJAER), 11(16), pp. 9063-9069.
[42] Syahputra, R., Soesanti, I. (2015). Power System Stabilizer model based on
Fuzzy-PSO for improving power system stability. 2015 International Conference
on Advanced Mechatronics, Intelligent Manufacture, and Industrial Automation
(ICAMIMIA), Surabaya, 15-17 Oct. 2015 pp. 121 - 126.
[43] Syahputra, R., Soesanti, I. (2016). Power System Stabilizer Model Using
Artificial Immune System for Power System Controlling. International Journal of
Applied Engineering Research (IJAER), 11(18), pp. 9269-9278.
[44] Syahputra, R., Soesanti, I. (2016). Application of Green Energy for Batik
Production Process. Journal of Theoretical and Applied Information Technology
(JATIT), 91(2), pp. 249-256.
[45] Syahputra, R. (2016). Strategi Peningkatan Efisiensi Jaringan Distribusi dengan
Integrasi Pembangkit Tersebar Energi Terbarukan Berbasis Algoritma Cerdas.
KEMENRISTEKDIKTI.
[46] Syahputra, R. (2016). Rekayasa dan Pengkondisian Energi Terbarukan, UMY.
ISSN : 0852 - 8179
NO. 02701 - 150430
02701-150430
Statistik PLN
2014
Kata Pengantar
Buku Statistik PLN 2014 diterbitkan dengan maksud memberikan informasi kepada publik
mengenai pencapaian kinerja perusahaan selama tahun 2014 dan tahun-tahun sebelumnya.
Data yang disajikan merupakan gabungan antara data PLN Holding dan Anak Perusahaan,
serta dilengkapi pula dengan beberapa graik untuk memudahkan pembaca.
Kami sangat mengharapkan saran dan kritik yang membangun untuk meningkatkan penyajian
Buku Statistik PLN selanjutnya.
Jakarta, April 2015
PT PLN (Persero)
ii
Statistik PLN 2014
Ikhtisar
1. Pembangkitan Tenaga Listrik
Kapasitas Terpasang
Pada akhir Desember 2014, total kapasitas terpasang dan jumlah unit pembangkit PLN (Holding dan Anak
Perusahaan) mencapa 39.257,53 MW dan 5.007 unit, dengan 31.062,19 MW (79,12%) berada di Jawa. Total
kapasitas terpasang meningkat 14,77% dibandingkan dengan akhir Desember 2013. Prosentase kapasitas
terpasang per jenis pembangkit sebagai berikut : PLTU 20.451,67 MW (52,10%), PLTGU 8.886,11 MW (22,64%),
PLTD 2.798,55 (7,13%), PLTA 3.526,89 MW (8,98%), PLTG 3.012,10 MW (7,67%), PLTP 573 MW (1,46%),
PLT Surya dan PLT Bayu 9,20 MW (0,02%). Adapun total kapasitas terpasang nasional termasuk sewa dan IPP
adalah 51.620,58 MW.
Beban Puncak
Beban puncak pada tahun 2014 mencapai 33.321,15 MW, meningkat 8,06% dibandingkan tahun sebelumnya.
Beban puncak sistem interkoneksi Jawa Bali mencapai 23.900 MW, atau naik 5,90% dari tahun sebelumnya.
Produksi dan Pembelian Tenaga Listrik
Selama tahun 2014, jumlah energi listrik produksi sendiri (termasuk sewa) sebesar 175.296,98 GWh meningkat
6,91% dibandingkan tahun sebelumnya. Dari jumlah tersebut, 59,12% diproduksi oleh PLN Holding, dan 40,88%
diproduksi Anak Perusahaan yaitu PT Indonesia Power, PT PJB, PT PLN Batam dan PT PLN Tarakan. Prosentase
energi listrik produksi sendiri (termasuk sewa) per jenis energi primer adalah: gas alam 49.312,48 GWh (28,13%),
batubara 84.076,12 GWh (47,96%), minyak 26.433,18 GWh (15,08%), tenaga air 11.163,62 GWh (6,37%), dan
4.285,37 GWh (2,44%) berasal dari panas bumi. Dibandingkan tahun sebelumnya pangsa bahan bakar minyak
mengalami peningkatan, sedangkan pangsa gas alam, batubara, panas bumi dan air mengalami penurunan.
Produksi total PLN (termasuk pembelian dari luar PLN) pada tahun 2014 sebesar 228.554,91 GWh, mengalami
peningkatan sebesar 12.366,36 GWh atau 5,72% dari tahun sebelumnya. Dari produksi total PLN tersebut, energi
listrik yang dibeli dari luar PLN sebesar 53.257,93 GWh (23,30%). Pembelian energi listrik tersebut meningkat
1.035,14 GWh atau 1,98% dibandingkan tahun 2013. Dari total energi listrik yang dibeli, pembelian terbesar
sebanyak 8.434 GWh (21,31%) berasal dari PT Jawa Power, dan 7.435 GWh (18,79%) berasal dari PT Paiton
Energy Company.
2. Transmisi dan Distribusi
Pada akhir tahun 2014, total panjang jaringan transmisi mencapai 39.909,80 kms, yang terdiri atas jaringan 500 kV
sepanjang 5.053,00 kms, 275 kV sepanjang 1.374,30 kms, 150 kV sepanjang 29.352,85 kms, 70 kV sepanjang
4.125,49 kms dan 25 & 30 kV sepanjang 4,16 kms. Total panjang jaringan distribusi sepanjang 925.311,61 kms,
terdiri atas JTM sepanjang 339.558,24 kms dan JTR sepanjang 585.753,37 kms.
Kapasitas terpasang trafo gardu induk sebesar 86.472 MVA, meningkat 6,30% dari tahun sebelumnya. Jumlah
trafo gardu induk sebanyak 1.429 unit, terdiri atas trafo sistem 500 kV sebanyak 52 unit, sistem 275 kV sebanyak
5 unit, sistem 150 kV sebanyak 1.179 unit, sistem 70 kV sebanyak 192 unit, dan sistem < 30 kV sebanyak 1 unit.
Kapasitas terpasang dan jumlah trafo gardu distribusi menjadi 46.779 MVA dan 389.302 unit. Kapasitas terpasang
dan jumlah trafo mengalami peningkatan masing-masing sebesar 8,32% dan 7,32%.
Statistik PLN 2014
iii
Ikhtisar
3.
Penjualan Tenaga Listrik
Jumlah energi listrik terjual pada tahun 2014 sebesar 198.601,78 GWh meningkat 5,90% dibandingkan tahun
sebelumnya. Kelompok pelanggan Industri mengkonsumsi 65.908,68 GWh (33,19%), Rumah Tangga 84.086,46
GWh (42,34%), Bisnis 36.282,42 GWh (18,27%), dan Lainnya (sosial, gedung pemerintah dan penerangan jalan
umum) 12.324,21 GWh (6,21%). Penjualan energi listrik untuk semua jenis kelompok pelanggan yaitu Industri, Rumah
Tangga, Bisnis dan Lainnya mengalami peningkatan masing-masing sebesar 2,37%, 8,90%, 5,17% dan 7,63%.
Jumlah pelanggan pada akhir tahun 2014 sebesar 57.493.234 pelanggan meningkat 6,48% dari akhir tahun 2013.
Harga jual listrik rata-rata per kWh selama tahun 2014 sebesar Rp 939,74 lebih tinggi dari tahun sebelumnya
sebesar Rp 818,41.
4. Susut Energi
Selama tahun 2014, susut energi sebesar 9,71%, terdiri dari susut transmisi 2,37% dan susut distribusi 7,52%.
Susut energi tahun 2014 lebih baik dibandingkan tahun 2013 yaitu sebesar 9,91%.
5. Rasio Elektrifikasi
Dengan pertumbuhan jumlah pelanggan rumah tangga dari 53.996.208*) pelanggan pada akhir tahun 2013 menjadi
57.493.234*) pelanggan pada akhir tahun 2014, maka rasio elektrifikasi menjadi sebesar 81,70%.
6. Keuangan
Selama tahun 2014 jumlah pendapatan operasi mencapai Rp 292.721.191 juta yang terdiri dari pendapatan
penjualan tenaga listrik sebesar Rp 186.634.484 juta (63,76%), subsidi pemerintah Rp 99.303.250 juta (33,92%)
dan pendapatan operasi lainnya sebesar Rp 6.783.457 juta (2,32%).
Jumlah biaya operasi sebesar Rp 246.909.970 juta, dengan demikian laba operasi sebesar Rp 45.811.221 juta,
mengalami kenaikan yang signifikan jika dibandingkan pencapaian laba operasi tahun 2013 yang sebesar
Rp 36.493.434 juta. Total aset mencapai sebesar Rp 603.659.190 juta, naik 1,31% dibandingkan tahun
sebelumnya.
7. Sumber Daya Manusia
Jumlah pegawai PLN pada akhir Desember 2014 sebanyak 48.068 orang. Produktivitas pegawai pada tahun 2014
mencapai 4.132 MWh/pegawai dan 1.196 pelanggan/pegawai.
*) Tidak termasuk pelanggan non PLN
iv
Statistik PLN 2014
Penjelasan
1.
Rumus yang digunakan dalam buku ini adalah sebagai berikut.
1.1. Faktor kapasitas (capacity factor) *)
Σ kWh produksi bruto per tahun
x 100%
Σ kW kapasitas terpasang x 8.760 jam
kWh produksi bruto, adalah energi (kWh) yang dibangkitkan oleh generator sebelum dikurangi
energi pemakaian sendiri (untuk peralatan bantu, penerangan sentral dan lain-lain), atau produksi
energi listrik yang diukur pada terminal generator.
Kapasitas terpasang, adalah kapasitas suatu unit pembangkit sebagaimana tertera pada papan
nama (name plate) dari generator atau mesin penggerak utama (prime mover), dipilih mana yang
lebih kecil. Khusus untuk PLTG, kapasitas terpasangnya adalah sebagaimana tertera pada papan
nama berdasarkan base-load, bukan berdasarkan peak-load.
1.2. Faktor beban (load factor)*)
Σ kWh produksi total per tahun
x 100%
Σ kW beban puncak x 8.760 jam
kWh produksi total, adalah jumlah dari kWh produksi sendiri dari pembangkit yang ada pada satuan
PLN yang bersangkutan, dan kWh yang diterima dari satuan PLN lain, ditambah kWh pembelian
dari luar PLN dan sewa genset (jika ada).
Beban puncak, adalah beban tertinggi setiap sistem yang pernah dicapai pada tahun kalender
yang bersangkutan.
1.3. Faktor permintaan (demand factor)
Σ kW beban puncak
x 100%
Σ kVA tersambung x cos ϕ
cos ϕ = 0,8
*) SE Dir. PLN Nomor 006/PST/88
Statistik PLN 2014
v
Penjelasan
1.4. Susut energi (energy losses)
Σ kWh hilang di jaringan transmisi + Σ kWh hilang di jaringan distribusi
x 100%
Σ kWh produksi netto
kWh produksi netto, adalah jumlah kWh produksi sendiri dari pembangkit yang ada pada satuan
PLN yang bersangkutan, ditambah kWh yang diterima dari satuan PLN lain, ditambah kWh pembelian
dari luar PLN dan sewa genset (jika ada), dikurangi pemakaian sendiri sentral.
kWh hilang di jaringan transmisi (susut transmisi), adalah kWh produksi netto, dikurangi kWh
pemakaian sendiri gardu induk, dikurangi kWh yang dikirimkan ke satuan unit PLN lain dan luar
PLN, dikurangi kWh yang dikirimkan ke distribusi.
kWh hilang di jaringan distribusi (susut distribusi), adalah kWh yang dikirimkan ke distribusi,
dikurangi kWh pemakaian sendiri gardu distribusi, dikurangi kWh terjual.
1.5. SAIDI (System Average Interruption Duration Index) **)
Σ (Lama pelanggan padam x Jumlah pelanggan yang mengalami pemadaman)
Jumlah pelanggan
1.6. SAIFI (System Average Interruption Frequency Index) **)
Σ (Pelanggan yang mengalami pemadaman)
Jumlah pelanggan
**) Pemadaman di jaringan distribusi yang dirasakan oleh pelanggan, termasuk yang
diakibatkan oleh gangguan atau pemeliharaan di sisi pembangkitan maupun transmisi.
(SE Direksi PLN No. SE.031.E/471/PST/1993).
1.7. SOD (System Outage Duration) :
Lama gangguan yang menyebabkan pemadaman
100 kms transmisi
Lama keluar sistem (System Outage Duration), adalah indikator kinerja lama gangguan yang
menyebabkan pemadaman sistem transmisi pada titik pelayanan, dengan satuan jam/100 kms.
vi
Statistik PLN 2014
1.8. SOF (System Outage Frequency) :
Jumlah gangguan yang menyebabkan pemadaman
100 kms transmisi
Jumlah keluar sistem (System Outage Frequency), adalah indikator kinerja jumlah gangguan
yang menyebabkan pemadaman sistem transmisi pada titik pelayanan, dengan satuan kali/100 kms.
2.
Pengelompokan data
2.1. Data pembangkitan
Data PLTA sudah termasuk data PLTM (Pusat Listrik Tenaga Mini/Mikro Hidro) yaitu pembangkit
listrik tenaga air dengan satuan (unit) pembangkit berkapasitas 1.000 kW ke bawah (sesuai dengan
Surat Edaran No. 006/PST/88).
2.2. Data pelanggan menurut golongan tarif
2.2.1.
Menurut kelompok pelanggan
Kelompok rumah tangga, adalah penjumlahan golongan tarif S-1, R-1, R-2, dan R-3.
Kelompok bisnis, adalah penjumlahan golongan tarif B-1, B-2, B-3, T, C dan tarif Multiguna/
Layanan Khusus.
Kelompok industri, adalah penjumlahan golongan tarif I-1, I-2, I-3, dan I-4.
Kelompok sosial, adalah penjumlahan golongan tarif S-2, dan S-3.
Kelompok gedung kantor pemerintah, adalah penjumlahan golongan tarif P-1 dan P-2.
Kelompok penerangan jalan umum, adalah golongan tarif P-3.
2.2.2.
Menurut jenis tegangan
Jenis tegangan rendah, adalah penjumlahan golongan tarif S-1, S-2, R-1, R-2, R-3, B-1,
B-2, I-1, I-2, P-1 dan P-3.
Jenis tegangan menengah, adalah penjumlahan golongan tarif S-3, B-3, I-3, P-2, Traksi
(T) dan C (Curah).
Jenis tegangan tinggi, adalah golongan tarif I-4.
Jenis tarif multiguna, adalah tarif yang diperuntukkan hanya bagi pengguna listrik yang
memerlukan pelayanan dengan kualitas khusus yang tidak termasuk dalam golongan tarif
S, R, B, I, P, T (Traksi) dan C (Curah).
Statistik PLN 2014
vii
Penjelasan
3.
Energi terjual
Energi yang terjual kepada pelanggan, adalah energi (kWh) yang terjual kepada pelanggan TT (tegangan
tinggi), TM (tegangan menengah) dan TR (tegangan rendah) sesuai dengan jumlah kWh yang dibuat
rekening (TUL III-09).
4.
Status data
Tahun 2014, berarti satu tahun kalender dari tanggal 1 Januari 2014 sampai dengan tanggal 31 Desember
2014.
5.
Singkatan
PLTA
: Pusat Listrik Tenaga Air
PLTU
: Pusat Listrik Tenaga Uap
PLTG
MMBTU
: 106 British Thermal Unit
(MM=106)
: Pusat Listrik Tenaga Gas
HSD
: Hight Speed Diesel Oil
PLTGU
: Pusat Listrik Tenaga Gas & Uap
IDO
: Intermediate Diesel Oil
PLTD
: Pusat Listrik Tenaga Diesel
MFO
: Marine Fuel Oil
PLTP
: Pusat Listrik Tenaga Panas Bumi
SAIDI
PLTMG
: Pusat Listrik Tenaga Mesin Gas
: System Average Interruption
Duration Index
PLTS
: Pusat Listrik Tenaga Surya
SAIFI
: System Average Interruption
Frequency Index
PLTB
: Pusat Listrik Tenaga Bayu
Dist.
: Distribusi
VA
: volt-ampere
MVA
: mega-volt-ampere
Gdg. Kantor
Pemerintah : Gedung Kantor Pemerintah
kW
: kilowatt
PJU
: Penerangan Jalan Umum
MW
: megawatt
PJB
kWh
: kilowatt-hour
: Pembangkitan Tenaga Listrik
Jawa - Bali
MWh
: megawatt-hour
P3B
GWh
: gigawatt-hour
: Penyaluran dan Pusat Pengatur
Beban
kms
: kilometer-sirkuit
SOD
: System Outage Duration
MSCF
: 103 Standard Cubic Foot
(M=103)
SOF
: System Outage Frequency
n.a
: not available
MMSCF
viii
6
: 10 Standard Cubic Foot
(MM=106)
Statistik PLN 2014
British Thermal Unit (BTU), adalah jumlah panas yang diperlukan untuk menaikkan 1 pound air 1 derajat
Fahrenheit pada temperatur 60 derajat Fahrenheit, pada tekanan absolut 14,7 pound per square inch.
Standard Cubic Foot (SCF), adalah sejumlah gas yang diperlukan untuk mengisi ruangan 1 Cubic Foot,
dengan tekanan sebesar 14,7 pounds per square inch absolut dan pada temperatur 60 derajat Fahrenheit,
dalam kondisi kering.
1000 BTU Gas, adalah gas mempunyai Gross Heating Value sebesar 1000 BTU per SCF.
Gross Heating Value, adalah jumlah panas yang dinyatakan dalam satuan BTU yang dihasilkan oleh
pembakaran sempurna dari satu Standard Cubic Foot Gas, pada temperatur 60 derajat Fahrenheit dan
tekanan absolut 14,7 pounds per square inch, dengan udara pada temperatur dan tekanan yang sama
dengan gas tersebut, dan setelah pendinginan hasil pembakaran pada tingkat temperatur permulaan gas
dan udara, uap air yang terbentuk dalam proses pembakaran itu terkondensasikan ke dalam bentuk cair.
Statistik PLN 2014
ix
Daftar Isi
Kata Pengantar
Ikhtisar
Penjelasan
Daftar Isi
ii
iii
v
x
Data Tahunan 2014
I. PENGUSAHAAN
Penyediaan Tenaga Listrik
Tabel 1 : Neraca Daya (MW)
Tabel 2 : Neraca Energi
Tabel 3 : Faktor Beban, Faktor Kapasitas, Faktor Permintaan (%)
x
1
2
4
Hasil-hasil Pengusahaan
Tabel 4 : Jumlah Pelanggan per Jenis Pelanggan
Tabel 5 :
Komponen Utama
Sistem Tenaga Listrik
Sumber
Energi
Tenaga
Mekanik
Generator
Turbin
Trafo
Step-Up
Daya
Listrik
3 fase
Beban
Residensial
Trafo
Step-Down
Beban
Industrial
Beban
Komersial
Sistem
Pembangkitan
10/16/2016
Sistem
Transmisi
Tenaga Listrik
Sistem
Distribusi
Tenaga Listrik
Ilustrasi sistem tenaga listrik dari pembangkitan ke
konsumen akhir
Diagram Sistem Tenaga Listrik
• Pada pusat pembangkit, sumber daya energi primer
seperti bahan bakar fosil (minyak, gas alam, dan
batubara), hidro, panas bumi, dan nuklir diubah
menjadi energi listrik.
• Generator sinkron mengubah energi mekanis yang
dihasilkan pada poros turbin menjadi energi listrik
tiga fasa.
• Melalui transformator step-up, energi listrik ini
kemudian dikirimkan melalui saluran transmisi
bertegangan tinggi menuju pusat-pusat beban.
10/16/2016
Ilustrasi Sistem Transmisi/Distribusi
10/16/2016
Pada sistem transmisi tenaga listrik,
digunakan tegangan tinggi (misal 150 kV)
atau ekstra tinggi (misal 500 kV), dengan
arus yang relatif lebih kecil.
?
10/16/2016
Karena…
• Dengan arus listrik yang relatif kecil,
maka penghantar (konduktor) saluran
transmisi yang digunakan tidak harus
besar, sehingga lebih ekonomis.
• Struktur penyangga konduktor dapat lebih
sederhana, sehingga lebih ekonomis.
• Rugi-rugi saluran (losses) relatif lebih
kecil.
10/16/2016
Selayang Pandang …
Masalah Ketenagalistrikan
di Indonesia
10/16/2016
Neraca Sistem Jawa Bali
Tahun
1997
1998
1999
Kapasitas terpasang awal
(MW)
11407.7
14693.6 15817.7 15510.9 18140.9 18140.9 18140.9 19460.9
Penambahan kapasitas
(MW)
3285.9
1124.1
Total kapasitas terpasang
(MW)
14693.6 15817.7 15510.9 18140.9 18140.9 18140.9 19460.9 19460.9
Beban puncak*)
10016.0 9876.0
11032.0
12231.0 13332.0 14532.0 15839.0 17265.0
Beban puncak**)
10016.0 9876.0
11032.0
12231.0 13699.0 15343.0 17184.0 19246.0
Cadangan*)
46.7
60.2
40.6
48.3
36.1
24.8
22.9
12.7
Cadangan**)
46.7
60.2
40.6
48.3
32.4
18.2
13.3
1.1
-306.8
2000
2630.0
2001
0.0
2002
0.0
2003
1320.0
*) Skenario Lower Bound: rata-rata ~ 9% (2001-2004)
**) Skenario Upper Bound: rata-rata ~ 12% (2001-2004)
Cadangan (%) = [(Total Kap Terpasang – Beban Puncak)/(Beban Puncak)] x 100%
10/16/2016
2004
0.0
Dualisme Pemikiran …
• Listrik sebagai infrastruktur:
Diperlukan sebagai kebutuhan dasar
masyarakat
• Listrik sebagai komoditas:
PT PLN dituntut supaya untung.
10/16/2016
Penyebabnya….
Krisis Ekonomi (1997)
Sebelum
krisis
Sesudah
krisis
0.08
0.03
0.055 – 0.060
0.055 – 0.060
Konversi Rp/ US$
2400
10000
Pendapatan per
kapita (US$)
1500
300 – 400
Aliran kas PLN
surplus
defisit
Dampak
Tarif (US$/kWh)
Harga pokok
penjualan
(US$/kWh)
10/16/2016
Masalah BBM
• Sebagian besar pembangkit listrik di
Indonesia adalah PLTU, yang
membutuhkan BBM.
• Diperlukan bahan bakar alternatif sebagai
pengganti BBM.
10/16/2016
Ilustrasi…
• Investasi PLTU US$ 250 juta untuk
kapasitas 200 MW (PLTU Takalar)
• Investasi PLTU US$ 500 juta untuk
kapasitas 450 MW (PLTU Banten)
• Asumsi penggunaan bahan bakar minyak
PLTU 200 MW sebanyak 5000 barrel/hari.
• (1 barrel = 114,41 liter)
10/16/2016
• Misalkan harga minyak mentah dunia
adalah US$ 60 per barrel.
• Jika digunakan minyak diesel untuk PLTU,
maka harga termasuk biaya pengolahan
adalah US$ 64 per barrel.
• Harga minyak diesel di Indonesia adalah Rp
2300 /liter, berarti industri membeli minyak
diesel seharga US$ 28 per barrel, sisanya
disubsidi pemerintah.
10/16/2016
• Jadi untuk membeli BBM per hari
diperlukan biaya:
5000 barrel/hari x US$28/barrel
= US$ 140.000 per hari.
Jika berproduksi selama 1 tahun:
US$ 140.000 /hari x 365 hari / tahun
= US$ 51,1 juta per tahun
10/16/2016
Batu Bara
• Harga batu bara 1 ton = US$ 40
• 1 ton batu bara setara 4 barrel BBM
• Jadi untuk membeli batubara per hari diperlukan
biaya:
5000 barrel/hari x US$ 10/barrel
= US$ 50.000 per hari.
Jika berproduksi selama 1 tahun:
US$ 50.000 /hari x 365 hari / tahun
= US$ 18,25 juta per tahun
10/16/2016
Selisih….
• US$ (51,1 – 18,25) juta / tahun
= US$ 32,25 juta / tahun
(pembelian batu bara yang setara dengan BBM)
10/16/2016
Cadangan batubara
• Kalimantan (61%)
• Sumatera (38%)
• Daerah lain (1%)
10/16/2016
Inefficiency Problem …
Energy Losses
(susut energi)
10/16/2016
Angka susut energi PLN
se Indonesia tahun 2003:
16,84%
Sebagai perbandingan:
Filipina 15,25%, Malaysia 12,2%,
dan Thailand sekitar 6,5%.
10/16/2016
Susut energi 16,8% terdiri atas:
• Susut transmisi: 2,37%
• Susut distribusi: 14,47%, yaitu:
- susut teknis 9,31%
- susut nonteknis 5,16%
10/16/2016
Susut energi berdampak
langsung pada kondisi
ekonomi PLN maupun
pelanggan
10/16/2016
• Sebagai ilustrasi, tahun 2003 pendapatan
PLN dari penjualan tenaga listrik sebesar
49,8 triliun, ditambah subsidi pemerintah
sebesar 3,54 triliun.
• Ini berarti setiap 1% penurunan susut energi
nonteknis maka pendapatan PLN bertambah
sekitar 498 miliar.
10/16/2016
• Seandainya susut energi PLN hanya 12%,
maka ada tambahan pendapatan PLN
sekitar 2,4 triliun, sehingga dapat
digunakan untuk investasi tambahan
pembangkit atau jaringan, ataupun
menunda keperluan menaikkan tarif
listrik.
10/16/2016
10/16/2016
PLTU
10/16/2016
10/16/2016
10/16/2016
Data dan Fakta
10/16/2016
Kapasitas Terpasang
• Pada akhir Desember 2014, total kapasitas terpasang dan
jumlah unit pembangkit PLN (Holding dan Anak Perusahaan)
mencapa 39.257,53 MW dan 5.007 unit, dengan 31.062,19
MW (79,12%) berada di Jawa.
• Total kapasitas terpasang meningkat 14,77% dibandingkan
dengan akhir Desember 2013.
• Prosentase kapasitas terpasang per jenis pembangkit sebagai
berikut : PLTU 20.451,67 MW (52,10%), PLTGU 8.886,11
MW (22,64%), PLTD 2.798,55 (7,13%), PLTA 3.526,89 MW
(8,98%), PLTG 3.012,10 MW (7,67%), PLTP 573 MW
(1,46%), PLT Surya dan PLT Bayu 9,20 MW (0,02%).
• Total kapasitas terpasang nasional termasuk sewa dan IPP
adalah 51.620,58 MW.
10/16/2016 ©Ramadoni Syahputra
Beban Puncak
• Beban puncak pada tahun 2014 mencapai
33.321,15 MW, meningkat 8,06%
dibandingkan tahun sebelumnya.
• Beban puncak sistem interkoneksi Jawa
Bali mencapai 23.900 MW, atau naik 5,90%
dari tahun sebelumnya.
10/16/2016
Produksi dan Pembelian Tenaga Listrik
• Produksi total PLN (termasuk pembelian dari luar
PLN) pada tahun 2014 sebesar 228.554,91 GWh,
mengalami peningkatan sebesar 12.366,36 GWh atau
5,72% dari tahun sebelumnya.
• Dari produksi total PLN tersebut, energi listrik yang
dibeli dari luar PLN sebesar 53.257,93 GWh (23,30%).
Pembelian energi listrik tersebut meningkat 1.035,14
GWh atau 1,98% dibandingkan tahun 2013.
• Dari total energi listrik yang dibeli, pembelian terbesar
sebanyak 8.434 GWh (21,31%) berasal dari PT Jawa
Power, dan 7.435 GWh (18,79%) berasal dari PT
Paiton Energy Company.
10/16/2016
Transmisi dan Distribusi
• Pada akhir tahun 2014, total panjang jaringan
transmisi mencapai 39.909,80 kms, yang terdiri atas
jaringan 500 kV sepanjang 5.053,00 kms, 275 kV
sepanjang 1.374,30 kms, 150 kV sepanjang 29.352,85
kms, 70 kV sepanjang 4.125,49 kms dan 25 & 30 kV
sepanjang 4,16 kms.
• Total panjang jaringan distribusi sepanjang
925.311,61 kms, terdiri atas JTM sepanjang
339.558,24 kms dan JTR sepanjang 585.753,37 kms.
10/16/2016
Susut Energi
• Selama tahun 2014, susut energi sebesar
9,71%, terdiri dari susut transmisi 2,37%
dan susut distribusi 7,52%.
• Susut energi tahun 2014 lebih baik
dibandingkan tahun 2013 yaitu sebesar
9,91%.
10/16/2016
Rasio Elektrifikasi
• Dengan pertumbuhan jumlah pelanggan
rumah tangga dari 53.996.208 pelanggan
pada akhir tahun 2013 menjadi
57.493.234 pelanggan pada akhir tahun
2014, maka rasio elektrifikasi menjadi
sebesar 81,70%.
10/16/2016
10/16/2016
10/16/2016
10/16/2016
10/16/2016
10/16/2016
10/16/2016
10/16/2016
Data Pelanggan Listrik
10/16/2016
10/16/2016
Daftar Pustaka
1.
2.
3.
IEEE, 2000, IEEE Guide for Protective Relay Applications to Transmission Lines, IEEE, New York.
Ram, B., Vishwakarma, 1995, Power System Protection and Switchgear, McGraw-Hill, New Delhi.
Syahputra, R., Soesanti, I., Ashari, M. (2016). Performance Enhancement of Distribution Network with DG
Integration Using Modified PSO Algorithm. Journal of Electrical Systems (JES), 12(1), pp. 1-19.
4. Syahputra, R., Soesanti, I. (2016). DFIG Control Scheme of Wind Power Using ANFIS Method in Electrical
Power Grid System. International Journal of Applied Engineering Research (IJAER), 11(7), pp. 5256-5262.
5. Soesanti, I., Syahputra, R. (2016). Batik Production Process Optimization Using Particle Swarm Optimization
Method. Journal of Theoretical and Applied Information Technology (JATIT), 86(2), pp. 272-278.
6. Syahputra, R., Soesanti, I. (2016). Design of Automatic Electric Batik Stove for Batik Industry. Journal of
Theoretical and Applied Information Technology (JATIT), 87(1), pp. 167-175.
7. Syahputra, R. (2016). Application of Neuro-Fuzzy Method for Prediction of Vehicle Fuel Consumption.
Journal of Theoretical and Applied Information Technology (JATIT), 86(1), pp. 138-149.
8. Jamal, A., Suripto, S., Syahputra, R. (2016). Performance Evaluation of Wind Turbine with Doubly-Fed
Induction Generator. International Journal of Applied Engineering Research (IJAER), 11(7), pp. 4999-5004.
9. Syahputra, R., Robandi, I., Ashari, M. (2015). Performance Improvement of Radial Distribution Network with
Distributed Generation Integration Using Extended Particle Swarm Optimization Algorithm. International
Review of Electrical Engineering (IREE), 10(2). pp. 293-304.
10. Syahputra, R., Robandi, I., Ashari, M. (2015). Reconfiguration of Distribution Network with DER Integration
Using PSO Algorithm. TELKOMNIKA, 13(3). pp. 759-766.
11. Syahputra, R., Robandi, I., Ashari, M. (2015). PSO Based Multi-objective Optimization for Reconfiguration
of Radial Distribution Network. International Journal of Applied Engineering Research (IJAER), 10(6), pp.
14573-14586.
12. Syahputra, R. (2015). Simulasi Pengendalian Temperatur Pada Heat Exchanger Menggunakan Teknik NeuroFuzzy Adaptif. Jurnal Teknologi, 8(2), pp. 161-168.
Daftar Pustaka
13. Syahputra, R. (2015). Characteristic Test of Current Transformer Based EMTP Shoftware. Jurnal Teknik Elektro,
1(1), pp. 11-15.
14. Syahputra, R., (2012), “Distributed Generation: State of the Arts dalam Penyediaan Energi Listrik”, LP3M UMY,
Yogyakarta, 2012.
15. Jamal, A., Suripto, S., Syahputra, R. (2015). Multi-Band Power System Stabilizer Model for Power Flow
Optimization in Order to Improve Power System Stability. Journal of Theoretical and Applied Information
Technology, 80(1), pp. 116-123.
16. Syahputra, R., Robandi, I., Ashari, M. (2014). Optimization of Distribution Network Configuration with Integration
of Distributed Energy Resources Using Extended Fuzzy Multi-objective Method. International Review of Electrical
Engineering (IREE), 9(3), pp. 629-639.
17. Syahputra, R., Robandi, I., Ashari, M. (2014). Performance Analysis of Wind Turbine as a Distributed Generation
Unit in Distribution System. International Journal of Computer Science & Information Technology (IJCSIT), Vol. 6,
No. 3, pp. 39-56.
18. Syahputra, R., Robandi, I., Ashari, M., (2014), “Distribution Network Efficiency Improvement Based on Fuzzy
Multi-objective Method”. IPTEK Journal of Proceedings Series. 2014; 1(1): pp. 224-229.
19. Jamal, A., Syahputra, R. (2014). Power Flow Control of Power Systems Using UPFC Based on Adaptive Neuro
Fuzzy. IPTEK Journal of Proceedings Series. 2014; 1(1): pp. 218-223.
20. Syahputra, R., (2013), “A Neuro-Fuzzy Approach For the Fault Location Estimation of Unsynchronized TwoTerminal Transmission Lines”, International Journal of Computer Science & Information Technology (IJCSIT), Vol.
5, No. 1, pp. 23-37.
21. Jamal, A., Syahputra, R. (2013). UPFC Based on Adaptive Neuro-Fuzzy for Power Flow Control of Multimachine
Power Systems. International Journal of Engineering Science Invention (IJESI), 2(10), pp. 05-14.
22. Syahputra, R., (2012), “Fuzzy Multi-Objective Approach for the Improvement of Distribution Network Efficiency
by Considering DG”, International Journal of Computer Science & Information Technology (IJCSIT), Vol. 4, No. 2,
pp. 57-68.
23. Jamal, A., Syahputra, R. (2012), “Adaptive Neuro-Fuzzy Approach for the Power System Stabilizer Model in Multimachine Power System”, International Journal of Electrical & Computer Sciences (IJECS), Vol. 12, No. 2, 2012.
Daftar Pustaka
24. Jamal, A., Syahputra, R. (2011), “Model Power System Stabilizer Berbasis Neuro-Fuzzy Adaptif”, Semesta
Teknika, Vol. 14, No. 2, 2011, pp. 139-149.
25. Utomo, A.T., Syahputra, R., Iswanto, (2011), “Implementasi Mikrokontroller Sebagai Pengukur Suhu Delapan
Ruangan”, Jurnal Teknologi, 4(2).
26. Syahputra, R., (2010), “Aplikasi Deteksi Tepi Citra Termografi untuk Pendeteksian Keretakan Permukaan
Material”, Forum Teknik, Vol. 33, 2010.
27. Syahputra, R., Soesanti, I. (2015). “Control of Synchronous Generator in Wind Power Systems Using Neuro-Fuzzy
Approach”, Proceeding of International Conference on Vocational Education and Electrical Engineering (ICVEE)
2015, UNESA Surabaya, pp. 187-193.
28. Syahputra, R., Robandi, I., Ashari, M. (2014). “Optimal Distribution Network Reconfiguration with Penetration of
Distributed Energy Resources”, Proceeding of 2014 1st International Conference on Information Technology,
Computer, and Electrical Engineering (ICITACEE) 2014, UNDIP Semarang, pp. 388 - 393.
29. Soedibyo, Ashari, M., Syahputra, R. (2014), Power loss reduction strategy of distribution network with distributed
generator integration. 1st International Conference on Information Technology, Computer, and Electrical
Engineering (ICITACEE) 2014, UNDIP Semarang, pp. 404 – 408.
30. Syahputra, R., Robandi, I., Ashari, M., (2013), “Distribution Network Efficiency Improvement Based on Fuzzy
Multi-objective Method”. International Seminar on Applied Technology, Science and Arts (APTECS). 2013; pp.
224-229.
31. Riyadi, S., Azra, R.A., Syahputra, R., Hariadi, T.K., (2014), “Deteksi Retak Permukaan Jalan Raya Berbasis
Pengolahan Citra dengan Menggunakan Kombinasi Teknik Thresholding, Median Filter dan Morphological
Closing”, Simposium Nasional Teknologi Terapan (SNTT)2 2014, UMS Surakarta, pp. 46-53.
32. Syahputra, R., Robandi, I., Ashari, M., (2012), “Reconfiguration of Distribution Network with DG Using Fuzzy
Multi-objective Method”, International Conference on Innovation, Management and Technology Research
(ICIMTR), May 21-22, 2012, Melacca, Malaysia.
33. Jamal, A., Syahputra, R., (2011), “Design of Power System Stabilizer Based on Adaptive Neuro-Fuzzy Method”.
International Seminar on Applied Technology, Science and Arts (APTECS). 2011; pp. 14-21.
34. Syahputra, R. (2010). Fault Distance Estimation of Two-Terminal Transmission Lines. Proceedings of International
Seminar on Applied Technology, Science, and Arts (2nd APTECS), Surabaya, 21-22 Dec. 2010, pp. 419-423.
Daftar Pustaka
35. Syahputra, R., (2015), “Teknologi dan Aplikasi Elektromagnetik”, LP3M UMY, Yogyakarta, 2016.
36. Syahputra, R., (2014), “Estimasi Lokasi Gangguan Hubung Singkat pada Saluran Transmisi Tenaga Listrik”,
Jurnal Ilmiah Semesta Teknika Vol. 17, No. 2, pp. 106-115, Nov 2014.
37. Syahputra, R., Robandi, I., Ashari, M., (2011), “Modeling and Simulation of Wind Energy Conversion System
in Distributed Generation Units”. International Seminar on Applied Technology, Science and Arts (APTECS).
2011; pp. 290-296.
38. Syahputra, R., Robandi, I., Ashari, M., (2011), “Control of Doubly-Fed Induction Generator in Distributed
Generation Units Using Adaptive Neuro-Fuzzy Approach”. International Seminar on Applied Technology,
Science and Arts (APTECS). 2011; pp. 493-501.
39. Syahputra, R., (2016), “Transmisi dan Distribusi Tenaga Listrik”, LP3M UMY, Yogyakarta, 2016.
40. Syahputra, R., (2015), “Teknologi dan Aplikasi Elektromagnetik”, LP3M UMY, Yogyakarta, 2016.
41. Jamal, A., Syahputra, R. (2016). Heat Exchanger Control Based on Artificial Intelligence Approach.
International Journal of Applied Engineering Research (IJAER), 11(16), pp. 9063-9069.
42. Syahputra, R., Soesanti, I. (2015). Power System Stabilizer model based on Fuzzy-PSO for improving power
system stability. 2015 International Conference on Advanced Mechatronics, Intelligent Manufacture, and
Industrial Automation (ICAMIMIA), Surabaya, 15-17 Oct. 2015 pp. 121 - 126.
43. Syahputra, R., Soesanti, I. (2016). Power System Stabilizer Model Using Artificial Immune System for Power
System Controlling. International Journal of Applied Engineering Research (IJAER), 11(18), pp. 9269-9278.
44. Syahputra, R., Soesanti, I. (2016). Application of Green Energy for Batik Production Process. Journal of
Theoretical and Applied Information Technology (JATIT), 91(2), pp. 249-256.
45. Syahputra, R. (2016). Strategi Peningkatan Efisiensi Jaringan Distribusi dengan Integrasi Pembangkit
Tersebar Energi Terbarukan Berbasis Algoritma Cerdas. KEMENRISTEKDIKTI.
46. Syahputra, R. (2016). Rekayasa dan Pengkondisian Energi Terbarukan, UMY.
10/16/2016
DIKTAT KULIAH
PERLENGKAPAN SISTEM TENAGA
Oleh
Dr. Ramadoni Syahputra, S.T., M.T.
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH YOGYAKARTA
2016
PRAKATA
Bismillaahirrahmaanirrahiim.
Syukur alhamdulillah penulis panjatkan ke hadirat ALLAH SWT atas segala
rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan buku ajar berjudul
“Perlengkapan Sistem Tenaga”. Buku ini dipersiapkan sebagai bahan ajar pada mata kuliah
Perlengkapan Sistem Tenaga khususnya di Program Studi Elektro Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Yogyakarta. Namun demikian buku ajar ini juga sangat
relevan untuk mata kuliah lain dalam bidang sistem tenaga listrik. Dengan penulisan buku
ajar ini diharapkan dapat membantu para pembaca khususnya mahasiswa jurusan Teknik
Elektro untuk lebih mengenal dan memahami perlengkapan sistem tenaga listrik, fungsi,
dan analisisnya.
Penyelesaian buku ajar ini tidak lepas dari beberapa pihak yang telah banyak
membantu. Oleh karena itu bersama ini penulis menyampaikan terima kasih yang sedalamdalamnya kepada:
1. Prof. Dr. Bambang Cipto, MA., selaku Rektor Universitas Muhammadiyah
Yogyakarta,
2. Hilman Latief, M.A., Ph.D., selaku Kepala LP3M UMY,
3. Jazaul Ikhsan, ST., MT., Ph.D., sebagai Dekan Fakultas Teknik UMY,
4. Ir. Agus Jamal, M.Eng., Ketua Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik UMY,
5. Seluruh dosen, karyawan, dan mahasiswa Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik
UMY, yang telah banyak membantu dan memberikan masukan penulis dalam
melaksanakan tugas yang diberikan kepada penulis,
6. Isteriku Dr. Indah Soesanti, S.T., M.T., yang telah banyak membantu dan
memberikan masukan yang sangat berguna dalam penyelesaian diktat ini,
7. Ibunda dan ayahanda (alm)yang selalu mendoakan penulis,
8. Mahasiswa Jurusan Teknik Elektro FT UMY, dan
9. Semua pihak yang telah membantu yang tidak dapat disebutkan satu persatu.
Penulis menyadari bahwa buku teks ini masih jauh dari sempurna. Untuk itu segala
kritik dan saran yang bersifat membangun akan penulis terima dengan lapang dada.
Akhirnya, semoga buku teks ini dapat bermanfaat dalam proses belajar-mengajar di
Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Yogyakarta.
Yogyakarta, Oktober 2016
Penulis
DAFTAR ISI
PRAKATA
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL
DAFTAR GAMBAR
……………………………………
……………………………………
……………………………………
……………………………………
ii
iii
vi
vii
1. PENGANTAR SISTEM TENAGA LISTRIK
1.1. Pendahuluan
……………………............………
……………………………………
1
1
1.2. Komponen Sistem Tenaga Listrik
……………………………………
5
2. KARAKTERISTIK SISTEM TRANSMISI DAYA LISTRIK ……………………
2.1. Pendahuluan
……………………………………
9
9
2.2.Tegangan Saluran Transmisi
……………………………………
10
2.3. Komponen Utama Saluran Transmisi
……………………………………
11
2.4.Parameter Saluran Transmisi
……………………………………
13
……………………………………
……………………………………
31
31
3.2. Klasifikasi Saluran Transmisi
……………………………………
33
3.3. Diagram Pengganti Saluran Transmisi
……………………………………
34
3.4. Rangkaian Kutub Empat
……………………………………
43
3.5. Saluran Transmisi sebagai Kutub Empat
……………………………………
44
3.6. Kompensasi pada Saluran Transmisi
……………………………………
48
……………………………………
……………………………………
60
60
4.2. Subtransmisi
……………………………………
62
4.3. Gardu Induk Distribusi
……………………….…………...
65
4.4. Sistem Distribusi Primer dan Sekunder
……………………….…………...
67
4.5. Transformator Distribusi
……………………….…………...
73
3. REPRESENTASI SALURAN TRANSMISI
3.1. Pendahuluan
4. SISTEM DISTRIBUSI DAYA LISTRIK
4.1. Pendahuluan
4.6. Karakteristik Elektrik dan Efisisensi Sistem Distribusi Daya Listrik
......... 75
……………………………………
……………………………………
……………………………………
78
78
80
5.3. Konsep Fuel Cell
……………………………………
82
5.4. Aplikasi Hidrogen
……………………………………
88
5.5. Penetrasi Pasar Hidrogen
……………………………………
93
5. FUEL CELL
5.1. Pendahuluan
5.2. Produksi Hidrogen
……………
100
6.1. Pendahuluan
……………………………………
100
6.2. Sejarah dan Prinsip Kerja PLTMH
……………………………………
103
6. PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA MIKROHIDRO
7. PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA …………………………..............…
108
7.1. Pendahuluan
……………………………………
108
7.2 Implementasi Solar Sel
……………………………………
115
8. PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA ANGIN
………………………….............… 123
8.1. Pendahuluan
……………………………………
123
8.2. Konsep Dasar PLTB
……………………………………
124
8.3. Doubly-Fed Induction Generator
……………………………………
129
8.4. Simulasi PLTB
……………………………………
131
9. RUGI-RUGI DALAM SISTEM DISTRIBUSI DAN USAHA
PENGENDALIANNYA
..............................…….............…
139
9.1. Pendahuluan
……………………………………
139
9.2. Rekonfigurasi Jaringan Distribusi
……………………………………
140
9.3. Rekonfigurasi Jaringan Distribusi dengan Integrasi DG Menggunakan
……………………………………
141
DAFTAR PUSTAKA
……………………………………
153
GLOSARIUM
……………………………………
155
Metode Fuzzy-Multiobjektif
1.1 PENDAHULUAN
Salah satu cara paling ekonomis, mudah dan aman untuk mengirimkan energi
adalah melalui bentuk energi listrik. Energi listrik dapat secara kontinyu dikirimkan dari
satu tempat ke tempat lain yang jaraknya berjauhan dalam suatu sistem tenaga listrik.
Sistem tenaga listrik merupakan kumpulan dari komponen-komponen atau alat-alat listrik
seperti generator, transformator, saluran transmisi, saluran distribusi, dan beban, yang
dihubung-hubungkan dan membentuk suatu sistem.
Industri tenaga listrik telah dimulai sejak tahun 1882 ketika pusat pembangkit daya
listrik pertama yang bernama Pearl Street Elestric Station mulai beroperasi di kota New
York, Amerika Serikat. Selanjutnya industri tenaga listrik sangat pesat perkembangannya,
dan stasiun-stasiun pembangkitan dan jaringan transmisi dan distribusi telah bermunculan
di berbagai negara.
Energi listrik merupakan energi yang sangat bermanfaat. Tidak dapat dipungkiri
lagi bahwa manusia dewasa ini sudah demikian besar tingkat ketergantungannya terhadap
energi listrik. Sehingga energi listrik bagi kebutuhan hidup manusia dewasa ini sudah
hampir "setara" dengan oksigen. Bahkan ukuran kemajuan suatu negara dapat diukur dari
tingkat konsumsi energi listriknya. Sebagai contoh Amerika Serikat yang merupakan
negara sebagai negara yang sangat maju pada tahun 2000 mempunyai kapasitas terpasang
pembangkit listrik total sekitar 1200 GW atau 1,2 x 1012 Watt. Dapat dibandingkan dengan
negara kita tercinta, Indonesia, yang masih merupakan negara berkembang pada akhir
tahun 2004 untuk sistem Jawa-Bali mempunyai kapasitas terpasang pembangkit listrik
sekitar 20 GW. Konsumen listrik di Indonesia sebagian besar berada di Jawa-Bali,
sehingga sebagian besar pembangkit listriknya terpusat di pulau Jawa dan Bali.
1.2 KOMPONEN SISTEM TENAGA LISTRIK
Secara umum definisi sistem tenaga listrik meliputi sistem pembangkitan, sistem
transmisi, dan sistem distribusi, yang secara garis besar ditunjukkan pada gambar 1.1.
Belakangan ini sistem distribusi jika dilihat dari skala nasional, diperkirakan sama dengan
biaya investasi fasilitas pembangkitan. Sistem distribusi bersama-sama dengan sistem
pembangkitan berdasarkan pengalaman biasanya menelan biaya investasi hingga 80% dari
total investasi yang dikeluarkan untuk sistem tenaga listrik.
Siklus aliran energi listrik pada sistem tenaga listrik dapat dijelaskan sebagai
berikut. Pada pusat pembangkit, sumber daya energi primer seperti bahan bakar fosil
(minyak, gas alam, dan batubara), hidro, panas bumi, dan nuklir diubah menjadi energi
listrik. Generator sinkron mengubah energi mekanis yang dihasilkan pada poros turbin
menjadi energi listrik tiga fasa. Melalui transformator step-up, energi listrik ini kemudian
dikirimkan melalui saluran transmisi bertegangan tinggi menuju pusat-pusat beban.
Gambar 1.1. Komponen utama sistem tenaga listrik.
Peningkatan tegangan dimaksudkan untuk mengurangi jumlah arus yang mengalir
pada saluran transmisi. Dengan demikian saluran transmisi bertegangan tinggi akan
membawa aliran arus yang rendah dan berarti mengurangi rugi panas (heat loss) I2R yang
menyertainya. Ketika saluran transmisi mencapai pusat beban, tegangan tersebut kembali
diturunkan menjadi tegangan menengah melalui transformator step-down.
Di pusat-pusat beban yang terhubung dengan saluran distribusi, energi listrik ini
diubah menjadi bentuk-bentuk energi terpakai lainnya seperti energi mekanis (motor),
penerangan, pemanas, pendingin, dan sebagainya.
Latihan:
1. Gambarkan dan jelaskan komponen pokok sistem tenaga listrik serta jelaskan
fungsinya masing-masing.
2. Jelaskan arti penting energi listrik bagi umat manusia dewasa ini.
3. Kemajuan suatu negara dapat diukur dari tingkat konsumsi energi listriknya.
Analisislah apakah pernyataan tersebut dapat diterima. Buktikan dengan data-data
tentang konsumsi energi listrik berbagai negara, baik negara maju maupun negara
berkembang. Data-data dapat didapatkan dari berbagai sumber misalnya jurnal ilmiah,
majalah, atau internet.
DAFTAR PUSTAKA
[1]
[2]
[3]
[4]
[5]
[6]
[7]
[8]
[9]
[10]
[11]
[12]
[13]
[14]
[15]
[16]
[17]
IEEE, 2000, IEEE Guide for Protective Relay Applications to Transmission
Lines, IEEE, New York.
Ram, B., Vishwakarma, 1995, Power System Protection and Switchgear,
McGraw-Hill, New Delhi.
Syahputra, R., Soesanti, I., Ashari, M. (2016). Performance Enhancement of
Distribution Network with DG Integration Using Modified PSO Algorithm.
Journal of Electrical Systems (JES), 12(1), pp. 1-19.
Syahputra, R., Soesanti, I. (2016). DFIG Control Scheme of Wind Power Using
ANFIS Method in Electrical Power Grid System. International Journal of Applied
Engineering Research (IJAER), 11(7), pp. 5256-5262.
Soesanti, I., Syahputra, R. (2016). Batik Production Process Optimization Using
Particle Swarm Optimization Method. Journal of Theoretical and Applied
Information Technology (JATIT), 86(2), pp. 272-278.
Syahputra, R., Soesanti, I. (2016). Design of Automatic Electric Batik Stove for
Batik Industry. Journal of Theoretical and Applied Information Technology (JATIT),
87(1), pp. 167-175.
Syahputra, R. (2016). Application of Neuro-Fuzzy Method for Prediction of Vehicle
Fuel Consumption. Journal of Theoretical and Applied Information Technology
(JATIT), 86(1), pp. 138-149.
Jamal, A., Suripto, S., Syahputra, R. (2016). Performance Evaluation of Wind
Turbine with Doubly-Fed Induction Generator. International Journal of Applied
Engineering Research (IJAER), 11(7), pp. 4999-5004.
Syahputra, R., Robandi, I., Ashari, M. (2015). Performance Improvement of Radial
Distribution Network with Distributed Generation Integration Using Extended
Particle Swarm Optimization Algorithm. International Review of Electrical
Engineering (IREE), 10(2). pp. 293-304.
Syahputra, R., Robandi, I., Ashari, M. (2015). Reconfiguration of Distribution
Network with DER Integration Using PSO Algorithm. TELKOMNIKA, 13(3). pp.
759-766.
Syahputra, R., Robandi, I., Ashari, M. (2015). PSO Based Multi-objective
Optimization for Reconfiguration of Radial Distribution Network. International
Journal of Applied Engineering Research (IJAER), 10(6), pp. 14573-14586.
Syahputra, R. (2015). Simulasi Pengendalian Temperatur Pada Heat Exchanger
Menggunakan Teknik Neuro-Fuzzy Adaptif. Jurnal Teknologi, 8(2), pp. 161-168.
Syahputra, R. (2015). Characteristic Test of Current Transformer Based EMTP
Shoftware. Jurnal Teknik Elektro, 1(1), pp. 11-15.
Syahputra, R., (2012), “Distributed Generation: State of the Arts dalam Penyediaan
Energi Listrik”, LP3M UMY, Yogyakarta, 2012.
Jamal, A., Suripto, S., Syahputra, R. (2015). Multi-Band Power System Stabilizer
Model for Power Flow Optimization in Order to Improve Power System Stability.
Journal of Theoretical and Applied Information Technology, 80(1), pp. 116-123.
Syahputra, R., Robandi, I., Ashari, M. (2014). Optimization of Distribution Network
Configuration with Integration of Distributed Energy Resources Using Extended
Fuzzy Multi-objective Method. International Review of Electrical Engineering
(IREE), 9(3), pp. 629-639.
Syahputra, R., Robandi, I., Ashari, M. (2014). Performance Analysis of Wind
Turbine as a Distributed Generation Unit in Distribution System. International
Journal of Computer Science & Information Technology (IJCSIT), Vol. 6, No. 3, pp.
39-56.
[18] Syahputra, R., Robandi, I., Ashari, M., (2014), “Distribution Network Efficiency
Improvement Based on Fuzzy Multi-objective Method”. IPTEK Journal of
Proceedings Series. 2014; 1(1): pp. 224-229.
[19] Jamal, A., Syahputra, R. (2014). Power Flow Control of Power Systems Using UPFC
Based on Adaptive Neuro Fuzzy. IPTEK Journal of Proceedings Series. 2014; 1(1):
pp. 218-223.
[20] Syahputra, R., (2013), “A Neuro-Fuzzy Approach For the Fault Location Estimation
of Unsynchronized Two-Terminal Transmission Lines”, International Journal of
Computer Science & Information Technology (IJCSIT), Vol. 5, No. 1, pp. 23-37.
[21] Jamal, A., Syahputra, R. (2013). UPFC Based on Adaptive Neuro-Fuzzy for Power
Flow Control of Multimachine Power Systems. International Journal of Engineering
Science Invention (IJESI), 2(10), pp. 05-14.
[22] Syahputra, R., (2012), “Fuzzy Multi-Objective Approach for the Improvement of
Distribution Network Efficiency by Considering DG”, International Journal of
Computer Science & Information Technology (IJCSIT), Vol. 4, No. 2, pp. 57-68.
[23] Jamal, A., Syahputra, R. (2012), “Adaptive Neuro-Fuzzy Approach for the Power
System Stabilizer Model in Multi-machine Power System”, International Journal of
Electrical & Computer Sciences (IJECS), Vol. 12, No. 2, 2012.
[24] Jamal, A., Syahputra, R. (2011), “Model Power System Stabilizer Berbasis NeuroFuzzy Adaptif”, Semesta Teknika, Vol. 14, No. 2, 2011, pp. 139-149.
[25] Utomo, A.T., Syahputra, R., Iswanto, (2011), “Implementasi Mikrokontroller
Sebagai Pengukur Suhu Delapan Ruangan”, Jurnal Teknologi, 4(2).
[26] Syahputra, R., (2010), “Aplikasi Deteksi Tepi Citra Termografi untuk Pendeteksian
Keretakan Permukaan Material”, Forum Teknik, Vol. 33, 2010.
[27] Syahputra, R., Soesanti, I. (2015). “Control of Synchronous Generator in Wind
Power Systems Using Neuro-Fuzzy Approach”, Proceeding of International
Conference on Vocational Education and Electrical Engineering (ICVEE) 2015,
UNESA Surabaya, pp. 187-193.
[28] Syahputra, R., Robandi, I., Ashari, M. (2014). “Optimal Distribution Network
Reconfiguration with Penetration of Distributed Energy Resources”, Proceeding of
2014 1st International Conference on Information Technology, Computer, and
Electrical Engineering (ICITACEE) 2014, UNDIP Semarang, pp. 388 - 393.
[29] Soedibyo, Ashari, M., Syahputra, R. (2014), Power loss reduction strategy of
distribution network with distributed generator integration. 1st International
Conference on Information Technology, Computer, and Electrical Engineering
(ICITACEE) 2014, UNDIP Semarang, pp. 404 – 408.
[30] Syahputra, R., Robandi, I., Ashari, M., (2013), “Distribution Network Efficiency
Improvement Based on Fuzzy Multi-objective Method”. International Seminar on
Applied Technology, Science and Arts (APTECS). 2013; pp. 224-229.
[31] Riyadi, S., Azra, R.A., Syahputra, R., Hariadi, T.K., (2014), “Deteksi Retak
Permukaan Jalan Raya Berbasis Pengolahan Citra dengan Menggunakan Kombinasi
Teknik Thresholding, Median Filter dan Morphological Closing”, Simposium
Nasional Teknologi Terapan (SNTT)2 2014, UMS Surakarta, pp. 46-53.
[32] Syahputra, R., Robandi, I., Ashari, M., (2012), “Reconfiguration of Distribution
Network with DG Using Fuzzy Multi-objective Method”, International Conference
on Innovation, Management and Technology Research (ICIMTR), May 21-22, 2012,
Melacca, Malaysia.
[33] Jamal, A., Syahputra, R., (2011), “Design of Power System Stabilizer Based on
Adaptive Neuro-Fuzzy Method”. International Seminar on Applied Technology,
Science and Arts (APTECS). 2011; pp. 14-21.
[34] Syahputra, R. (2010). Fault Distance Estimation of Two-Terminal Transmission
Lines. Proceedings of International Seminar on Applied Technology, Science, and
Arts (2nd APTECS), Surabaya, 21-22 Dec. 2010, pp. 419-423.
[35] Syahputra, R., (2015), “Teknologi dan Aplikasi Elektromagnetik”, LP3M UMY,
Yogyakarta, 2016.
[36] Syahputra, R., (2014), “Estimasi Lokasi Gangguan Hubung Singkat pada Saluran
Transmisi Tenaga Listrik”, Jurnal Ilmiah Semesta Teknika Vol. 17, No. 2, pp. 106115, Nov 2014.
[37] Syahputra, R., Robandi, I., Ashari, M., (2011), “Modeling and Simulation of Wind
Energy Conversion System in Distributed Generation Units”. International Seminar
on Applied Technology, Science and Arts (APTECS). 2011; pp. 290-296.
[38] Syahputra, R., Robandi, I., Ashari, M., (2011), “Control of Doubly-Fed Induction
Generator in Distributed Generation Units Using Adaptive Neuro-Fuzzy Approach”.
International Seminar on Applied Technology, Science and Arts (APTECS). 2011;
pp. 493-501.
[39] Syahputra, R., (2016), “Transmisi dan Distribusi Tenaga Listrik”, LP3M UMY,
Yogyakarta, 2016.
[40] Syahputra, R., (2015), “Teknologi dan Aplikasi Elektromagnetik”, LP3M UMY,
Yogyakarta, 2016.
[41] Jamal, A., Syahputra, R. (2016). Heat Exchanger Control Based on Artificial
Intelligence Approach. International Journal of Applied Engineering Research
(IJAER), 11(16), pp. 9063-9069.
[42] Syahputra, R., Soesanti, I. (2015). Power System Stabilizer model based on
Fuzzy-PSO for improving power system stability. 2015 International Conference
on Advanced Mechatronics, Intelligent Manufacture, and Industrial Automation
(ICAMIMIA), Surabaya, 15-17 Oct. 2015 pp. 121 - 126.
[43] Syahputra, R., Soesanti, I. (2016). Power System Stabilizer Model Using
Artificial Immune System for Power System Controlling. International Journal of
Applied Engineering Research (IJAER), 11(18), pp. 9269-9278.
[44] Syahputra, R., Soesanti, I. (2016). Application of Green Energy for Batik
Production Process. Journal of Theoretical and Applied Information Technology
(JATIT), 91(2), pp. 249-256.
[45] Syahputra, R. (2016). Strategi Peningkatan Efisiensi Jaringan Distribusi dengan
Integrasi Pembangkit Tersebar Energi Terbarukan Berbasis Algoritma Cerdas.
KEMENRISTEKDIKTI.
[46] Syahputra, R. (2016). Rekayasa dan Pengkondisian Energi Terbarukan, UMY.
ISSN : 0852 - 8179
NO. 02701 - 150430
02701-150430
Statistik PLN
2014
Kata Pengantar
Buku Statistik PLN 2014 diterbitkan dengan maksud memberikan informasi kepada publik
mengenai pencapaian kinerja perusahaan selama tahun 2014 dan tahun-tahun sebelumnya.
Data yang disajikan merupakan gabungan antara data PLN Holding dan Anak Perusahaan,
serta dilengkapi pula dengan beberapa graik untuk memudahkan pembaca.
Kami sangat mengharapkan saran dan kritik yang membangun untuk meningkatkan penyajian
Buku Statistik PLN selanjutnya.
Jakarta, April 2015
PT PLN (Persero)
ii
Statistik PLN 2014
Ikhtisar
1. Pembangkitan Tenaga Listrik
Kapasitas Terpasang
Pada akhir Desember 2014, total kapasitas terpasang dan jumlah unit pembangkit PLN (Holding dan Anak
Perusahaan) mencapa 39.257,53 MW dan 5.007 unit, dengan 31.062,19 MW (79,12%) berada di Jawa. Total
kapasitas terpasang meningkat 14,77% dibandingkan dengan akhir Desember 2013. Prosentase kapasitas
terpasang per jenis pembangkit sebagai berikut : PLTU 20.451,67 MW (52,10%), PLTGU 8.886,11 MW (22,64%),
PLTD 2.798,55 (7,13%), PLTA 3.526,89 MW (8,98%), PLTG 3.012,10 MW (7,67%), PLTP 573 MW (1,46%),
PLT Surya dan PLT Bayu 9,20 MW (0,02%). Adapun total kapasitas terpasang nasional termasuk sewa dan IPP
adalah 51.620,58 MW.
Beban Puncak
Beban puncak pada tahun 2014 mencapai 33.321,15 MW, meningkat 8,06% dibandingkan tahun sebelumnya.
Beban puncak sistem interkoneksi Jawa Bali mencapai 23.900 MW, atau naik 5,90% dari tahun sebelumnya.
Produksi dan Pembelian Tenaga Listrik
Selama tahun 2014, jumlah energi listrik produksi sendiri (termasuk sewa) sebesar 175.296,98 GWh meningkat
6,91% dibandingkan tahun sebelumnya. Dari jumlah tersebut, 59,12% diproduksi oleh PLN Holding, dan 40,88%
diproduksi Anak Perusahaan yaitu PT Indonesia Power, PT PJB, PT PLN Batam dan PT PLN Tarakan. Prosentase
energi listrik produksi sendiri (termasuk sewa) per jenis energi primer adalah: gas alam 49.312,48 GWh (28,13%),
batubara 84.076,12 GWh (47,96%), minyak 26.433,18 GWh (15,08%), tenaga air 11.163,62 GWh (6,37%), dan
4.285,37 GWh (2,44%) berasal dari panas bumi. Dibandingkan tahun sebelumnya pangsa bahan bakar minyak
mengalami peningkatan, sedangkan pangsa gas alam, batubara, panas bumi dan air mengalami penurunan.
Produksi total PLN (termasuk pembelian dari luar PLN) pada tahun 2014 sebesar 228.554,91 GWh, mengalami
peningkatan sebesar 12.366,36 GWh atau 5,72% dari tahun sebelumnya. Dari produksi total PLN tersebut, energi
listrik yang dibeli dari luar PLN sebesar 53.257,93 GWh (23,30%). Pembelian energi listrik tersebut meningkat
1.035,14 GWh atau 1,98% dibandingkan tahun 2013. Dari total energi listrik yang dibeli, pembelian terbesar
sebanyak 8.434 GWh (21,31%) berasal dari PT Jawa Power, dan 7.435 GWh (18,79%) berasal dari PT Paiton
Energy Company.
2. Transmisi dan Distribusi
Pada akhir tahun 2014, total panjang jaringan transmisi mencapai 39.909,80 kms, yang terdiri atas jaringan 500 kV
sepanjang 5.053,00 kms, 275 kV sepanjang 1.374,30 kms, 150 kV sepanjang 29.352,85 kms, 70 kV sepanjang
4.125,49 kms dan 25 & 30 kV sepanjang 4,16 kms. Total panjang jaringan distribusi sepanjang 925.311,61 kms,
terdiri atas JTM sepanjang 339.558,24 kms dan JTR sepanjang 585.753,37 kms.
Kapasitas terpasang trafo gardu induk sebesar 86.472 MVA, meningkat 6,30% dari tahun sebelumnya. Jumlah
trafo gardu induk sebanyak 1.429 unit, terdiri atas trafo sistem 500 kV sebanyak 52 unit, sistem 275 kV sebanyak
5 unit, sistem 150 kV sebanyak 1.179 unit, sistem 70 kV sebanyak 192 unit, dan sistem < 30 kV sebanyak 1 unit.
Kapasitas terpasang dan jumlah trafo gardu distribusi menjadi 46.779 MVA dan 389.302 unit. Kapasitas terpasang
dan jumlah trafo mengalami peningkatan masing-masing sebesar 8,32% dan 7,32%.
Statistik PLN 2014
iii
Ikhtisar
3.
Penjualan Tenaga Listrik
Jumlah energi listrik terjual pada tahun 2014 sebesar 198.601,78 GWh meningkat 5,90% dibandingkan tahun
sebelumnya. Kelompok pelanggan Industri mengkonsumsi 65.908,68 GWh (33,19%), Rumah Tangga 84.086,46
GWh (42,34%), Bisnis 36.282,42 GWh (18,27%), dan Lainnya (sosial, gedung pemerintah dan penerangan jalan
umum) 12.324,21 GWh (6,21%). Penjualan energi listrik untuk semua jenis kelompok pelanggan yaitu Industri, Rumah
Tangga, Bisnis dan Lainnya mengalami peningkatan masing-masing sebesar 2,37%, 8,90%, 5,17% dan 7,63%.
Jumlah pelanggan pada akhir tahun 2014 sebesar 57.493.234 pelanggan meningkat 6,48% dari akhir tahun 2013.
Harga jual listrik rata-rata per kWh selama tahun 2014 sebesar Rp 939,74 lebih tinggi dari tahun sebelumnya
sebesar Rp 818,41.
4. Susut Energi
Selama tahun 2014, susut energi sebesar 9,71%, terdiri dari susut transmisi 2,37% dan susut distribusi 7,52%.
Susut energi tahun 2014 lebih baik dibandingkan tahun 2013 yaitu sebesar 9,91%.
5. Rasio Elektrifikasi
Dengan pertumbuhan jumlah pelanggan rumah tangga dari 53.996.208*) pelanggan pada akhir tahun 2013 menjadi
57.493.234*) pelanggan pada akhir tahun 2014, maka rasio elektrifikasi menjadi sebesar 81,70%.
6. Keuangan
Selama tahun 2014 jumlah pendapatan operasi mencapai Rp 292.721.191 juta yang terdiri dari pendapatan
penjualan tenaga listrik sebesar Rp 186.634.484 juta (63,76%), subsidi pemerintah Rp 99.303.250 juta (33,92%)
dan pendapatan operasi lainnya sebesar Rp 6.783.457 juta (2,32%).
Jumlah biaya operasi sebesar Rp 246.909.970 juta, dengan demikian laba operasi sebesar Rp 45.811.221 juta,
mengalami kenaikan yang signifikan jika dibandingkan pencapaian laba operasi tahun 2013 yang sebesar
Rp 36.493.434 juta. Total aset mencapai sebesar Rp 603.659.190 juta, naik 1,31% dibandingkan tahun
sebelumnya.
7. Sumber Daya Manusia
Jumlah pegawai PLN pada akhir Desember 2014 sebanyak 48.068 orang. Produktivitas pegawai pada tahun 2014
mencapai 4.132 MWh/pegawai dan 1.196 pelanggan/pegawai.
*) Tidak termasuk pelanggan non PLN
iv
Statistik PLN 2014
Penjelasan
1.
Rumus yang digunakan dalam buku ini adalah sebagai berikut.
1.1. Faktor kapasitas (capacity factor) *)
Σ kWh produksi bruto per tahun
x 100%
Σ kW kapasitas terpasang x 8.760 jam
kWh produksi bruto, adalah energi (kWh) yang dibangkitkan oleh generator sebelum dikurangi
energi pemakaian sendiri (untuk peralatan bantu, penerangan sentral dan lain-lain), atau produksi
energi listrik yang diukur pada terminal generator.
Kapasitas terpasang, adalah kapasitas suatu unit pembangkit sebagaimana tertera pada papan
nama (name plate) dari generator atau mesin penggerak utama (prime mover), dipilih mana yang
lebih kecil. Khusus untuk PLTG, kapasitas terpasangnya adalah sebagaimana tertera pada papan
nama berdasarkan base-load, bukan berdasarkan peak-load.
1.2. Faktor beban (load factor)*)
Σ kWh produksi total per tahun
x 100%
Σ kW beban puncak x 8.760 jam
kWh produksi total, adalah jumlah dari kWh produksi sendiri dari pembangkit yang ada pada satuan
PLN yang bersangkutan, dan kWh yang diterima dari satuan PLN lain, ditambah kWh pembelian
dari luar PLN dan sewa genset (jika ada).
Beban puncak, adalah beban tertinggi setiap sistem yang pernah dicapai pada tahun kalender
yang bersangkutan.
1.3. Faktor permintaan (demand factor)
Σ kW beban puncak
x 100%
Σ kVA tersambung x cos ϕ
cos ϕ = 0,8
*) SE Dir. PLN Nomor 006/PST/88
Statistik PLN 2014
v
Penjelasan
1.4. Susut energi (energy losses)
Σ kWh hilang di jaringan transmisi + Σ kWh hilang di jaringan distribusi
x 100%
Σ kWh produksi netto
kWh produksi netto, adalah jumlah kWh produksi sendiri dari pembangkit yang ada pada satuan
PLN yang bersangkutan, ditambah kWh yang diterima dari satuan PLN lain, ditambah kWh pembelian
dari luar PLN dan sewa genset (jika ada), dikurangi pemakaian sendiri sentral.
kWh hilang di jaringan transmisi (susut transmisi), adalah kWh produksi netto, dikurangi kWh
pemakaian sendiri gardu induk, dikurangi kWh yang dikirimkan ke satuan unit PLN lain dan luar
PLN, dikurangi kWh yang dikirimkan ke distribusi.
kWh hilang di jaringan distribusi (susut distribusi), adalah kWh yang dikirimkan ke distribusi,
dikurangi kWh pemakaian sendiri gardu distribusi, dikurangi kWh terjual.
1.5. SAIDI (System Average Interruption Duration Index) **)
Σ (Lama pelanggan padam x Jumlah pelanggan yang mengalami pemadaman)
Jumlah pelanggan
1.6. SAIFI (System Average Interruption Frequency Index) **)
Σ (Pelanggan yang mengalami pemadaman)
Jumlah pelanggan
**) Pemadaman di jaringan distribusi yang dirasakan oleh pelanggan, termasuk yang
diakibatkan oleh gangguan atau pemeliharaan di sisi pembangkitan maupun transmisi.
(SE Direksi PLN No. SE.031.E/471/PST/1993).
1.7. SOD (System Outage Duration) :
Lama gangguan yang menyebabkan pemadaman
100 kms transmisi
Lama keluar sistem (System Outage Duration), adalah indikator kinerja lama gangguan yang
menyebabkan pemadaman sistem transmisi pada titik pelayanan, dengan satuan jam/100 kms.
vi
Statistik PLN 2014
1.8. SOF (System Outage Frequency) :
Jumlah gangguan yang menyebabkan pemadaman
100 kms transmisi
Jumlah keluar sistem (System Outage Frequency), adalah indikator kinerja jumlah gangguan
yang menyebabkan pemadaman sistem transmisi pada titik pelayanan, dengan satuan kali/100 kms.
2.
Pengelompokan data
2.1. Data pembangkitan
Data PLTA sudah termasuk data PLTM (Pusat Listrik Tenaga Mini/Mikro Hidro) yaitu pembangkit
listrik tenaga air dengan satuan (unit) pembangkit berkapasitas 1.000 kW ke bawah (sesuai dengan
Surat Edaran No. 006/PST/88).
2.2. Data pelanggan menurut golongan tarif
2.2.1.
Menurut kelompok pelanggan
Kelompok rumah tangga, adalah penjumlahan golongan tarif S-1, R-1, R-2, dan R-3.
Kelompok bisnis, adalah penjumlahan golongan tarif B-1, B-2, B-3, T, C dan tarif Multiguna/
Layanan Khusus.
Kelompok industri, adalah penjumlahan golongan tarif I-1, I-2, I-3, dan I-4.
Kelompok sosial, adalah penjumlahan golongan tarif S-2, dan S-3.
Kelompok gedung kantor pemerintah, adalah penjumlahan golongan tarif P-1 dan P-2.
Kelompok penerangan jalan umum, adalah golongan tarif P-3.
2.2.2.
Menurut jenis tegangan
Jenis tegangan rendah, adalah penjumlahan golongan tarif S-1, S-2, R-1, R-2, R-3, B-1,
B-2, I-1, I-2, P-1 dan P-3.
Jenis tegangan menengah, adalah penjumlahan golongan tarif S-3, B-3, I-3, P-2, Traksi
(T) dan C (Curah).
Jenis tegangan tinggi, adalah golongan tarif I-4.
Jenis tarif multiguna, adalah tarif yang diperuntukkan hanya bagi pengguna listrik yang
memerlukan pelayanan dengan kualitas khusus yang tidak termasuk dalam golongan tarif
S, R, B, I, P, T (Traksi) dan C (Curah).
Statistik PLN 2014
vii
Penjelasan
3.
Energi terjual
Energi yang terjual kepada pelanggan, adalah energi (kWh) yang terjual kepada pelanggan TT (tegangan
tinggi), TM (tegangan menengah) dan TR (tegangan rendah) sesuai dengan jumlah kWh yang dibuat
rekening (TUL III-09).
4.
Status data
Tahun 2014, berarti satu tahun kalender dari tanggal 1 Januari 2014 sampai dengan tanggal 31 Desember
2014.
5.
Singkatan
PLTA
: Pusat Listrik Tenaga Air
PLTU
: Pusat Listrik Tenaga Uap
PLTG
MMBTU
: 106 British Thermal Unit
(MM=106)
: Pusat Listrik Tenaga Gas
HSD
: Hight Speed Diesel Oil
PLTGU
: Pusat Listrik Tenaga Gas & Uap
IDO
: Intermediate Diesel Oil
PLTD
: Pusat Listrik Tenaga Diesel
MFO
: Marine Fuel Oil
PLTP
: Pusat Listrik Tenaga Panas Bumi
SAIDI
PLTMG
: Pusat Listrik Tenaga Mesin Gas
: System Average Interruption
Duration Index
PLTS
: Pusat Listrik Tenaga Surya
SAIFI
: System Average Interruption
Frequency Index
PLTB
: Pusat Listrik Tenaga Bayu
Dist.
: Distribusi
VA
: volt-ampere
MVA
: mega-volt-ampere
Gdg. Kantor
Pemerintah : Gedung Kantor Pemerintah
kW
: kilowatt
PJU
: Penerangan Jalan Umum
MW
: megawatt
PJB
kWh
: kilowatt-hour
: Pembangkitan Tenaga Listrik
Jawa - Bali
MWh
: megawatt-hour
P3B
GWh
: gigawatt-hour
: Penyaluran dan Pusat Pengatur
Beban
kms
: kilometer-sirkuit
SOD
: System Outage Duration
MSCF
: 103 Standard Cubic Foot
(M=103)
SOF
: System Outage Frequency
n.a
: not available
MMSCF
viii
6
: 10 Standard Cubic Foot
(MM=106)
Statistik PLN 2014
British Thermal Unit (BTU), adalah jumlah panas yang diperlukan untuk menaikkan 1 pound air 1 derajat
Fahrenheit pada temperatur 60 derajat Fahrenheit, pada tekanan absolut 14,7 pound per square inch.
Standard Cubic Foot (SCF), adalah sejumlah gas yang diperlukan untuk mengisi ruangan 1 Cubic Foot,
dengan tekanan sebesar 14,7 pounds per square inch absolut dan pada temperatur 60 derajat Fahrenheit,
dalam kondisi kering.
1000 BTU Gas, adalah gas mempunyai Gross Heating Value sebesar 1000 BTU per SCF.
Gross Heating Value, adalah jumlah panas yang dinyatakan dalam satuan BTU yang dihasilkan oleh
pembakaran sempurna dari satu Standard Cubic Foot Gas, pada temperatur 60 derajat Fahrenheit dan
tekanan absolut 14,7 pounds per square inch, dengan udara pada temperatur dan tekanan yang sama
dengan gas tersebut, dan setelah pendinginan hasil pembakaran pada tingkat temperatur permulaan gas
dan udara, uap air yang terbentuk dalam proses pembakaran itu terkondensasikan ke dalam bentuk cair.
Statistik PLN 2014
ix
Daftar Isi
Kata Pengantar
Ikhtisar
Penjelasan
Daftar Isi
ii
iii
v
x
Data Tahunan 2014
I. PENGUSAHAAN
Penyediaan Tenaga Listrik
Tabel 1 : Neraca Daya (MW)
Tabel 2 : Neraca Energi
Tabel 3 : Faktor Beban, Faktor Kapasitas, Faktor Permintaan (%)
x
1
2
4
Hasil-hasil Pengusahaan
Tabel 4 : Jumlah Pelanggan per Jenis Pelanggan
Tabel 5 :