34
3 BAB III
METODE PENELITIAN
3.1 Tempat dan Waktu
Penelitian tugas akhir ini disimulasikan pada jaringan distribusi 20 kV penyulang TR 5 dari Gardu Induk GI Tarutung yang terhubung dengan
Pembangkit Listrik Tenaga Minihidro PLTM Hutaraja berkapasitas 2 x 3 MW. Lama Penelitian ini direncanakan selama 2 dua bulan.
3.2 Data - Data yang Diperlukan
Adapun data - data yang diperlukan untuk melakukan penelitian ini adalah berupa data - data pembangkit dan penyaluran jaringan distribusi 20 kV TR5
Tarutung yang terinterkoneksi dengan DG melalui software ETAP yang sudah di Lumped Load. Peralatan yang akan digunakan untuk simulasi penentuan lokasi
dan kapasitas daya DG ini menggunakan software ETAP.
3.3 Pelaksanaan Penelitian
Dalam melaksanakan penelitian, dilakukan pengumpulan data yang dibutuhkan terlebih dahulu. Data yang diperoleh selanjutnya diolah dan dilakukan
perhitungan dengan bantuan software ETAP.
3.4 Variabel yang Diamati
Variabel-variabel yang diamati dalam penelitian ini meliputi: 1.
Beban pada jaringan 2.
Besar impedansi pada jaringan 3.
Besar kapasitas DG dengan tipe MVAR control
Universitas Sumatera Utara
35 4.
Besar tegangan pada sistem jaringan distribusi 5.
Rugi – rugi daya reaktif pada jaringan distribusi
3.5 Prosedur Penelitian
Penentuan lokasi dan kapasitas daya optimal interkoneksi DG terhadap jaringan distribusi ini, secara flowchart dapat digambarkan Gambar 3.1 berikut
ini:
Universitas Sumatera Utara
36
Mulai
Input Data Pada Software
ETAP Menjalankan Program
Load Flow Tampilkan Data
Pada Software ETAP
Tentukan Bus tempat DG yang akan di
pasang Pengambilan Data
Jenis – jenis Bus, R, X,
P, Q, Ɵ
Apakah sudah mencapai Bus
terakhir? Masukkan kenaikan
besar DG = 0.5 MVAR
Jalankan Program Load Flow
Menampilkan Data Baru
Apakah besar profil tegangan melewati standar tegangan?
Naikkan besar DG bertahap sebesar =
0.5 MVAR Pilih hasil profil tegangan
dan rugi – rugi yang terbaik
Tentukan data yang paling baik berdasarkan rugi
– rugi dan profil tegangan
Selesai Ya
Tidak Ya
Tidak
Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian
Universitas Sumatera Utara
37 3.5.1
Prosedur Kerja
1. Memasukkan Data
Data yang dibutuhkan diambil dari P.T. PLN Persero rayon Siborong- borong yaitu data single line diagram dari TR 5 yang telah di lumped load dimana
pada data telah di-input kedalam software ETAP dan telah dijalankan aliran dayanya. Single line Diagram dari penyulang TR 5 dapat dilihat pada Lampiran.
Universitas Sumatera Utara
38
Gambar 3.2 Single Line Diagram Penyulang TR 5
Universitas Sumatera Utara
39 2.
Mensimulasikan single line diagram yang telah ada, tanpa terkoneksi DG. Simulasi dilakukan pada software ETAP untuk memperoleh data beban
penuh terpasang dan juga memperoleh data daya yang mengalir menuju masing
– masing beban terpasang. Berikut ini data-data yang dibutuhkan dalam penelitian:
- Data pembangkit, berikut ini data pembangkit yang dibutuhkan untuk
melakukan perhitungan aliran daya: ID Generator
Operation mode swing, voltage control, dan MVAR control
Untuk mode operasional swing yaitu Persen tegangan dan sudut fasanya
Untuk mode operasional voltage control yaitu persen tegangan, MVAR limit Q max dan Q min
Untuk mode operasional MVAR control yaitu MW dan MVAR loading.
Rating generator MW, tegangan, PF, jumlah kutub,
Primemover rating Operating value
Impedansi generator X, R
Tipe generator hydro, steam, gas, diesel, combined cycle Tipe rotor salient pole, round rotor
Tipe exciter thyristor self-excitation, thyristor independet
self excitation, diode brusless excitation, diode independent excitation
- Data busbar, berikut ini data busbar yang dibutuhkan unutk melakukan
perhitungan aliran daya: ID bus
Nominal KV
Universitas Sumatera Utara
40 -
Data transformator, berikut in data transformator yang dibutuhkan unutk melakukan perhitungan aliran daya:
ID transformator Rating tegangan di sisi primer dan sekunder transformator
Rating MVA Persen tap
Impedansi Z dan XR
- Data impedansi saluran, berikut ini data impedansi saluran yang dibutuhkan
untuk melakukan perhitungan aliran daya: Impedansi saluran urutan positif Z
1
, urutan negatif Z
2
, dan urutan nol Z
Panjang saluran -
Data beban, berikut ini data beban yang dibutuhkan untuk melakukan perhitungan aliran daya:
ID beban Rating tegangan, MVA, dan faktor daya
3. Menentukan besar DG yang akan di interkoneksi.
Besar Kapasitas DG yang akan di interkoneksi pada tiap bus, dimulai dari besar 0,5 MVAR.
4. Menentukan kandidat bus tempat interkoneksi DG tiap masing
– masing wilayah.
Kandidat bus dimulai dari Bus 2 atau setelah slack bus. Tidak dimulai dari Bus 1, karena Bus 1 merupakan slack bus.
5. Menaikan besar DG, sebesar 0,5 MVAR.
Besar DG dinaikan secara bertahap sambil menjalankan program aliran daya menggunakan software ETAP, sampai mencapai besar tegangan maksimum
pada tiap bus sebesar 1.05 pu. 6.
Menyeleksi tempat interkoneksi yang terbaik
Universitas Sumatera Utara
41 Menentukan nilai interkoneksi yang terbaik dengan melihat nilai rugi
– rugi yang terbaik untuk tiap - tiap besar DG yang berbeda dengan Fuzzy Logic
Toolbox menggunakan metode Sugeno. Dimana pada Fuzzy Logic Toolbox ini terdapat 2 masukan dan satu
keluaran. Dimana masukannya adalah rugi-rugi dan tegangan lalu keluarannya adalah nilai kesesuaian DG. Rugi-Rugi terdiri dari L LM M HM H dan Tegangan
terdiri dari L LN N HN H lalu nilai kesesuaian DG terdiri dari L LM M HM H. Prosesnya Fuzzy Logic nya dilakukan dengan perhitungan Sugeno. Nilai
kesesuaian DG merupakan tingkat kesesuaian DG dipasang pada sistem, semakin besar nilai kesesuaiannya maka semakin bagus DG tersebut dipasang pada sistem
tersebut. Dimana pada prosesnya terdapat 25 aturan, yaitu : a.
Jika tegangan adalah L dan rugi-rugi adalah H maka Kesesuaian DG adalah L
b. Jika tegangan adalah L dan rugi-rugi adalah HM maka Kesesuaian
DG adalah L c.
Jika tegangan adalah L dan rugi-rugi adalah M maka Kesesuaian DG adalah LM
d. Jika tegangan adalah L dan rugi-rugi adalah LM maka Kesesuaian DG
adalah LM e.
Jika tegangan adalah L dan rugi-rugi adalah L maka Kesesuaian DG adalah LM
f. Jika tegangan adalah LN dan rugi-rugi adalah H maka Kesesuaian DG
adalah L g.
Jika tegangan adalah LN dan rugi-rugi adalah HM maka Kesesuaian DG adalah LM
h. Jika tegangan adalah LN dan rugi-rugi adalah M maka Kesesuaian
DG adalah LM i.
Jika tegangan adalah LN dan rugi-rugi adalah LM maka Kesesuaian DG adalah M
j. Jika tegangan adalah LN dan rugi-rugi adalah L maka Kesesuaian DG
adalah M
Universitas Sumatera Utara
42 k.
Jika tegangan adalah N dan rugi-rugi adalah H maka Kesesuaian DG adalah LM
l. Jika tegangan adalah N dan rugi-rugi adalah HM maka Kesesuaian DG
adalah LM m.
Jika tegangan adalah N dan rugi-rugi adalah M maka Kesesuaian DG adalah M
n. Jika tegangan adalah N dan rugi-rugi adalah LM maka Kesesuaian
DG adalah M o.
Jika tegangan adalah N dan rugi-rugi adalah L maka Kesesuaian DG adalah HM
p. Jika tegangan adalah H dan rugi-rugi adalah H maka Kesesuaian DG
adalah LM q.
Jika tegangan adalah H dan rugi-rugi adalah HM maka Kesesuaian DG adalah M
r. Jika tegangan adalah H dan rugi-rugi adalah M maka Kesesuaian DG
adalah M s.
Jika tegangan adalah H dan rugi-rugi adalah LM maka Kesesuaian DG adalah HM
t. Jika tegangan adalah H dan rugi-rugi adalah M maka Kesesuaian DG
adalah HM u.
Jika tegangan adalah HN dan rugi-rugi adalah H maka Kesesuaian DG adalah M
v. Jika tegangan adalah HN dan rugi-rugi adalah HM maka Kesesuaian
DG adalah M w.
Jika tegangan adalah HN dan rugi-rugi adalah M maka Kesesuaian DG adalah HM
x. Jika tegangan adalah HN dan rugi-rugi adalah LM maka Kesesuaian
DG adalah HM y.
Jika tegangan adalah HN dan rugi-rugi adalah L maka Kesesuaian DG adalah H
Universitas Sumatera Utara
43
Gambar 3.3 Fuzzy Logic Toolbox
Pada Gambar 3.3 diatas dapat dilihat program dari Fuzzy Logic Toolbox dimana program ini menggunakan metode Sugeno yang terdiri dari 2 input yaitu,
Tegangan Minimum dan Rugi-rugi jaringan dan 1 Output yaitu, Tingkat Kesesuaian DG. Pada Gambar 3.4 merupakan program untuk mencari Tingkat
Kesesuaian DG.
Universitas Sumatera Utara
44
Gambar 3.4 Fuzzy Logic Toolbox untuk mencari Tingkat Kesesuaian DG
7. Menghubungkan DG dengan semua Bus mulai dari Bus 2, 3, 4,. . . n , secara
bergantian. Satu per satu titik interkoneksi yang telah dipilih, diinterkoneksikan dan
disimulasikan untuk memperoleh pola aliran daya yang terjadi. 8.
Menjalankan simulasi dengan software ETAP untuk melihat nilai rugi – rugi
daya reaktif pada masing – masing wilayah apabila terhubung dengan DG.
Apabila seluruh tegangan sudah diselidiki kemudian load flow dijalankan, maka akan didapatkan nilai rugi
– rugi yang terjadi pada jaringan tersebut. 9.
Menyeleksi tempat interkoneksi yang terbaik Menentukan nilai interkoneksi yang terbaik dengan melihat nilai rugi
– rugi daya reaktif yang terbaik untuk tiap tempat inerkoneksi yang berbeda dengan
Fuzzy Logic Toolbox metode Sugeno.
Universitas Sumatera Utara
45
4 BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
Berikut adalah hasil penelitian yang telah dilakukan untuk mencari penentuan lokasi dan kapasitas daya optimum dari DG pada sistem distribusi,
dimana pada pencarian ini, terlebih dahulu dicari kapasitas optimum dari DG untuk tiap-tiap bus, lalu setelah didapatkan kapasitas optimum dari DG untuk tiap-
tiap bus, akan dicari dimana peletakan terbaik berdasarkan profil tegangan dan rugi-rugi pada sistem distribusi.
4.1 Tegangan Minimum dan Total Rugi