Optimasi Penentuan Lokasi Pemasangan Static Var Compensator(SVC) Pada Sistem Transmisi Sumbagut 150 Kv Berbasis Metode Genetic Algorithm

TUGAS AKHIR
OPTIMASI PENENTUAN LOKASI PEMASANGAN STATIC VAR
COMPENSATOR (SVC) PADA SISTEM TRANSMISI SUMBAGUT 150 KV
BERBASIS METODE GENETIC ALGORITHM

Diajukan untuk memenuhi persyaratan
Menyelesaikan pendidikan sarjana (S-1) pada
Departemen Teknik Elektro Sub Konsentrasi Teknik Energi Listrik
Oleh
SANDRO LEVI PANGGABEAN
NIM : 110402110

DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2016

Universitas Sumatera Utara

Universitas Sumatera Utara


ABSTRAK

Permasalahan optimasi sekarang ini berkembang pesat dalam sistem tenaga
modern. Sistem optimasi diharapkan menghasilkan suatu sistem yang lebih efisien
dan handal. Metode optimasi eningkatkan dan mengkombinasikan sistem
konvensional dengan perkembangan control dan monitoring system untuk
menghasilkan suatu sistem yang lebih efisien. Penentuan lokasi pemasangan SVC
dilakukan dengan menggunakan metode Genetic Algorithm (GA) pada bus-bus
gardu induk tenaga listrik berdasarkan batas tegangan, faktor daya, dan rugi-rugi
daya terkecil. Metode Newton Rhapson digunakan dalam perhitungan aliran daya
yang dijalankan dalam software ETAP. Hasil optimasi menunjukkan bahwa
penerapan SVC bus 15 (Paya Geli) dengan injeksi daya reaktif (-) 21.36 MVAR
dapat meningkatkan kinerja sistem dari 0.9063 pu menjadi 0.920 pu, serta
mengurangi rugi-rugi daya aktif 12.04 % dari 12,221 MW menjadi 10,749 MW
dan rugi-rugi daya reaktif berkurang sebesar 17.52 % dari 343,407 MW menjadi
283,223 MW.
Kata Kunci : Static Var Compensator, Genetic Algorithm, Steady State

i

Universitas Sumatera Utara

KATA PENGANTAR
Segala puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yesus Kristus,
karena atas berkat dan rahmat-Nya Tugas Akhir ini dapat disusun dan diselesaikan
dengan baik. Tugas Akhir ini merupakan bagian dari kurikulum yang baru
diselesaikan untuk memenuhi persyaratan dalam menyelesaikan pendidikan
Sarjana Strata Satu di Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas
Sumatera Utara. Adapun judul Tugas akhir ini adalah:
“OPTIMASI PENENTUAN LOKASI PEMASANGAN STATIC VAR
COMPENSATOR (SVC) PADA SISTEM TRANSMISI SUMBAGUT 150 KV
BERBASIS METODE GENETIC ALGORITHM”
Tugas Akhir ini penulis persembahkan kepada yang teristimewa yaitu
almarhum ayahanda (Jonson Panggabean) beserta Ibunda (Sarmawati Sinaga),
kakak (Lusi Panggabean), dan adik – adik tersayang (Lia Panggabean dan Pilipi
Panggabean) yang selalu memberikan semangat dan mendoakan penulis selama
studi hingga menyelesaikan Tugas Akhir ini. Selama masa kuliah hingga
penyelesaian Tugas Akhir ini penulis juga banyak mendapatkan dukungan
maupun bantuan dari berbagai pihak. Untuk itu penulis ingin menyampaikan rasa
terimakasih yang mendalam kepada:

1. Ibu Syiska Yana, S.T.,M.T., selaku dosen pembimbing Tugas Akhir yang
telah banyak meluangkan waktu, pikiran, saran, membagi ilmu, bantuan
bimbingan dan pengarahan kepada penulis serta memberikan judul tugas
akhir ini sehingga penyusunan Tugas Akhir ini dapat selesai. Terimakasih
atas keramahan dan pedulinya Ibu selama ini kepada kami. Sehat selalu
dan terus berkarya buat Ibu, semakin banyak mahasiswa bimbingan nya
yang berhasil di tangan Ibu. Kami percaya sukses kami adalah sukses Ibu
juga.
2. Bapak Ir. Syahrawardi, selaku Penguji Tugas Akhir dan Kepala
Laboratorium Tegangan Tinggi yang telah banyak memberikan masukan
demi perbaikan Tugas Akhir ini dan telah memberikan pengarahan kepada
penulis selama perkuliahan hingga penyusunan Tugas Akhir ini.
Terimakasih juga atas kesempatan mengemban tugas menjadi asisten

ii
Universitas Sumatera Utara

laboratorium Tegangan Tinggi, banyak ilmu dan pelajaran berharga yang
saya terima yang lebih mahal daripada sekedar materi. Tetap sehat dan
berkarya, doa kami senantiasa untuk bapak.

3. Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.si., selaku Ketua Departemen Teknik
Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara dan selaku dosen
Penguji Tugas Akhir yang telah memberikan masukan demi perbaikan
Tugas Akhir ini. Terimakasih sudah menanamkan jiwa “Engineer” dalam
jiwa kami, terkhusus dalam mata kuliah Rekayasa Perencanaan, sehingga
kami kelak menjadi engineer yang siap pakai dan beretika.
4. Bapak Yulianta Siregar S.T., M.T., selaku dosen Penguji Tugas Akhir
yang telah memberikan masukan demi perbaikan Tugas Akhir ini.
5. Inangboru tercinta, Asnamewati Panggabean, yang selalu mendoakan dan
mendukung

penulis

mulai

proses

perkuliahan

hingga


sampai

menyelesaikan tugas akhir ini. Terimakasih buat segala dukungan moril
maupun materi, nasehat dan saran-saran inangboru. Suksesku adalah
bagian dari doa inangboru. God always loves you.
6. Keluarga besar Op. Nando (Opung Tercinta, Tulang Raya, Tante Dai, Kel
Op Timothy, Kel Tulang Nando, Kel Pak Tua Mega, Kel Tulang Joni
Apul, Kel Tulang Paber) yang telah banyak mendoakan dan memberikan
nasehat yang membangun bagi penulis dikala suka maupun duka. Tuhan
yang selalu memberkati kita semua.
7. Seluruh Bapak dan Ibu dosen yang telah mendidik serta memberikan
pengalaman hidup yang berharga selama masa perkuliahan kepada penulis.
8. Kepada PT PLN Persero baik UPT (Unit Pelayanan Transmisi) dan UPB
(Unit Pengaturan Beban) Medan yang telah membantu penulis untuk
memperoleh data penelitian jaringan transmisi PLN Sumbagut 150 KV
sehingga pengerjaan tugas akhir ini dapat diselesaikan dengan baik.
9. Bang Marthin, Kak Ester, Kak Umi, Pak Ponijan dan Bang Dipo, selaku
staf pegawai Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas
Sumatera Utara yang telah membantu penulis dalam pengurusan

administrasi.

iii
Universitas Sumatera Utara

10. Teman-teman seperjuangan Yudha, Dedywidya, Youki, Riandi, Ari, Tony,
Rizky, Emir, Tidauccy, Riko, Ferro, Yosef, Yoshua, Bill, Risjen, James
dan teman-teman 2011 lainnya yang tidak bisa disebutkan satu-persatu
yang telah memberikan pelajaran hidup, semangat, motivasi, cerita, canda
dan ilmu selama penulis menjalani perkuliahan di Departemen Teknik
Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara. See you on the top
mates.
11. Rekan - rekan Asisten Laboratorium Teknik Tegangan Tinggi dan Asisten
Laboratorium Transmisi dan Distribusi Josiah, Memory, Ann Alberth,
Andreas, Sakinah, M. Fikri, Syahlan dan Frederik yang telah menjadi
teman diskusi serta memberikan masukan selama perkuliahan.
12. Rekan-rekan Asisten Laboratorium Sistem Pengaturan dan Komputer
Frans dan Mian yang banyak membantu penulis belajar pemrograman dan
belajar software Matlab.
13. Sahabat-sahabat terbaik Lidya, Dian Reh, Daniel, Devis, Dicky, Frits,

Yona, Yendra Komeng, dan Abdul Halim yang selalu mendoakan dan
mendukung penulis saat suka dan duka hingga proses penyusunan Tugas
Akhir ini selesai.
14. Keluarga besar Album Medan seluruhnya yang sudah menjadi keluarga
baru tempat penulis bertumbuh dan belajar.
15. Seluruh keluarga besar Departemen Teknik Elektro yang telah
memberikan bantuan selama penulis menjalani perkuliahan di Departemen
Teknik Elektro.
Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini jauh dari sempurna oleh karena
itu penulis mengharapkan adanya kritik dan saran dari pembaca yang dapat
membuat Tugas Akhir ini lebih baik lagi. Semoga Tugas Akhir ini dapat berguna
dan bermanfaat bagi pembaca.
Medan, Januari 2016

Sandro Levi Panggabean
NIM: 110402110

iv
Universitas Sumatera Utara


DAFTAR ISI

ABSTRAK ........................................................................................................... i
KATA PENGANTAR ......................................................................................... ii
DAFTAR GAMBAR ......................................................................................... vii
DAFTAR TABEL ............................................................................................ viii
BAB I .................................................................................................................. 1
PENDAHULUAN ............................................................................................... 1
1.1

Latar Belakang....................................................................................... 1

1.2

Tujuan Penulisan ................................................................................... 3

1.3

Batasan Masalah .................................................................................... 4


1.4

Manfaat Penelitian ................................................................................. 4

1.5

Luaran Tugas Akhir ............................................................................... 4

BAB II ................................................................................................................. 5
TINJAUAN PUSTAKA....................................................................................... 5
2.1

Static VAR Compensator ....................................................................... 5

2.1.1

Teori Dasar ..................................................................................... 5

2.1.2
Bentuk gelombang dari response dinamik SVC terhadap perubahan

tegangan ..................................................................................................... 13
2.2

Genetic Algorithm ............................................................................... 18

2.3

Saluran Transmisi ................................................................................ 21

2.4

Karakteristik Listrik dari Saluran Transmisi ......................................... 22

2.4.1

Resistansi ..................................................................................... 23

2.4.2

Induktansi ..................................................................................... 24


2.4.3

Kapasitansi ................................................................................... 27

2.5

Karakteristik Penyaluran Daya ............................................................. 30

2.5.1

Saluran Transmisi Jarak Pendek .................................................... 30

2.5.2

Saluran Transmisi Jarak Mengengah ............................................. 31

2.5.3

Saluran Transmisi Jarak Jauh ........................................................ 33

2.6

Studi Aliran Daya ................................................................................ 33

BAB III.............................................................................................................. 37
METODE PENELITIAN ................................................................................... 37

v
Universitas Sumatera Utara

3.1

Tempat dan Waktu ............................................................................... 37

3.2

Bahan dan Peralatan............................................................................. 37

3.3

Variabel yang Diamati ......................................................................... 37

3.4

Diagram Alir Penelitian ....................................................................... 37

BAB IV ............................................................................................................. 40
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN ................................................... 40
4.1

Umum ................................................................................................. 40

4.2 Simulasi Sistem Tenaga Listrik PLN Sumbagut 150 KV PT PLN
(Persero)......................................................................................................... 42
4.3

Optimasi Pemasangan Lokasi SVC dengan metode Genetic Algorithm 48

4.4

Aliran daya setelah pemasangan SVC .................................................. 57

4.5 Perbandingan sebelum pemasangan SVC dengan setelah pemasangan
SVC ............................................................................................................ 59
4.5.1

Daya Aktif .................................................................................... 59

4.5.2

Daya Reaktif ................................................................................. 61

4.5.3

Rugi-rugi daya .............................................................................. 62

BAB V............................................................................................................... 66
KESIMPULAN DAN SARAN .......................................................................... 66
5.1

KESIMPULAN ................................................................................... 66

5.2

SARAN ............................................................................................... 66

DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................ 67
LAMPIRAN ...................................................................................................... 68

vi
Universitas Sumatera Utara

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 ................................................................................................... 6
Gambar 2.2 ................................................................................................... 7
Gambar 2.3 ................................................................................................... 8
Gambar 2.4 ................................................................................................... 9
Gambar 2.5 ................................................................................................... 10
Gambar 2.6. .................................................................................................. 11
Gambar 2.7 ................................................................................................... 12
Gambar 2.8 ................................................................................................... 12
Gambar 2.9 ................................................................................................... 14
Gambar 2.10 ................................................................................................. 15
Gambar 2.11 ................................................................................................. 16
Gambar 2.12 ................................................................................................. 17
Gambar 2.13 ................................................................................................. 26
Gambar 2.14 ................................................................................................. 29
Gambar 2.15 ................................................................................................. 30
Gambar 2.16 ................................................................................................. 32
Gambar 3.1 ................................................................................................... 38
Gambar 3.2 ................................................................................................... 39
Gambar 4.1 ................................................................................................... 43
Gambar 4.2 ................................................................................................... 45
Gambar 4.3 ................................................................................................... 47
Gambar 4.4 ................................................................................................... 58
Gambar 4.5 ................................................................................................... 59
Gambar 4.6 ................................................................................................... 60
Gambar 4.7 ................................................................................................... 61
Gambar 4.8 ................................................................................................... 63
Gambar 4.9 ................................................................................................... 65

vii
Universitas Sumatera Utara

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 ..................................................................................................... 35
Tabel 4.1 ..................................................................................................... 45

viii
Universitas Sumatera Utara