ANALISIS KONTINGENSI PADA JARINGAN TRANSMISI 500 KV MENGGUNAKAN METODE NEWTON - RAPHSON.
ANALISIS KONTINGENSI
PADA JARINGAN TRANSMISI 500 KV
MENGGUNAKAN METODE NEWTON - RAPHSON
SKRIPSI
Diajukan Untuk Memenuhi Sebagian dari Syarat untuk Memperoleh Gelar Sarjana
Program Studi Teknik Elektro
Oleh
RIYANDI PURWA HADICIPTA 0802597
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO
JURUSAN PENDIDIKAN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS PENDIDIKAN TEKNOLOGI DAN KEJURUAN
UNIVERSITAS PENDIDIKAN INDONESIA
(2)
ANALISIS KONTINGENSI
PADA JARINGAN TRANSMISI 500 KV
MENGGUNAKAN METODE NEWTON - RAPHSON
Oleh
Riyandi Purwa Hadicipta
Sebuah skripsi yang diajukan untuk memenuhi salah satu syarat memperoleh gelar Sarjana pada Fakultas Pendidikan Teknologi dan Kejuruan
© Riyandi Purwa Hadicipta 2014 Universitas Pendidikan Indonesia
Agustus 2014
Hak Cipta dilindungi undang-undang.
Skripsi ini tidak boleh diperbanyak seluruhya atau sebagian, dengan dicetak ulang, difoto kopi, atau cara lainnya tanpa ijin dari penulis
(3)
HALAMAN PENGESAHAN
Riyandi Purwa Hadicipta E.5051.0802597
ANALISIS KONTINGENSI
PADA JARINGAN TRANSMISI 500 KV
MENGGUNAKAN METODE NEWTON - RAPHSON
DISETUJUI DAN DISAHKAN OLEH PEMBIMBING :
Pembimbing I,
Wasimudin Surya S, ST, MT NIP. 19700808 199702 1 001
Pembimbing II,
Ir. H. Dadang Lukman Hakim, MT NIP. 19610604 198603 1 001
Diketahui oleh,
Ketua Jurusan Pendidikan Teknik Elektro FPTK UPI
Prof. Dr. H. Bachtiar Hasan, ST, MSIE NIP. 19551204 198103 1 002
(4)
Riyandi Purwa Hadicipta, 2014
Analisis kontingensi
Pada Jaringan Transmisi 500 Kv Menggunakan Metode Newton - Raphson
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu ABSTRAK
ANALISIS KONTINGENSI PADA JARINGAN TRANSMISI 500 KV MENGGUNAKAN METODE NEWTON-RAPHSON
Penelitian ini mengkaji tentang analisis kontingensi pada jaringan transmisi 500 KV. Analisis kontingensi adalah pelepasan secara sengaja salah satu atau lebih komponen generator atau saluran transmisi untuk didapatkan keandalannya Metode Newton-Raphson merupakan salah satu metode untuk menyelesaikan analisis kontingensi dengan menyelesaikan aliran daya terlebih dahulu. Penelitian ini mengambil studi kasus pada sistem interkoneksi 500 kV Jawa-Bali Region Jawa Barat sehingga skripsi ini berjudul “Analisis Kontingensi Pada Jaringan Transmisi 500kV menggunakan Metode Newton-Raphson”. Penelitian ini diawali dengan pengujian pada data IEEE 14 bus. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui kondisi tegangan tiap bus, perubahan rugi-rugi daya pada masing-masing saluran dan indeks kestabilan tegangan yang terjadi pada sistem tenaga listrik setelah terjadinya pelepasan salah satu saluran. Setelah melihat hasil simulasi pada IEEE 14 bus dan melakukan validasi dangan penelitian sebelumnya, maka penelitian dilanjutkan pada sistem interkoneksi 500 KV Jawa-Bali Region Jawa Barat dengan menggunakan data pembebanan tanggal 7 Mei 2013 pukul 10.00 WIB. Dari hasil simulasi menunjukan perubahan tegangan tiap bus masih dalam batas toleransi ± 5% (± 25 kV) dari tegangan kerja yaitu 500 kV, yang dimana tiap bus masih di atas 0,95 pu (475 kV) dan di bawah 1,05 pu (525 kV), rugi-rugi terbesar terjadi ketika saluran 1-4 diputus yaitu sebesar 8.700 MW, sedangkan rugi-rugi terkecil terjadi ketika saluran 1-2 diputus yaitu sebesar 2.899 MW, dan semua saluran dalam sistem memiliki indeks kestabilan kurang dari 1 (< 1) yang berarti bahwa sistem berada dalam kondisi stabil.
(5)
Riyandi Purwa Hadicipta, 2014
Analisis kontingensi
Pada Jaringan Transmisi 500 Kv Menggunakan Metode Newton - Raphson
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu ABSTRACT
This study examines the contingency analysis on transmission lines of 500 KV. Contingency analysis is intentional release of one or more components of a generator or transmission line to obtain reliability Newton-Raphson method is one method to complete the analysis of the power flow contingency with completing advance. This research is a case study on the 500 kV interconnection system of Java-Bali Region West Java so that this thesis entitled "Analysis of Contingency At 500kV Transmission Network using Newton-Raphson Method". This research started with testing on the data of IEEE 14 bus. The purpose of this study was to determine the condition of each bus voltage, power loss changes on each lines and a voltage stability index that occurs in the power system after the release of one of the line. After seeing the results of simulations on IEEE 14 bus and invitation validate previous research, the study was continued at 500 KV interconnection system of the Java-Bali Region West Java by using the data loading dated May 7, 2013 at 10:00 pm. From the simulation results show the voltage change of each bus is still within the tolerance limits of ± 5% (± 25 kV) of the working voltage of 500 kV, which is where each bus is still above 0.95 pu (475 kV) and below 1.05 pu (525 kV), the largest losses occurred when the line was disconnected 1-4 is equal to 8,700 MW, while the smallest losses occur when the line was disconnected 1-2 is equal to 2,899 MW, and all lines in the system has a stability index of less than 1 (<1) which means that the system is in a stable condition.
(6)
Riyandi Purwa Hadicipta, 2014
Analisis kontingensi
Pada Jaringan Transmisi 500 Kv Menggunakan Metode Newton - Raphson
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu DAFTAR ISI
LEMBAR PENGESAHAN
PERNYATAAN ... i
ABSTRAK ... ii
KATA PENGANTAR... iii
DAFTAR ISI ... v
DAFTAR TABEL ... vii
DAFTAR GAMBAR ... viii
DAFTAR LAMPIRAN ... ix
BAB I PENDAHULUAN ... 1
1.1. Latar Belakang Penelitian ... 1
1.2. Identifikasi dan Perumusan Masalah ... 3
1.3. Tujuan Penelitian ... 3
1.4. Metode Penelitian ... 4
1.5. Manfaat Penelitian ... 4
1.6. Struktur Organisasi Skripsi ... 4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 6
2.1. Keadaan Operasi dan Keamanan Sistem Tenaga Listrik ... 6
2.2. Klasifikasi Bus... 9
2.3. Matriks Admitansi Bus ... 10
2.4. Analisis Aliran Daya ... 15
2.5. Persamaan Aliran Daya ... 16
2.6. Metode Newton-Raphson ... 17
2.7. Analisis Kontingensi ... 21
2.8. Analisis Kontingensi Tunggal ... 25
BAB III METODE PENELITIAN ... 34
3.1. Sistem Interkoneksi Jawa-Bali Region Jawa Barat ... 34
3.2. Definisi Operasional ... 36
3.3. Matlab ... 38
3.4. Pengolahan Data M-File ... 38
3.5. Analisis Kontingensi ... 40
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ... 42
4.1. Analisis Kontingensi IEEE 14 Bus... 43
4.1.1. Hasil Simulasi... 44
4.2. Analisis Kontingensi Sistem Interkoneksi Jawa-Bali 500 KV Region Jawa Barat ... 47
(7)
Riyandi Purwa Hadicipta, 2014
Analisis kontingensi
Pada Jaringan Transmisi 500 Kv Menggunakan Metode Newton - Raphson
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 53
5.1. Kesimpulan ... 53
5.2. Saran ... 53
DAFTAR PUSTAKA ... 55 LAMPIRAN-LAMPIRAN
(8)
Riyandi Purwa Hadicipta, 2014
Analisis kontingensi
Pada Jaringan Transmisi 500 Kv Menggunakan Metode Newton - Raphson
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu DAFTAR TABEL
Tabel 4.1. Daya Tiap Bus Dari Hasil Running Program Untuk Data
IEEE 14 Bus... 44
Tabel 4.2. Rugi-rugi Daya Tiap Saluran Transmisi Dari Data
IEEE 14 Bus... 45
Tabel 4.3. Hasil Perbandingan Simulasi Dari Data IEEE 14 Bus... 46
Tabel 4.4. Daya Tiap Bus Dari Hasil Running Program Untuk Data 5 Bus Sistem Interkoneksi 500 KV Jawa-Bali
Region Jawa Barat ... 48
Tabel 4.5. Rugi-rugi Daya Tiap Saluran Transmisi Dari Data 5 Bus Sistem Interkoneksi 500 KV Jawa-Bali
Region Jawa Barat ... 49
Tabel 4.6. Kondisi Tegangan Tiap Bus Setelah Dilakukan Kontingensi Dari Data 5 Bus Sistem Interkoneksi 500 KV Jawa-Bali
Region Jawa Barat ... 50
Tabel 4.7. Rugi-rugi Daya Tiap Saluran Setelah Dilakukan Kontingensi Dari Data 5 Bus Sistem Interkoneksi 500 KV Jawa-Bali
Region Jawa Barat ... 51
Tabel 4.8. Indeks Kestabilan Tegangan Tiap Saluran Setelah Dilakukan Kontingensi Dari Data 5 Bus
Sistem Interkoneksi 500 KV Jawa-Bali
(9)
Riyandi Purwa Hadicipta, 2014
Analisis kontingensi
Pada Jaringan Transmisi 500 Kv Menggunakan Metode Newton - Raphson
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Single Line Diagram ... 9
Gambar 2.2. Diagram Impedansi Sistem Tenaga Listrik 4 Bus ... 11
Gambar 2.3. Diagram Admitansi Sistem Tenaga Listrik 4 Bus ... 11
Gambar 2.4. Penggambaran Bus Secara Umum ... 16
Gambar 2.5. Rangkaian Ekivalen Thevenin Sebelum Outage Untuk Simulasi Saluran Outage m - n ... 28
Gambar 2.6. Model 2 Bus ... 31
Gambar 3.1. Gambar Sistem Interkoneksi 500KV Jawa Bali Region Jawa Barat 2013 ... 35
Gambar 3.2. Single Line Diagram Sistem Interkoneksi 500 KV Jawa Bali Region Jawa Barat ... 36
Gambar 3.3. Tampilan M-file yang akan di-Running ... 40
Gambar 3.4. Flowchart Tahapan Simulasi ... 41
Gambar 4.1. Tampilan Matlab 2009a... 42
Gambar 4.2. Sistem Kelistrikan IEEE 14 Bus ... 43
Gambar 4.3. Plot Indeks Kestabilan Tiap Saluran ... 46
Gambar 4.4. Single Line Diagram Sistem Interkoneksi 500 KV Jawa-Bali Region Jawa Barat 2013 ... 48
(10)
Riyandi Purwa Hadicipta, 2014
Analisis kontingensi
Pada Jaringan Transmisi 500 Kv Menggunakan Metode Newton - Raphson
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1 Data Bus IEEE 14 Bus
Lampiran 2 Data Saluran IEEE 14 Bus
Lampiran 3 Hasil Running IEEE 14 Bus Metode Newton-Raphson
Lampiran 4 Data Bus Sistem Interkoneksi 500 KV Jawa-Bali Region Jawa Barat 2013
Lampiran 5 Data Saluran Sistem Interkoneksi 500 KV Jawa-Bali Region Jawa Barat 2013
Lampiran 6 Hasil Running Sistem Interkoneksi 500 KV Jawa-Bali Region Jawa Barat 2013 Metode Newton-Raphson
Lampiran 7 M-File Program
(11)
1
Riyandi Purwa Hadicipta, 2014
Analisis kontingensi
Pada Jaringan Transmisi 500 Kv Menggunakan Metode Newton - Raphson
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Penelitian
Kebutuhan akan tenaga listrik dari tahun ke tahun terus meningkat. Saat ini, listrik tidak hanya digunakan untuk penerangan saja, tapi sudah menjadi bagian dari kebutuhan hidup. Berbagai peralatan rumah tangga, kantor dan industri semuanya mengandalkan tenaga listrik sebagai penggerak. Tenaga listrik sudah menjadi salah satu bagian utama penggerak roda perekonomian. Dapat dibayangkan apa yang terjadi bila dalam satu hari saja tidak ada pasokan listrik, peralatan rumah tangga, kantor dan industri tidak dapat bekerja sebagaimana mestinya karena mengandalkan tenaga listrik sebagai penggerak utamanya. Terlebih lagi untuk industri di bidang produksi yang harus memproduksi barang setiap harinya, pasti akan mengalami hambatan yang menyebabkan hasil produksi menurun.
Peningkatan kebutuhan listrik berhubungan erat dengan ketersediaan listrik yang ada. Karena dengan meningkatnya kebutuhan listrik para konsumen, maka ketersediaan listrik pun harus memadai. Hal ini menyebabkan penambahan kapasitas daya di pembangkit dan perluasan sistem tenaga listrik semakin diperlukan.
(12)
2
Riyandi Purwa Hadicipta, 2014
Analisis kontingensi
Pada Jaringan Transmisi 500 Kv Menggunakan Metode Newton - Raphson
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
Penambahan unit di tiap pembangkit merupakan salah satu upaya untuk menambah kapasitas daya yang diperlukan. Perluasan sistem tenaga listrik ataupun penambahan unit pembangkit tidak bisa dilakukan sembarangan tanpa perencanaan yang matang, perlu dilakukan simulasi sistem tenaga listrik terlebih dahulu untuk mengetahui apakah sistem tenaga listrik layak diperluas tanpa penambahan sumber tenaga baru atau tidak. Selain itu, simulasi sistem tenaga listrik juga dilakukan untuk mengetahui rugi-rugi daya, proteksi yang dibutuhkan, biaya pembangkitan, dan sebagainya.
Dalam operasi sistem tenaga listrik, gangguan merupakan suatu hal yang tidak dapat dihindari. Banyak gangguan yang dapat terjadi, namun bila dilihat frekuensinya, gangguan pada saluran transmisi adalah yang paling sering terjadi. Gangguan ini bisa berupa gangguan hubung singkat atau terputusnya salah satu saluran dan lain-lain. Untuk langkah pengamanan dari gangguan, pada sistem tersebut perlu dilakukan pemutusan saluran dari jaringan sistem. Dengan tidak bekerjanya suatu saluran maka akan terjadi perubahan aliran daya pada saluran-saluran lain. Dalam hal ini dilakukan analisis kontingensi untuk mengetahui apakah saluran yang tersisa sudah overload atau masih bisa dibebani.
Analisis kontingensi adalah pelepasan komponen generator atau saluran transmisi secara sengaja yang bertujuan untuk mengetahui keandalan sistem. Hal ini berkaitan erat dengan kemampuan suatu sistem tenaga listrik untuk melayani beban bila terjadi gangguan pada salah satu komponennya. Analisis ini juga
(13)
3
Riyandi Purwa Hadicipta, 2014
Analisis kontingensi
Pada Jaringan Transmisi 500 Kv Menggunakan Metode Newton - Raphson
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
memerlukan informasi/data aliran daya dalam kondisi normal. Masalah aliran daya mencakup perhitungan aliran daya dan tegangan sistem pada saluran atau bus tertentu.
Analisis kontingensi dilakukan sebagai salah satu upaya pengujian untuk sistem keamanan dan merupakan kelanjutan dari hasil program load flow untuk memperhitungkan berbagai kondisi yang mungkin terjadi dalam sistem di masa yang akan datang. Analisis kontingensi sangat diperlukan untuk menentukan langkah-langkah pengoperasian sistem yaitu untuk mengatasi terjadinya kasus-kasus yang ditimbulkan oleh kontingensi tersebut.
(Arif Rachman, 2008 : 1 – 2)
1.2 Identifikasi dan Perumusan Masalah
a. Bagaimana kondisi tegangan pada sistem tenaga listrik setelah dilakukan pelepasan salah satu saluran ?
b. Bagaimana rugi-rugi yang terjadi pada sistem tenaga listrik setelah terjadi pelepasan salah satu saluran ?
c. Bagaimana index kestabilan tegangan yang terjadi pada sistem tenaga listrik setelah terjadi pelepasan salah satu saluran ?
1.3 Tujuan Penelitian
a. Mengetahui kondisi tegangan tiap bus dari sistem tenaga listrik setelah terjadinya pelepasan salah satu saluran.
(14)
4
Riyandi Purwa Hadicipta, 2014
Analisis kontingensi
Pada Jaringan Transmisi 500 Kv Menggunakan Metode Newton - Raphson
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
b. Mengetahui perubahan rugi-rugi daya pada masing-masing saluran transmisi dari suatu sistem tenaga listrik setelah terjadinya pelepasan salah satu saluran.
c. Mengetahui indeks kestabilan tegangan yang terjadi pada sistem tenaga listrik setelah terjadinya pelepasan salah satu saluran.
1.4 Metode Penelitian
Penelitian ini menggunakan dua metode yaitu metode deskriptif dan evaluatif. Metode deskriptif adalah penelitian yang mendeskripsikan suatu peristiwa atau kejadian saat sekarang. Sedangkan metode evaluatif digunakan untuk mengevaluasi hasil dari proses uji coba yang dilakukan.
1.5 Manfaat Penelitian
a. Diharapkan berguna bagi dunia kelistrikan dalam mengetahui manfaat dari analisis kontingensi di sistem kelistrikan.
b. Memberikan pengetahuan bagi penulis untuk menerapkan hasil penelitian di lapangan.
c. Dengan analisis kontingensi ini, diharapkan perusahaan listrik dapat mengetahui dan mengevaluasi keandalan suatu sistem tenaga listrik.
(15)
5
Riyandi Purwa Hadicipta, 2014
Analisis kontingensi
Pada Jaringan Transmisi 500 Kv Menggunakan Metode Newton - Raphson
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu BAB I PENDAHULUAN
Bab ini berisi latar belakang penelitian, idendifikasi dan perumusan masalah, tujuan penelitian, metode penelitian, manfaat penelitian dan struktur organisasi skripsi
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
Bab ini menjelaskan persoalan yang ada pada sistem tenaga listrik, Klasifikasi Bus, Matriks Admitansi Bus, Analisis dan Persamaan Aliran Daya, Metode Newton-Raphson, dan Analisis Kontingensi.
BAB III METODE PENELITIAN
Pada bab ini dibahas metode dan proses yang digunakan untuk menyelesaikan masalah kontingensi. Metode yang digunakan yaitu dengan menggunakan metode Newton-Raphson..
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
Bab ini berisi hasil dari analisis kontingensi terhadap suatu sistem tenaga listrik dan analisis terhadap hasil tersebut.
(16)
6
Riyandi Purwa Hadicipta, 2014
Analisis kontingensi
Pada Jaringan Transmisi 500 Kv Menggunakan Metode Newton - Raphson
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
Pada bab ini penulis menarik kesimpulan dari analisis penelitian yang dilakukan dan memberikan saran-saran sesuai dengan hasil yang diperoleh selama melakukan penelitian, yang sifatnya membangun.
(17)
34
Riyandi Purwa Hadicipta, 2014
Analisis kontingensi
Pada Jaringan Transmisi 500 Kv Menggunakan Metode Newton - Raphson
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
BAB III
METODE PENELITIAN
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui kondisi tegangan tiap bus, perubahan rugi-rugi daya pada masing-masing saluran dan indeks kestabilan tegangan yang terjadi dari suatu sistem tenaga listrik setelah terjadinya pelepasan/pemutusan salah satu saluran dengan menggunakan metode Newton-Raphson. Data pembebanan dan transmisi yang digunakan untuk penelitian ini adalah data standar IEEE 14 Bus. Data tersebut sudah umum digunakan untuk melakukan penelitian dengan menggunakan berbagai metode yang ada. Selain itu digunakan pula data sistem interkoneksi 500 KV Jawa Bali Region Jawa Barat (Pembebanan tanggal 7 Mei 2013 Pukul 10.00 WIB).
3.1 Sistem Interkoneksi Jawa-Bali Region Jawa Barat
Data yang digunakan dalam penelitian ini merupakan pembebanan tanggal 7 Mei 2013 Pukul 10.00 WIB. Data ini didapat dari hasil observasi di lapangan yaitu di PLN P3B Gandul Jakarta.
Sistem interkoneksi 500 kV Jawa-Bali Region Jawa Barat terdiri dari 12 bus dengan 11 saluran dan 3 pembangkit. Dalam penelitian ini hanya menggunakan 5 bus, 3 pembangkit dan 5 saluran transmisi yang menghubungkan setiap bus dari sistem interkoneksi ini . Pembangkit-pembangkit yang terpasang pada sistem interkoneksi 500kV Jawa-Bali Region Jawa Barat antara lain pembangkit Muaratawar, pembangkit Cirata, dan pembangkit Saguling. Dari
(18)
35
Riyandi Purwa Hadicipta, 2014
Analisis kontingensi
Pada Jaringan Transmisi 500 Kv Menggunakan Metode Newton - Raphson
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
ketiga pembangkit tersebut, pembangkit Cirata dan pembangkit Saguling merupakan pembangkit yang menggunakan tenaga air, sedangkan pembangkit Muaratawar merupakan pembangkit dengan tenaga uap dengan bahan bakar batubara. Adapun pembangkit Muaratawar yang berperan sebagai pembangkit slack atau referensi.
Jenis-jenis bus pada sistem interkoneksi 500kV Jawa-Bali Region Jawa Barat yang akan digunakan dalam penelitian sebagai berikut :
Satu buah slack bus, yaitu bus pembangkit Muaratawar.
Dua buah generator bus, yaitu pembangkit Saguling dan pembangkit Cirata.
Dua buah load bus, yaitu bus Cibinong dan bus Cibatu.
Gambaran sistem interkoneksi Jawa-Bali dapat dilihat pada Gambar 3.1 sebagai berikut.
(19)
36
Riyandi Purwa Hadicipta, 2014
Analisis kontingensi
Pada Jaringan Transmisi 500 Kv Menggunakan Metode Newton - Raphson
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
Gambar 3.1 Gambar Sistem Interkoneksi 500 KV Jawa-Bali Region Jawa Barat 2013
Dalam Gambar 3.1 transmisi 500 KV digambarkan dalam garis berwarna biru. Garis ini melintang dari sisi barat pulau Jawa yaitu pembangkit Suralaya sampai ke sisi timur yaitu Mandirancan. Untuk lebih mempermudah pembacaan sistem transmisi 500 KV dapat digambarkan dalam single line diagram sebagai berikut.
(20)
37
Riyandi Purwa Hadicipta, 2014
Analisis kontingensi
Pada Jaringan Transmisi 500 Kv Menggunakan Metode Newton - Raphson
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
1 2
Saguling
3
5 Cibatu
4
Cirata
Cibinong Muaratawar
Gambar 3.2 Single Line Diagram Sistem Interkoneksi 500KV Jawa-Bali Region Jawa Barat 2013
3.2 Definisi Operasional
Analisis aliran daya merupakan analisis yang menggambarkan keadaan operasi dari sistem tenaga listrik secara keseluruhan, dimana di dalamnya terdapat generator, transmisi, dan beban yang bisa mewakili daerah kecil seperti kota atau daerah besar seperti negara. Analisis aliran daya atau di industri biasa disebut analisis aliran beban ini memproses data daya yang dikirim dan dari sumbernya untuk memberitahu kita bagaimana daya mengalir ke tujuannya.
(21)
38
Riyandi Purwa Hadicipta, 2014
Analisis kontingensi
Pada Jaringan Transmisi 500 Kv Menggunakan Metode Newton - Raphson
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
Analisis kontingensi adalah pelepasan secara sengaja atau lebih komponen generator atau saluran transmisi untuk untuk didapatkan keandalannya. Setelah pelepasan tersebut, maka akan dapat mengetahui dan mengevaluasi sistem tersebut. Salah satu usaha untuk megurangi kerusakan-kerusakan yang terjadi karena berbagai gangguan dapat dilakukan dengan menggunakan analisis kontingensi karena analisis ini untuk mengetahui perubahan aliran daya dan tegangan tiap bus saat terjadi pelepasan atau pemutusan saluran transmisi dari suatu sistem tenaga listrik. Pada evaluasi kontingensi, perhitungan aliran daya dan tegangan pada sistem tenaga listrik merupakan bagian yang sangat penting dan jaringan direpresentasikan dalam rangkaian satu fasa. Setiap bus dikategorikan dalam empat kondisi yaitu tegangan (V), daya aktif (P), daya reaktif (Q) dan sudut fasa ( ).
Metode Newton atau yang dikenal dengan metode Newton-Raphson, yang mendapat nama dari Isaac Newton dan Joseph Raphson merupakan metode yang paling dikenal untuk mencari hampiran terhadap akar fungsi riil. Metode ini menggunakan uraian deret Taylor untuk menyelesaikan persamaan kuadrat dengan dua variabel atau lebih. Metode Newton-Raphson sudah sering digunakan untuk menyelesaikan masalah aliran daya.
(22)
39
Riyandi Purwa Hadicipta, 2014
Analisis kontingensi
Pada Jaringan Transmisi 500 Kv Menggunakan Metode Newton - Raphson
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
Penelitian ini menggunakan metode yang sangat rumit dalam penyelesaiannya. Sehingga jika perhitungannya dilakukan secara manual, hasil yang diperoleh tidak bisa didapat dengan waktu yang singkat. Oleh karena itu, dibutuhkan bantuan komputer dengan perangkat lunak yang mendukung agar didapatkan hasilnya dengan waktu yang relatif cepat. Perangkat lunak ini merupakan bahasa pemrograman yang mendukung perhitungan berbasis matriks. Dan bahasa pemrograman yang digunakan yaitu Matlab. Bahasa pemrograman ini banyak digunakan untuk perhitungan numerik keteknikan, komputasi simbolik, statistik, desain GUI, simulasi, visualisasi grafis, dan analisis data matematis.
3.4 Pengolahan Data M-file
Data M-file merupakan format penyimpanan sebuah data pada Matlab ketika membuat suatu susunan perintah. Ketika menyimpan sebuah data di Matlab. maka formatnya akan berupa .m. Contoh, ketika kita menyimpan data dengan nama busdata.m, maka di dalamnya terdapat sebuah susunan perintah yang siap untuk di-run. Tapi ada juga yang membutuhkan beberapa data M-file untuk menjalankan suatu permasalahan untuk mendapatkan hasilnya.
Dalam penelitian ini ada beberapa M-file yang dibutuhkan untuk menyelesaikan analisis kontingensi, diantaranya :
nrlfppg.m
Di dalamnya berisi analisis aliran daya yang menggunakan metode Newton-Raphson yang terdiri dari elemen-elemen matriks Jacobian yang dihitung setiap akan melakukan iterasi.
(23)
40
Riyandi Purwa Hadicipta, 2014
Analisis kontingensi
Pada Jaringan Transmisi 500 Kv Menggunakan Metode Newton - Raphson
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu busdatas.m
Di dalam busdatas.m berisi data yang berhubungan tentang bus, yaitu dari slack bus, PV bus, dan PQ bus. Data yang dibutuhkan tersebut antara lain daya nyata dan semu beban pada bus, daya nyata dan semu yang dibangkitkan pada bus, dan nilai tegangan bus.
linedatas.m
Di dalam linedatas.m berisi data yang berhubungan dengan saluran transmisi yang terhubung dari satu bus ke bus yang lain. Data yang dibutuhkan tersebut diantaranya resistansi, reaktansi, admitansi ground, dan nilai pada tap transformator.
loadflow.m
Di dalamnya berisi tentang daya yang diinjeksikan pada bus, saluran dan aliran daya (pu).
Setelah data yang dibutuhkan sudah terkumpul, running nrlfppg.m dengan cara mengklik kanan di bagian nrlfppg.m tersebut lalu pilih Run File, seperti yang ditunjukan pada Gambar 3.3 di bawah ini.
(24)
41
Riyandi Purwa Hadicipta, 2014
Analisis kontingensi
Pada Jaringan Transmisi 500 Kv Menggunakan Metode Newton - Raphson
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu Gambar 3.3 Tampilan M-file yang akan di-running
3.5 Analisis Kontingensi
Setelah me-running M-file pada Matlab, akan akan muncul hasil dari analisis aliran daya dengan menggunakan Metode Newton-Raphson, diantaranya daya tiap bus, dan juga total rugi-rugi yang terjadi ketika sebelum dilakukannya pemutusan salah satu saluran.
Analisis kontingensi dilakukan dengan melakukan simulasi gangguan kontingensi tunggal saluran transmisi pada perhitungan aliran daya Newton-Raphson. Dalam perhitungan analisis kontingensi ini dilakukan pemutusan salah satu saluran pada sistem. Hasil perhitungan analisis kontingensi ini digunakan untuk mengetahui dan mengevaluasi pembebanan yang terjadi pada sistem jika salah satu saluran transmisi diputus.
(25)
42
Riyandi Purwa Hadicipta, 2014
Analisis kontingensi
Pada Jaringan Transmisi 500 Kv Menggunakan Metode Newton - Raphson
(26)
43
Riyandi Purwa Hadicipta, 2014
Analisis kontingensi
Pada Jaringan Transmisi 500 Kv Menggunakan Metode Newton - Raphson
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu Start
Newton - Raphson
Running Program
LQPij ≤ 1
Cetak Hasil Ya
Tidak
Selesai
Daya (W), Sudut Phasa (Φ), Resistansi (R), Reaktansi (X)
(27)
44
Riyandi Purwa Hadicipta, 2014
Analisis kontingensi
Pada Jaringan Transmisi 500 Kv Menggunakan Metode Newton - Raphson
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu Gambar 3.4 Flowchart Tahapan Simulasi
(28)
53
Riyandi Purwa Hadicipta, 2014
Analisis kontingensi
Pada Jaringan Transmisi 500 Kv Menggunakan Metode Newton - Raphson
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan
1. Gangguan pada sistem tenaga listrik menyebabkan perubahan tegangan. Dalam hal ini, gangguan yang dimaksud yaitu pemutusan salah satu saluran. Tegangan tiap bus mengalami perubahan yang tidak terlalu signifikan yaitu masih dalam batas toleransi ± 5% (± 25 KV) dari tegangan kerja yaitu 500 KV, yang dimana tiap bus masih di atas 0,95 pu (475 KV) dan di bawah 1,05 pu (525 KV).
2. Rugi-rugi terbesar terjadi ketika saluran 1-4 diputus yaitu sebesar 8.700 MW, sedangkan rugi-rugi terkecil terjadi ketika saluran 1-2 diputus yaitu sebesar 2.899 MW. Rugi-rugi yang terjadi tergantung saluran mana yang diputus, sehingga perlu dilakukannya perawatan dan pengawasan lebih rutin pada saluran yang mengalami rugi-rugi paling besar.
3. Semua saluran dalam sistem memiliki indeks kestabilan kurang dari 1 (< 1) yang berarti bahwa sistem berada dalam kondisi stabil.
5.2. Saran
1. Selain menggunakan program MATLAB, penelitian dapat dicoba dengan ETAP.
(29)
54
Riyandi Purwa Hadicipta, 2014
Analisis kontingensi
Pada Jaringan Transmisi 500 Kv Menggunakan Metode Newton - Raphson
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
2. Kontingensi yang dilakukan dapat dilakukan dengan pemutusan lebih dari satu (kontingensi jamak), sehingga bisa dilihat perbedaan dari hasil kontingensi tunggal.
3. Dengan mengetahui rugi-rugi yang terjadi pada sistem, diharapkan saluran yang menyebabkan rugi-rugi cukup besar dapat lebih diperhatikan.
(30)
56
Riyandi Purwa Hadicipta, 2014
Analisis kontingensi
Pada Jaringan Transmisi 500 Kv Menggunakan Metode Newton - Raphson
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu DAFTAR PUSTAKA
Christie, R. (1993). IEEE 14 bus Test [Online]. Tersedia : www.fglongatt.org/Test_Case_IEEE_14.html [10 Mei 2013]
D. Das, (2006). Electrical Power Systems. New Delhi: New Age International (P) Limited, Publishers.
Dimas. dkk. (2010) Analisis Kontingensi Sistem Kelistrikan Sulawesi Selatan dan Barat. Jurusan Teknik Elektro, Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya.
Grangier, J. J. dan Stevenson, W. D. (1994). Power System Analysis. Singapore: McGraw-Hill International Edition.
Hadi Saadat. (2004). Power System Analysis. Mc GrawHill.
Hartoyo. Perbaikan Keandalan (N-1) Sistem Tenaga Listrik PLN Jawa Tengah dan DIY. Jurusan Pendidikan Teknik Elektro. Universitas Negeri Yogyakarta.
Hermawan, A. (2007). Analisis Kontingensi Pada Sistem Tenaga Listrik Dengan Metode Aliran Daya. Teknik Listrik Jurusan Teknik Elektro. Politeknik Negeri Malang.
Mohamad, Y. (2007). Analisis Kontingensi Tunggal Akibat Putusnya Saluran Transmisi. Jurnal Teknik Volume 5 No.2 Desember. Universitas Negeri Gorontalo.
Rachman, A. Analisis Kontingensi Pada Sistem Jawa-Bali 500KV Untuk Mendesain Keamanan Operasi. Surabaya: Proceeding Seminar Tugas Akhir Jurusan Teknik Elektro, ITS.
Sulistiyono, D. Perbandingan Metode Gauss-Seidel, Metode Newton Raphson dan Metode Fast Decoupled Dalam Solusi Aliran Daya. Makalah Tugas Akhir Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik. Universitas Diponegoro.
(31)
56
Riyandi Purwa Hadicipta, 2014
Analisis kontingensi
Pada Jaringan Transmisi 500 Kv Menggunakan Metode Newton - Raphson
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
Syukriyadin dan Rahmi Suasanti. (2010). Analisis Kemampuan Saluran Berdasarkan Metode Contingency N-1 Analysis. Jurnal Rekayasa Teknik Jurusan Teknik Elektro. Universitas Syiah Kuala.
(1)
Riyandi Purwa Hadicipta, 2014
Analisis kontingensi
Pada Jaringan Transmisi 500 Kv Menggunakan Metode Newton - Raphson
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
Start
Newton - Raphson
Running Program
LQPij≤ 1
Cetak Hasil Ya
Tidak
Selesai
Daya (W), Sudut Phasa (Φ), Resistansi (R), Reaktansi (X)
(2)
Riyandi Purwa Hadicipta, 2014
Analisis kontingensi
Pada Jaringan Transmisi 500 Kv Menggunakan Metode Newton - Raphson
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
(3)
Riyandi Purwa Hadicipta, 2014
Analisis kontingensi
Pada Jaringan Transmisi 500 Kv Menggunakan Metode Newton - Raphson
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan
1. Gangguan pada sistem tenaga listrik menyebabkan perubahan tegangan. Dalam hal ini, gangguan yang dimaksud yaitu pemutusan salah satu saluran. Tegangan tiap bus mengalami perubahan yang tidak terlalu signifikan yaitu masih dalam batas toleransi ± 5% (± 25 KV) dari tegangan kerja yaitu 500 KV, yang dimana tiap bus masih di atas 0,95 pu (475 KV) dan di bawah 1,05 pu (525 KV).
2. Rugi-rugi terbesar terjadi ketika saluran 1-4 diputus yaitu sebesar 8.700 MW, sedangkan rugi-rugi terkecil terjadi ketika saluran 1-2 diputus yaitu sebesar 2.899 MW. Rugi-rugi yang terjadi tergantung saluran mana yang diputus, sehingga perlu dilakukannya perawatan dan pengawasan lebih rutin pada saluran yang mengalami rugi-rugi paling besar.
3. Semua saluran dalam sistem memiliki indeks kestabilan kurang dari 1 (< 1) yang berarti bahwa sistem berada dalam kondisi stabil.
5.2. Saran
1. Selain menggunakan program MATLAB, penelitian dapat dicoba dengan ETAP.
(4)
Riyandi Purwa Hadicipta, 2014
Analisis kontingensi
Pada Jaringan Transmisi 500 Kv Menggunakan Metode Newton - Raphson
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
2. Kontingensi yang dilakukan dapat dilakukan dengan pemutusan lebih dari satu (kontingensi jamak), sehingga bisa dilihat perbedaan dari hasil kontingensi tunggal.
3. Dengan mengetahui rugi-rugi yang terjadi pada sistem, diharapkan saluran yang menyebabkan rugi-rugi cukup besar dapat lebih diperhatikan.
(5)
Riyandi Purwa Hadicipta, 2014
Analisis kontingensi
Pada Jaringan Transmisi 500 Kv Menggunakan Metode Newton - Raphson
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
DAFTAR PUSTAKA
Christie, R. (1993). IEEE 14 bus Test [Online]. Tersedia : www.fglongatt.org/Test_Case_IEEE_14.html [10 Mei 2013]
D. Das, (2006). Electrical Power Systems. New Delhi: New Age International (P) Limited, Publishers.
Dimas. dkk. (2010) Analisis Kontingensi Sistem Kelistrikan Sulawesi Selatan dan Barat. Jurusan Teknik Elektro, Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya.
Grangier, J. J. dan Stevenson, W. D. (1994). Power System Analysis. Singapore: McGraw-Hill International Edition.
Hadi Saadat. (2004). Power System Analysis. Mc GrawHill.
Hartoyo. Perbaikan Keandalan (N-1) Sistem Tenaga Listrik PLN Jawa Tengah dan DIY. Jurusan Pendidikan Teknik Elektro. Universitas Negeri Yogyakarta.
Hermawan, A. (2007). Analisis Kontingensi Pada Sistem Tenaga Listrik Dengan Metode Aliran Daya. Teknik Listrik Jurusan Teknik Elektro. Politeknik Negeri Malang.
Mohamad, Y. (2007). Analisis Kontingensi Tunggal Akibat Putusnya Saluran Transmisi. Jurnal Teknik Volume 5 No.2 Desember. Universitas Negeri Gorontalo.
Rachman, A. Analisis Kontingensi Pada Sistem Jawa-Bali 500KV Untuk Mendesain Keamanan Operasi. Surabaya: Proceeding Seminar Tugas Akhir Jurusan Teknik Elektro, ITS.
Sulistiyono, D. Perbandingan Metode Gauss-Seidel, Metode Newton Raphson dan Metode Fast Decoupled Dalam Solusi Aliran Daya. Makalah Tugas Akhir Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik. Universitas Diponegoro.
(6)
Riyandi Purwa Hadicipta, 2014
Analisis kontingensi
Pada Jaringan Transmisi 500 Kv Menggunakan Metode Newton - Raphson
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
Syukriyadin dan Rahmi Suasanti. (2010). Analisis Kemampuan Saluran Berdasarkan Metode Contingency N-1 Analysis. Jurnal Rekayasa Teknik Jurusan Teknik Elektro. Universitas Syiah Kuala.