TUGAS AKHIR - Penentuan Slack Bus pada Jaringan Tenaga Listrik Sumbagut 150 KV Menggunakan Metode Artificial Bee Colony
TUGAS AKHIR PENENTUAN SLACK BUS PADA JARINGAN TENAGA LISTRIK SUMBAGUT 150 KV MENGGUNAKAN METODE ARTIFICIAL BEE COLONY
Diajukan untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam menyelesaikan pendidikan sarjana (S-1) pada Departemen Teknik Elektro Sub Konsentrasi Teknik Energi Listrik
Oleh TOMMY OYS DAMANIK NIM : 100402066
DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2015
ABSTRAK
berfungsi untuk menyuplai kekurangan daya aktif P dan daya
Slack bus
reaktif Q pada sistem dan juga sebagai bus yang memikul rugi-rugi daya yang terjadi pada sistem. Pemilihan slack bus juga akan mempengaruhi aliran daya pada jaringan, rugi-rugi pada jaringan dan tegangan di setiap bus, dengan demikian perlu dilakukan analisis penentuan slack bus dalam sebuah sistem.
Penentuan slack bus diharapkan akan mengurangi rugi-rugi daya pada jaringan dan menghasilkan tegangan di setiap bus yang sesuai dengan standard SPLN (- 10% sampai dengan +5% dari tegangan nominal). Tugas akhir ini mensimulasikan penentuan slack bus jaringan tenaga listrik SUMBAGUT 150 kV dengan menggunakan metode Artificial Bee Colony. Hasil yang diperoleh bahwa slack
bus yang dipilih yaitu bus 10 (Gardu Belawan) dengan total rugi-rugi jaringan
63,019 MW dan 218,793 MVAR, dan semua tegangan di setiap bus berada di dalam standard tegangan yang telah ditetapkan.
Kata kunci : Slack Bus, Studi Aliran Daya, Artificial Bee Colony
Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR
Universitas Sumatera Utara
Penulis memanjatkan puji dan syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa atas berkat dan hikmat yang diberikanNya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul
“PENENTUAN SLACK BUS PADA JARINGAN TENAGA LISTRIK SUMBAGUT 150 KV MENGGUNAKAN METODE ARTIFICIAL BEE COLONY
”. Tugas Akhir ini merupakan syarat untuk
menyelesaikan pendidikan Sarjana Strata Satu di Departemen Teknik Elektro, Universitas Sumatera Utara.
Penulis menyadari bahwa dalam selama masa kuliah dan pengerjaan Tugas Akhir ini, penulis mendapat banyak dukungan, bimbingan, dan bantuan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada:
1. Kedua orang tua, abang, kakak, dan semua keluarga yang telah mendoakan dan memberikan banyak bantuan selama penulis menjalani masa perkuliahan.
2. Bapak Yulianta Siregar, S.T., M.T., selaku Dosen Pembimbing Tugas
Akhir yang telah memberikan banyak bimbingan dan pengarahan dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.
3. Bapak Ir. Zulkarnaen Pane, M.T., selaku Dosen Penguji Tugas Akhir yang telah banyak memberikan masukan demi perbaikan Tugas Akhir ini.
4. Bapak Ir. Riswan Dinzi, M.T., selaku Dosen Penguji Tugas Akhir yang telah banyak memberikan masukan demi perbaikan Tugas Akhir ini.
5. Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.si., selaku Ketua Departemen Teknik Elektro FT USU serta Bapak Rachmad Fauzi S.T., M.T. selaku sekretaris Departemen Teknik Elektro FT USU yang banyak memberi motivasi selama penulis menjalani kuliah.
6. Seluruh Bapak dan Ibu dosen yang telah mendidik penulis selama masa perkuliahan.
7. Seluruh staf pegawai Departemen Teknik Elektro FT USU yang telah membantu penulis dalam pengurusan administrasi.
8. Kelompok d’B2B (Kak Sonak, Iqnatius, dan Bang Sandi), dan adik- adikku (Christin, Oby, Guardo, Esra, Ray, Rio, Roger, Kia), terima kasih untuk dukungan, bantuan, semangat, dan doanya selama ini.
9. Keluarga Harmonika 76 (Bang Bonar, Bang Baga, Iqnatius, Hans, Bang Ramson, Yuki, dan Lela), terima kasih untuk dukungan, doa, dan kebersamaannya.
10. Teman-teman pelayanan UKM KMK USU UP FT, terkhusus Timreg 2014 (Bang John, dan Bang Ovit) dan Koordinasi 2014 & 2015, terima kasih untuk dukungan dan doanya selama ini.
11. Teman-teman stambuk 2010 (Fransisco, Chandra, Afron, Milan, Christover, Martua, Yehezkiel, Iqnatius, Angel, Kevin, Andry, Sylvester, Novenri, Reikson, Ronaldo, Kolin, Enjoi, Andika, Tari, Duha, Rimbo, Dicky, Kharisma, Yahya, dan semua stambuk 2010 lainnya yang tidak dapat disebutkan satu per satu) yang selalu saling memberi semangat, bantuan dan cerita selama perkuliahan.
Universitas Sumatera Utara
12. Seluruh abang dan kakak senior serta adik-adik junior yang telah memberi dukungan dan bantuan.
13. Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu. Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih belum sempurna. Oleh karena itu, penulis mengharapkan kritik dan saran dalam rangka memperbaiki dan melengkapi Tugas Akhir ini. Penulis mengharapkan semoga Tugas Akhir ini dapat berguna dan dikembangkan di kemudian hari.
Medan, Maret 2015 Penulis
Tommy Oys Damanik NIM. 100402066
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI ABSTRAK .............................................................................................................. i KATA PENGANTAR ........................................................................................... ii DAFTAR ISI .......................................................................................................... v DAFTAR GAMBAR .......................................................................................... viii DAFTAR TABEL ................................................................................................ ix DAFTAR LAMPIRAN ......................................................................................... x BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang .................................................................................... 1
1.2 Perumusan Masalah ............................................................................ 3
1.3 Batasan Masalah ................................................................................. 3
1.4 Tujuan ................................................................................................. 4
1.5 Manfaat ............................................................................................... 4
1.6 Sistematika Penulisan ......................................................................... 4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Sistem Transmisi Tenaga Listrik ........................................................ 6
2.1.1 Saluran Transmisi ...................................................................... 6
2.2 Busbar ............................................................................................... 11
2.3 Studi Aliran Daya ............................................................................. 12
2.3.1 Persamaan Aliran Daya ........................................................... 13
2.3.2 Metode Penyelesaian Aliran Daya .......................................... 14
Universitas Sumatera Utara
4.1 Persiapan Data .................................................................................. 36
4.3.6 Hasil Studi Aliran Daya Saat Slack Bus pada Bus 16 ............. 44
4.3.5 Hasil Studi Aliran Daya Saat Slack Bus pada Bus 13 ............. 43
4.3.4 Hasil Studi Aliran Daya Saat Slack Bus pada Bus 10 ............. 43
4.3.3 Hasil Studi Aliran Daya Saat Slack Bus pada Bus 4 ............... 43
4.3.2 Hasil Studi Aliran Daya Saat Slack Bus pada Bus 2 ............... 42
4.3.1 Hasil Studi Aliran Daya Saat Slack Bus pada Bus 1 ............... 42
4.3 Hasil Studi Aliran Daya .................................................................... 42
4.2 Kandidat Slack Bus .......................................................................... 41
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
2.3.2.1 Metode Newton Raphson ............................................ 15
3.5 Prosedur Penelitian ........................................................................... 32
3.4 Variabel yang Diamati ...................................................................... 31
3.3 Pelaksanaan Penelitian ..................................................................... 31
3.2 Bahan dan Peralatan ......................................................................... 31
3.1 Tempat dan Waktu ............................................................................ 31
BAB III METODE PENELITIAN
2.4 Artificial Bee Colony ........................................................................ 27
2.3.4 Contoh Penyelesaian Studi Aliran Daya Newton Raphson ..... 20
2.3.3 Rugi-rugi pada Jaringan ........................................................... 19
4.3.7 Hasil Studi Aliran Daya Saat Slack Bus pada Bus 18 ............. 44
4.3.8 Hasil Studi Aliran Daya Saat Slack Bus pada Bus 20 ............. 44
4.3.9 Hasil Studi Aliran Daya Saat Slack Bus pada Bus 21 ............. 44
4.3.10 Hasil Studi Aliran Daya Saat Slack Bus pada Bus 35 ........... 45
4.3.11 Hasil Studi Aliran Daya Saat Slack Bus pada Bus 43 ........... 45
4.3.12 Hasil Studi Aliran Daya Saat Slack Bus pada Bus 44 ........... 45
4.3.13 Hasil Studi Aliran Daya Saat Slack Bus pada Bus 45 ........... 46
4.4 Penentuan Slack Bus ........................................................................ 46
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan ....................................................................................... 51
5.2 Saran ................................................................................................. 51
DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................... 52 LAMPIRAN
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Konfigurasi Busbar………………………………………………..12
Gambar 2.2 Diagram satu garis dari n-bus dalam suatu sistem tenaga………….13
Gambar 2.3 Representasi Rugi-rugi Jaringan…………………………………...19 Gambar 2.4
Diagram satu garis dengan tiga bus.………………………………...20
Gambar 2.5 Flowchart Artificial Bee Colony…………………………………...29
Gambar 3.1 Flowchart Penentuan slack bus dengan metode ABC ……………...34Gambar 4.1 Grafik Total Rugi-Rugi Daya ……………………………………....49
Gambar 4.2 Grafik Nilai Fitness ………………………………………………...50Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Representasi Penggunaan Metode ABC ……………………………...30
Tabel 4.1 Data Beban SUMBAGUT ……………………………………………36Tabel 4.2 Kapasitas Pembangkitan ……………………………………………...37Tabel 4.3 SaluranTransmisi dalam pu …………………………………………..39Tabel 4.4 Kandidat Slack Bus…………………………………………………...41
Tabel 4.5 Total Beban, Total Rugi-Rugi, dan Total Pembangkitan …………….46
Tabel 4.6 Nilai Fitness …………………………………………………………..47Tabel 4.7 Besar Tegangan Setiap Bus (dalam pu) ………………………………48Universitas Sumatera Utara