Optimal Power Flow Jaringan Sumatera Bagian Utara 150 kV
TUGAS AKHIR
OPTIMAL POWER FLOW JARINGAN SUMATERA BAGIAN UTARA
150 kV
Diajukan sebagai salah satu syarat menyelesaikan Program Pendidikan
Sarjana Ekstensi (PPSE) Pada Departemen Teknik Elektro
Oleh:
RIBET MICHAEL SIMORANGKIR
NIM : 1 0 0 4 2 2 0 61
DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO
PROGRAM PENDIDIKAN SARJANA EKSTENSI
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2015
Universitas Sumatera Utara
i
i
Universitas Sumatera Utara
ii
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas berkat dan
penyertaannya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul
“Optimal Power Flow Jaringan Sumatera Bagian Utara 150 kV” dengan baik.
Penulisan skripsi ini dimaksudkan untuk memenuhi persyaratan dalam
memperoleh derajat kesarjanaan S1, Program Studi Teknik Elektro Ekstensi,
Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
Penulis banyak mendapat bantuan dari berbagai pihak dalam penyelesaian
skripsi ini, baik berupa bimbingan, arahan, saran, dorongan semangat maupun
fasilitas. Oleh karena itu, penulis mengucapkan terima kasih kepada:
1. Bapak Ir. Surya Tarmzi Kasim, M.Si selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro
Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara,
2. Bapak Yulianta Siregar, S.T., M.T. selaku dosen yang telah banyak
meluangkan waktunya untuk memberikan bimbingan dan arahan kepada
penulis selama pembuatan tugas akhir ini.
3. Bapak Ir. Zulkarnaen Pane, M.T. dan Ibu Syska Yana, S.T. M.T selaku
dosen penguji yang juga telah meluangkan waktunya untuk memberikan
bimbingan dan arahan kepada penulis.
4. Seluruh dosen dan karyawan Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik,
Universitas Sumatera Utara.
5. Oppung, Bapak, Mama, Abang, Adek dan keluarga terkasih yang
senantiasa memberikan semangat dan dukungan doa kepada penulis.
ii
Universitas Sumatera Utara
iii
6. Teman-teman mahasiswa Teknik Elektro Ekstensi USU angkatan 2010 s/d
2013 yang tidak dapat disebutkan satu per satu oleh penulis, yang
membantu dan mendukung dalam penyelesaian skripsi ini.
7. Pihak-pihak lain yang tidak dapat saya sebutkan satu per satu yang turut
membantu penulis menyelesaikan tugas akhir ini.
Penulis menyadari masih terdapat kekurangan dalam skripsi ini. Oleh
karena itu, saran dan kritik yang membangun akan diterima dengan senang hati
oleh penulis. Penulis juga mengharapkan skripsi ini dapat bermanfaat terutama
bagi penulis dan bagi pembaca.
Medan,
April 2015
Penulis
iii
Universitas Sumatera Utara
iv
DAFTAR ISI
LEMBAR PENGESAHAN ............................................................................
i
KATA PENGANTAR ...................................................................................
ii
DAFTAR ISI ..................................................................................................
iv
DAFTAR TABEL ...........................................................................................
vii
DAFTAR GAMBAR .....................................................................................
viii
DAFTAR SINGKATAN ...............................................................................
ix
DAFTAR SIMBOL ........................................................................................
x
Abstrak ............................................................................................................
xi
BAB 1 PENDAHULUAN ..............................................................................
1
1.1. Latar Belakang Masalah .............................................................
1
1.2. Perumusan Masalah ....................................................................
2
1.3. Batasan Masalah .........................................................................
2
1.4. Tujuan Penelitian ........................................................................
3
1.5. Manfaat Penelitian .......................................................................
3
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA ....................................................................
4
2.1. Struktur Sistem Tenaga Listrik ..................................................
4
2.2. Model Unit Pembangkit .............................................................
5
2.3. Saluran Transmisi ........................................................................
6
2.3.1. Resistansi ..........................................................................
7
2.3.2. Induktansi ..........................................................................
7
2.3.3. Kapasitansi ........................................................................
8
2.3.4. Konduktansi ......................................................................
9
2.4. Representasi Saluran ...................................................................
9
2.4.1. Saluran Transmisi Pendek ...............................................
9
2.4.2. Saluran Transmisi Jarak Menengah ................................
10
2.4.1. Saluran Transmisi Jarak Jauh ...........................................
10
iv
Universitas Sumatera Utara
v
2.5. Beban ...........................................................................................
11
2.6. Study Aliran Daya ......................................................................
12
2.6.1. Tipe Bus Pada Study Aliran daya ....................................
12
2.6.2. Pemodelan Untuk Study Aliran Daya ..............................
14
2.6.2. Metode Newton-Raphson .................................................
15
2.7. Economic Dispatch .....................................................................
17
2.8. Optimal Power Flow ...................................................................
18
BAB 3 METODE PENELITIAN ..................................................................
20
3.1. Sumber Data ................................................................................
20
3.2. Bahan Penelitian .........................................................................
20
3.2.1. Power System Analisys Toolbox (PSAT) ......................
20
3.2.2. Perhitungan Aliran Daya ..................................................
22
3.2.3. Perhitungan Optimal Power Flow ....................................
22
3.3. Data Awal Penelitian ..................................................................
23
3.3.1. Data Bus .............................................................................
24
3.3.2. Data Generator ..................................................................
26
3.3.3. Data Branch ......................................................................
27
3.3.4. OPF Data ...........................................................................
29
3.4. Prosedur Penelitian .....................................................................
31
3.5. Diagram Alir Penelitian...............................................................
32
BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN .........................................................
33
4.1. Pembagian Area dan Zona .........................................................
33
4.1.1. Area NAD .........................................................................
33
4.1.2. Area Sumut .......................................................................
34
4.1.3. Area Inalum ......................................................................
35
4.2. Data Beban Dan Pembangkit .....................................................
36
4.3. Hasil Simulasi .............................................................................
37
4.3.1. Simulasi Power Flow ........................................................
37
v
Universitas Sumatera Utara
vi
4.3.1.1. Pembangkitan ......................................................
37
4.3.1.2. Tegangan ..............................................................
41
4.3.1.3. Pembebanan Saluran ...........................................
45
4.3.2. Simulasi Optimal Power Flow .........................................
47
4.3.2.1. Pembangkitan ......................................................
49
4.3.2.2. Tegangan ..............................................................
53
4.3.2.3. Pembebanan Saluran ...........................................
58
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN ........................................................
61
5.1. Kesimpulan .................................................................................
61
5.2. Saran ............................................................................................
62
DAFTAR PUSTAKA .....................................................................................
63
LAMPIRAN ...................................................................................................
64
vi
Universitas Sumatera Utara
vii
DAFTAR TABEL
Tabel 3.1 PSAT vs MATLAB Toolbox Lainnya .............................................
21
Tabel 3.2 Tipe, Area, Zona Bus Sistem Kelistrikan 150kV Sumbagut ...........
24
Tabel 3.3 Batasan Tegangan Sistem yang Diijinkan ........................................
26
Tabel 3.4 Spesifikasi Penghantar Sistem Transmisi 150kV Sumbagut ..........
27
Tabel 3.5 Penghantar-penghantar Sistem Transmisi 150kV Sumbagut .........
28
Tabel 3.6 Biaya Pembangkitan Pada Sistem Kelistrikan Sumbagut ...............
30
Tabel 4.1 Pembangkitan dan Pembebanan pada pukul 19.30 WIB ................
36
Tabel 4.2 Biaya Pembangkitan Kondisi Rill Pengoperasian PLN ...................
37
Tabel 4.3 Tegangan Bus Simulasi Power Flow Data PLN ..............................
41
Tabel 4.4 Pembebanan Saluran Kondisi Rill Pengoperasian PLN...................
45
Tabel 4.5 Besar dan Jumlah Biaya Pembangkitan OPF ...................................
48
Tabel 4.6 Profil Tegangan pada Kondisi OPF dan PLN ..................................
54
Tabel 4.7 Pembebanan Saluran Kondisi OPF vs PLN ......................................
58
vii
Universitas Sumatera Utara
viii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Pembagian Sistem Tenaga Listrik Secara Umum .......................
4
Gambar 2.2 Aspek yang diperhatikan dalam operasi STL ...............................
5
Gambar 2.3 Rangkaian Ekivalen Saluran Transmisi Pendek ..........................
9
Gambar 2.4 Rangkaian Ekivalen Saluran Transmisi Jarak Menengah ...........
10
Gambar 2.5 Sistem Transmisi Tiga Bus ...........................................................
14
Gambar 3.1 Skema Kerja PSAT ........................................................................
21
Gambar 3.2 Jendela Utama PSAT .....................................................................
22
Gambar 3.3 Wilayah Layanan PT. PLN (Persero) P3BS UPB Sumbagut .....
23
Gambar 3.4 Diagram Alir Penelitian ................................................................
32
Gambar 4.1 Persebaran Gardu Induk Area NAD .............................................
33
Gambar 4.2 Persebaran Gardu Induk Area Sumut UPT Medan .....................
34
Gambar 4.3 Persebaran Gardu Induk Area Sumut UPT P. Siantar .................
35
Gambar 4.4 Pembangkit Daya di Area NAD ....................................................
38
Gambar 4.5 Pembangkit Daya di Area Sumut UPT Medan ............................
39
Gambar 4.6 Pembangkit Daya di Area Sumut UPT P. Siantar ........................
40
Gambar 4.7 Profil Tegangan Bus di Area NAD ..............................................
43
Gambar 4.8 Profil Tegangan Bus di Area Sumut UPT Medan .......................
43
Gambar 4.9 Profil Tegangan Bus di Area Sumut UPT P. Siantar ...................
44
Gambar 4.10 Aliran daya tertinggi pada masing-masing saluran ....................
47
Gambar 4.11 Pembangkit Daya di Area NAD (OPF vs PLN) .........................
50
Gambar 4.12 Pembangkit Daya di Area Sumut UPT Medan (OPF vs PLN) ..
51
Gambar 4.13 Pembangkit Daya di Area Sumut UPT PSTAR (OPF vs PLN) .
52
Gambar 4.14 Perbandingan Nilai tegangan PLN vs OPF Area NAD .............
55
Gambar 4.15 Perbandingan Nilai tegangan PLN vs OPF UPT Medan ...........
56
Gambar 4.16 Perbandingan Nilai tegangan PLN vs OPF UPT P. Siantar .....
57
Gambar 4.17 Perbandingan persentase Pembebanan di titik interkoneksi ......
60
viii
Universitas Sumatera Utara
ix
DAFTAR SINGKATAN
E
ED
: Economic Dispatch
G
GI
: Gardu Induk
H
HSD
: High Speed Diesel
M
MFO
: Marine Fuel Oil
O
OPF
: Optimal Power Flow
P
PDIPM
: Primal Dual Interior Point Method
P3BS
: Pusat Pengaturan dan Penyaluran Beban Sumatera
PLN
: Perusahaan Listrik Negara
S
Sumbagut
: Sumatera Bagian Utara
Sumbagselteng
: Sumatera Bagian Selatan dan Tengah
U
UPB
: Unit Pelayanan Bisnis
UPT
: Unit Pelayanan Transmisi
ix
Universitas Sumatera Utara
x
DAFTAR SIMBOL
:
sudut tegangan bus
:
sudut impedansi saluran
:
komponen imaginer bilangan kompleks
:
komponen real bilangan kompleks
:
fungsi biaya pembangkitan generator i
:
arus pada bus i
:
komponen matrix Jacobian
:
daya aktif beban pada bus i
:
daya aktif pembangkitan generator i
:
daya aktif pada bus i
:
rugi-rugi daya aktif saluran
:
daya reaktif pada bus i
:
daya semu pada bus i
:
tegangan pada bus i
:
tegangan hasil iterasi ke-k
:
komponen matrix impedansi saluran
x
Universitas Sumatera Utara
xi
ABSTRAK
Pada sistem interkoneksi tenaga listrik perlu dilakukan operasi pengaturan
pembangkitan daya pada unit-unit generator dan penyaluran daya menuju titiktitik beban. Pengoperasian unit-unit pembangkit tersebut diusahakan agar bekerja
dengan biaya operasi yang murah tanpa mengabaikan aspek keamanan dan
kualitas pada sistem tersebut. Untuk mendapatkan biaya Pembangkitan yang
murah, dapat diperoleh dengan melakukan economic dispatch pada unit-unit
pembangkit tersebut. Aspek keamanan dan kualitas sistem ketenaga listrikan
dipenuhi dengan menggunakan metode Optimal Power Flow. Aspek keamanan
tersebut meliputi kekangan besar daya yang dapat dibangkitkan masing-masing
pembangkit, kapasitas pembebanan pada saluran, sedangkan aspek kualitas
meliputi batasan tegangan pada tiap-tiap bus. Metode Optimal Power Flow pada
penelitian ini diaplikasikan pada sistem kelistrikan PT. PLN (Persero) Sumatera
Bagian Utara 150 kV. Studi OPF dilakukan melalui simulasi dengan
menggunakan Power Sistem Analisis Toolbox (PSAT) yang menggunakan primal
dual interior point method (PDIPM). Hasil pengoptimalan aliran daya yang
dilakukan pada sistem kelistrikan PT. PLN (Persero) Sumatera Bagian Utara
adalah turunnya biaya pembangkitan sistem sebesar Rp. 342.152.567,37 per jam
atau 15,42% dari biaya pembangkitan pada pola pengoperasian PT. PLN
Sumbagut, dan pola pengoperasian yang tidak keluar dari batasan-batasan yang
diizinkan.
Kata kunci : optimal power flow, economic dispatch , Power Sistem Analisis
Toolbox, PDIPM
xi
Universitas Sumatera Utara
OPTIMAL POWER FLOW JARINGAN SUMATERA BAGIAN UTARA
150 kV
Diajukan sebagai salah satu syarat menyelesaikan Program Pendidikan
Sarjana Ekstensi (PPSE) Pada Departemen Teknik Elektro
Oleh:
RIBET MICHAEL SIMORANGKIR
NIM : 1 0 0 4 2 2 0 61
DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO
PROGRAM PENDIDIKAN SARJANA EKSTENSI
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2015
Universitas Sumatera Utara
i
i
Universitas Sumatera Utara
ii
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas berkat dan
penyertaannya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul
“Optimal Power Flow Jaringan Sumatera Bagian Utara 150 kV” dengan baik.
Penulisan skripsi ini dimaksudkan untuk memenuhi persyaratan dalam
memperoleh derajat kesarjanaan S1, Program Studi Teknik Elektro Ekstensi,
Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
Penulis banyak mendapat bantuan dari berbagai pihak dalam penyelesaian
skripsi ini, baik berupa bimbingan, arahan, saran, dorongan semangat maupun
fasilitas. Oleh karena itu, penulis mengucapkan terima kasih kepada:
1. Bapak Ir. Surya Tarmzi Kasim, M.Si selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro
Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara,
2. Bapak Yulianta Siregar, S.T., M.T. selaku dosen yang telah banyak
meluangkan waktunya untuk memberikan bimbingan dan arahan kepada
penulis selama pembuatan tugas akhir ini.
3. Bapak Ir. Zulkarnaen Pane, M.T. dan Ibu Syska Yana, S.T. M.T selaku
dosen penguji yang juga telah meluangkan waktunya untuk memberikan
bimbingan dan arahan kepada penulis.
4. Seluruh dosen dan karyawan Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik,
Universitas Sumatera Utara.
5. Oppung, Bapak, Mama, Abang, Adek dan keluarga terkasih yang
senantiasa memberikan semangat dan dukungan doa kepada penulis.
ii
Universitas Sumatera Utara
iii
6. Teman-teman mahasiswa Teknik Elektro Ekstensi USU angkatan 2010 s/d
2013 yang tidak dapat disebutkan satu per satu oleh penulis, yang
membantu dan mendukung dalam penyelesaian skripsi ini.
7. Pihak-pihak lain yang tidak dapat saya sebutkan satu per satu yang turut
membantu penulis menyelesaikan tugas akhir ini.
Penulis menyadari masih terdapat kekurangan dalam skripsi ini. Oleh
karena itu, saran dan kritik yang membangun akan diterima dengan senang hati
oleh penulis. Penulis juga mengharapkan skripsi ini dapat bermanfaat terutama
bagi penulis dan bagi pembaca.
Medan,
April 2015
Penulis
iii
Universitas Sumatera Utara
iv
DAFTAR ISI
LEMBAR PENGESAHAN ............................................................................
i
KATA PENGANTAR ...................................................................................
ii
DAFTAR ISI ..................................................................................................
iv
DAFTAR TABEL ...........................................................................................
vii
DAFTAR GAMBAR .....................................................................................
viii
DAFTAR SINGKATAN ...............................................................................
ix
DAFTAR SIMBOL ........................................................................................
x
Abstrak ............................................................................................................
xi
BAB 1 PENDAHULUAN ..............................................................................
1
1.1. Latar Belakang Masalah .............................................................
1
1.2. Perumusan Masalah ....................................................................
2
1.3. Batasan Masalah .........................................................................
2
1.4. Tujuan Penelitian ........................................................................
3
1.5. Manfaat Penelitian .......................................................................
3
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA ....................................................................
4
2.1. Struktur Sistem Tenaga Listrik ..................................................
4
2.2. Model Unit Pembangkit .............................................................
5
2.3. Saluran Transmisi ........................................................................
6
2.3.1. Resistansi ..........................................................................
7
2.3.2. Induktansi ..........................................................................
7
2.3.3. Kapasitansi ........................................................................
8
2.3.4. Konduktansi ......................................................................
9
2.4. Representasi Saluran ...................................................................
9
2.4.1. Saluran Transmisi Pendek ...............................................
9
2.4.2. Saluran Transmisi Jarak Menengah ................................
10
2.4.1. Saluran Transmisi Jarak Jauh ...........................................
10
iv
Universitas Sumatera Utara
v
2.5. Beban ...........................................................................................
11
2.6. Study Aliran Daya ......................................................................
12
2.6.1. Tipe Bus Pada Study Aliran daya ....................................
12
2.6.2. Pemodelan Untuk Study Aliran Daya ..............................
14
2.6.2. Metode Newton-Raphson .................................................
15
2.7. Economic Dispatch .....................................................................
17
2.8. Optimal Power Flow ...................................................................
18
BAB 3 METODE PENELITIAN ..................................................................
20
3.1. Sumber Data ................................................................................
20
3.2. Bahan Penelitian .........................................................................
20
3.2.1. Power System Analisys Toolbox (PSAT) ......................
20
3.2.2. Perhitungan Aliran Daya ..................................................
22
3.2.3. Perhitungan Optimal Power Flow ....................................
22
3.3. Data Awal Penelitian ..................................................................
23
3.3.1. Data Bus .............................................................................
24
3.3.2. Data Generator ..................................................................
26
3.3.3. Data Branch ......................................................................
27
3.3.4. OPF Data ...........................................................................
29
3.4. Prosedur Penelitian .....................................................................
31
3.5. Diagram Alir Penelitian...............................................................
32
BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN .........................................................
33
4.1. Pembagian Area dan Zona .........................................................
33
4.1.1. Area NAD .........................................................................
33
4.1.2. Area Sumut .......................................................................
34
4.1.3. Area Inalum ......................................................................
35
4.2. Data Beban Dan Pembangkit .....................................................
36
4.3. Hasil Simulasi .............................................................................
37
4.3.1. Simulasi Power Flow ........................................................
37
v
Universitas Sumatera Utara
vi
4.3.1.1. Pembangkitan ......................................................
37
4.3.1.2. Tegangan ..............................................................
41
4.3.1.3. Pembebanan Saluran ...........................................
45
4.3.2. Simulasi Optimal Power Flow .........................................
47
4.3.2.1. Pembangkitan ......................................................
49
4.3.2.2. Tegangan ..............................................................
53
4.3.2.3. Pembebanan Saluran ...........................................
58
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN ........................................................
61
5.1. Kesimpulan .................................................................................
61
5.2. Saran ............................................................................................
62
DAFTAR PUSTAKA .....................................................................................
63
LAMPIRAN ...................................................................................................
64
vi
Universitas Sumatera Utara
vii
DAFTAR TABEL
Tabel 3.1 PSAT vs MATLAB Toolbox Lainnya .............................................
21
Tabel 3.2 Tipe, Area, Zona Bus Sistem Kelistrikan 150kV Sumbagut ...........
24
Tabel 3.3 Batasan Tegangan Sistem yang Diijinkan ........................................
26
Tabel 3.4 Spesifikasi Penghantar Sistem Transmisi 150kV Sumbagut ..........
27
Tabel 3.5 Penghantar-penghantar Sistem Transmisi 150kV Sumbagut .........
28
Tabel 3.6 Biaya Pembangkitan Pada Sistem Kelistrikan Sumbagut ...............
30
Tabel 4.1 Pembangkitan dan Pembebanan pada pukul 19.30 WIB ................
36
Tabel 4.2 Biaya Pembangkitan Kondisi Rill Pengoperasian PLN ...................
37
Tabel 4.3 Tegangan Bus Simulasi Power Flow Data PLN ..............................
41
Tabel 4.4 Pembebanan Saluran Kondisi Rill Pengoperasian PLN...................
45
Tabel 4.5 Besar dan Jumlah Biaya Pembangkitan OPF ...................................
48
Tabel 4.6 Profil Tegangan pada Kondisi OPF dan PLN ..................................
54
Tabel 4.7 Pembebanan Saluran Kondisi OPF vs PLN ......................................
58
vii
Universitas Sumatera Utara
viii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Pembagian Sistem Tenaga Listrik Secara Umum .......................
4
Gambar 2.2 Aspek yang diperhatikan dalam operasi STL ...............................
5
Gambar 2.3 Rangkaian Ekivalen Saluran Transmisi Pendek ..........................
9
Gambar 2.4 Rangkaian Ekivalen Saluran Transmisi Jarak Menengah ...........
10
Gambar 2.5 Sistem Transmisi Tiga Bus ...........................................................
14
Gambar 3.1 Skema Kerja PSAT ........................................................................
21
Gambar 3.2 Jendela Utama PSAT .....................................................................
22
Gambar 3.3 Wilayah Layanan PT. PLN (Persero) P3BS UPB Sumbagut .....
23
Gambar 3.4 Diagram Alir Penelitian ................................................................
32
Gambar 4.1 Persebaran Gardu Induk Area NAD .............................................
33
Gambar 4.2 Persebaran Gardu Induk Area Sumut UPT Medan .....................
34
Gambar 4.3 Persebaran Gardu Induk Area Sumut UPT P. Siantar .................
35
Gambar 4.4 Pembangkit Daya di Area NAD ....................................................
38
Gambar 4.5 Pembangkit Daya di Area Sumut UPT Medan ............................
39
Gambar 4.6 Pembangkit Daya di Area Sumut UPT P. Siantar ........................
40
Gambar 4.7 Profil Tegangan Bus di Area NAD ..............................................
43
Gambar 4.8 Profil Tegangan Bus di Area Sumut UPT Medan .......................
43
Gambar 4.9 Profil Tegangan Bus di Area Sumut UPT P. Siantar ...................
44
Gambar 4.10 Aliran daya tertinggi pada masing-masing saluran ....................
47
Gambar 4.11 Pembangkit Daya di Area NAD (OPF vs PLN) .........................
50
Gambar 4.12 Pembangkit Daya di Area Sumut UPT Medan (OPF vs PLN) ..
51
Gambar 4.13 Pembangkit Daya di Area Sumut UPT PSTAR (OPF vs PLN) .
52
Gambar 4.14 Perbandingan Nilai tegangan PLN vs OPF Area NAD .............
55
Gambar 4.15 Perbandingan Nilai tegangan PLN vs OPF UPT Medan ...........
56
Gambar 4.16 Perbandingan Nilai tegangan PLN vs OPF UPT P. Siantar .....
57
Gambar 4.17 Perbandingan persentase Pembebanan di titik interkoneksi ......
60
viii
Universitas Sumatera Utara
ix
DAFTAR SINGKATAN
E
ED
: Economic Dispatch
G
GI
: Gardu Induk
H
HSD
: High Speed Diesel
M
MFO
: Marine Fuel Oil
O
OPF
: Optimal Power Flow
P
PDIPM
: Primal Dual Interior Point Method
P3BS
: Pusat Pengaturan dan Penyaluran Beban Sumatera
PLN
: Perusahaan Listrik Negara
S
Sumbagut
: Sumatera Bagian Utara
Sumbagselteng
: Sumatera Bagian Selatan dan Tengah
U
UPB
: Unit Pelayanan Bisnis
UPT
: Unit Pelayanan Transmisi
ix
Universitas Sumatera Utara
x
DAFTAR SIMBOL
:
sudut tegangan bus
:
sudut impedansi saluran
:
komponen imaginer bilangan kompleks
:
komponen real bilangan kompleks
:
fungsi biaya pembangkitan generator i
:
arus pada bus i
:
komponen matrix Jacobian
:
daya aktif beban pada bus i
:
daya aktif pembangkitan generator i
:
daya aktif pada bus i
:
rugi-rugi daya aktif saluran
:
daya reaktif pada bus i
:
daya semu pada bus i
:
tegangan pada bus i
:
tegangan hasil iterasi ke-k
:
komponen matrix impedansi saluran
x
Universitas Sumatera Utara
xi
ABSTRAK
Pada sistem interkoneksi tenaga listrik perlu dilakukan operasi pengaturan
pembangkitan daya pada unit-unit generator dan penyaluran daya menuju titiktitik beban. Pengoperasian unit-unit pembangkit tersebut diusahakan agar bekerja
dengan biaya operasi yang murah tanpa mengabaikan aspek keamanan dan
kualitas pada sistem tersebut. Untuk mendapatkan biaya Pembangkitan yang
murah, dapat diperoleh dengan melakukan economic dispatch pada unit-unit
pembangkit tersebut. Aspek keamanan dan kualitas sistem ketenaga listrikan
dipenuhi dengan menggunakan metode Optimal Power Flow. Aspek keamanan
tersebut meliputi kekangan besar daya yang dapat dibangkitkan masing-masing
pembangkit, kapasitas pembebanan pada saluran, sedangkan aspek kualitas
meliputi batasan tegangan pada tiap-tiap bus. Metode Optimal Power Flow pada
penelitian ini diaplikasikan pada sistem kelistrikan PT. PLN (Persero) Sumatera
Bagian Utara 150 kV. Studi OPF dilakukan melalui simulasi dengan
menggunakan Power Sistem Analisis Toolbox (PSAT) yang menggunakan primal
dual interior point method (PDIPM). Hasil pengoptimalan aliran daya yang
dilakukan pada sistem kelistrikan PT. PLN (Persero) Sumatera Bagian Utara
adalah turunnya biaya pembangkitan sistem sebesar Rp. 342.152.567,37 per jam
atau 15,42% dari biaya pembangkitan pada pola pengoperasian PT. PLN
Sumbagut, dan pola pengoperasian yang tidak keluar dari batasan-batasan yang
diizinkan.
Kata kunci : optimal power flow, economic dispatch , Power Sistem Analisis
Toolbox, PDIPM
xi
Universitas Sumatera Utara