TUGAS 1 PENGOPERASIAN OPTIMAL SISTEM TEN

TUGAS 1
PENGOPERASIAN OPTIMAL SISTEM TENAGA
LISTRIK

Oleh :
Nama : Dimas Okky Anggriawan
NRP

:

22132012018
DOSEN :

Prof. Ir. Ontoseno Penangsang, M.Sc, Ph.D
PROGRAM MAGISTER
BIDANG KEAHLIAN TEKNIK SISTEM TENAGA
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER
SURABAYA
2014


TUGAS : 1
Pengoperasian Optimal Sistem
Tenaga Listrik

Dosen :
Prof. Ir. Ontoseno Penangsang, M.Sc,

Tanggal Pemberian
Tanggal Pengumpulan
Soal :

18 September 2014
29 September 2014

Ph.D

Plot karakteristik input-output (Polynomial orde 2) unit-unit
pembangkit termal pada tabel 2.1 halaman 24 (buku allen
J.wood) menggunakan MATLAB dengan fungsi polyft.

Tabel 2.1 Typical Fossil Generation Unit Heat Rates

P1
P2
P3
P4
P5
P6
P7
P8
P9
P10
P11
P12
P13

Fossil
Unitdescriptio
n
Steam-coal

Steam-oil
Steam-gas
Steam-coal
Steam-oil
Steam-gas
Steam-coal
Steam-oil
Steam-gas
Steam-coal
Steam-oil
Steam-gas
Steam-coal

P14

Steam-oil

P15

Steam-gas


Ge
n

Unit
Rating
(MW)
50
50
50
200
200
200
400
400
400
600
600
600
8001200

8001200
8001200

100%
Output
(Btu/
kWh)
11000
11500
11700
9500
9900
10050
9000
9400
9500
8900
9300
9400
8750


80%
Output
(Btu/kWh)

60%
Output
(Btu/kWh)

40%
Output
(Btu/kWh)

11088
11592
11794
9576
9979
10130
9045

9447
9548
8989
9393
9494
8803

11429
11949
12156
9871
10286
10442
9252
9663
9766
9265
9681
9785
9048


12166
12719
12940
10507
10949
11115
9783
10218
10327
9843
10286
10396
9625

25%
Output
(Btu/
kWh)
13409

14019
14262
11581
12068
12251
10674
11148
11267
10814
11300
11421
-

9100

9155

9409

10010


-

9200

9255

9513

10120

-

Berdasarkan tabel 2.1 unit-unit pembangkit dapat dikategorikan
menjadi 5 bagian berdasarkan rating kapasitas pembangkit dan
ditunjukkan pada tabel 2.2
Tabel 2.2 Pembagian kategori pembangkit
No
Rating Kapasitas Pembangkit
Unit-Unit

Pembangkit
1
50 MW
P1, P2, P3
2
200 MW
P4, P5, P6
3
400 MW
P7, P8, P9
4
600 MW
P10, P11, P12
5
800 - 1200 MW
P13, P14, P15
1. Rating Kapasitas Pembangkit 50 MW yang terdiri dari 3 unit
pembangkit yaitu P1, P2 dan P3.
Listing program MATLAB

%DATA INPUT UNIT PEMBANGKIT(Btu/kWh)
Ha=[11000 11088 11429 12166 13409];%Unit Steam-Coal (Unit P1)
Hb=[11500 11592 11949 12719 14019];%Unit Steam-Oil (Unit P2)
Hc=[11700 11794 12156 12940 14262];%Unit Steam-Gas (Unit P3)
Px=[50];%Rating Unit Pembangkit (MW)
Pa=[1 0.8 0.6 0.4 0.25];%Daya Output (Dalam %)
%KURVA KARAKTERISTIK INPUT-OUTPUT UNIT PEMBANGKIT 50 MW
%DAYA OUTPUT PERRATING PEMBANGKIT (MW)
P1=Pa*Px;P2=P1;P3=P1;%Rating Pembangkit 50 MW
C=1/1000; %Pengubah Btu/KWh ke MBtu/KWh
%MENGUBAH INPUT PEMBANGKIT KEDALAM MBtu/h
H1=Ha.*P1*C;
H2=Hb.*P2*C;
H3=Hc.*P3*C;
%KOEFISIEN MBtu/h ORDE 2
U1=polyfit(P1,H1,2);
U2=polyfit(P2,H2,2);
U3=polyfit(P3,H3,2);
%HASIL PERSAMAAN KUADRAT
x1=poly2str(U1,'P');
x2=poly2str(U2,'P');
x3=poly2str(U3,'P');
%KURVA KARAKTERISTIK
P=[0:1:50];
Y1=polyval(U1,P);
Y2=polyval(U2,P);
Y3=polyval(U3,P);
%GAMBAR KURVA KARAKTERISTIK INPUT-OUPUT H v P
figure (1)
plot(P,Y1,':r',P,Y2,'-b',P,Y3,'--k')
title(['Kurva Karakteristik Input-Output Rating 50MW'],'color','r');
xlabel('P (MW)');ylabel('H (MBtu/h)')
h=legend(['Coal=',num2str(x1)],['Oil=',num2str(x2)],['Gas=',num2str(x3)],2);
set(h,'Interpreter','none')
grid on

Hasil MATLAB
- Persamaan Input-Output :
Coal = 0.010431 p^2 + 9.5093 p + 47.8399
Oil = 0.010889 p^2 + 9.9424 p + 50.0102
Gas = 0.01109 p^2 + 10.115 p + 50.8717
- Kurva karakteristik dengan polyfit :

Kurva Karakteristik Input-Output Rating 50MW
600
Coal= 0.010431 P^2 + 9.5093 P + 47.8399
Oil= 0.010889 P^2 + 9.9424 P + 50.0102
Gas= 0.01109 P^2 + 10.115 P + 50.8717

500

H (MBtu/h)

400

300

200

100

0
0

5

10

15

20

25
P (MW)

30

35

40

45

50

2. Rating Kapasitas Pembangkit 200 MW yang terdiri dari 3 unit
pembangkit yaitu P4, P5 dan P6.
Listing program MATLAB
%DATA INPUT UNIT PEMBANGKIT(Btu/kWh)
Ha=[9500 9576 9871 10507 11581];%Unit Steam-Coal
(Unit P4)
Hb=[9900 9979 10286 10949 12068];%Unit Steam-Oil
(Unit P5)
Hc=[10050 10130 10442 11115 12251];%Unit Steam-Gas (Unit P6)
Px=[200];%Rating Unit Pembangkit (MW)
Pa=[1 0.8 0.6 0.4 0.25];%Daya Output (Dalam %)
%KURVA KARAKTERISTIK INPUT-OUTPUT UNIT PEMBANGKIT 200 MW
%DAYA OUTPUT PERRATING PEMBANGKIT (MW)
P1=Pa*Px;P2=P1;P3=P1;%Rating Pembangkit 200 MW
C=1/1000;%Pengubah Btu/KWh ke MBtu/KWh

%MENGUBAH INPUT PEMBANGKIT KEDALAM MBtu/h
H1=Ha.*P1*C;
H2=Hb.*P2*C;
H3=Hc.*P3*C;
%KOEFISIEN MBtu/h ORDE 2
U1=polyfit(P1,H1,2);
U2=polyfit(P2,H2,2);
U3=polyfit(P3,H3,2);
%HASIL PERSAMAAN KUADRAT
x1=poly2str(U1,'P');
x2=poly2str(U2,'P');
x3=poly2str(U3,'P');
%KURVA KARAKTERISTIK
P=[0:1:200];
Y1=polyval(U1,P);
Y2=polyval(U2,P);
Y3=polyval(U3,P);
%GAMBAR KURVA KARAKTERISTIK INPUT-OUPUT H v P
figure (1)
plot(P,Y1,':r',P,Y2,'-b',P,Y3,'--k')
title(['Kurva Karakteristik Input-Output Rating 200MW'],'color','b');
xlabel('P (MW)');ylabel('H (MBtu/h)')
h=legend(['Coal=',num2str(x1)],['Oil=',num2str(x2)],['Gas=',num2str(x3)],2);
set(h,'Interpreter','none')
grid on

Hasil MATLAB
- Persamaan Input-Output :
Coal = 0.0022482 p^2 + 8.2134 p + 165.2481
Oil = 0.0023508 p^2 + 8.5574 p + 172.252
Gas = 0.0023869 p^2 + 8.6868 p + 174.8866
- Kurva karakteristik dengan polyfit :

Kurva Karakteristik Input-Output Rating 200MW
2500
Coal= 0.0022482 P^2 + 8.2134 P + 165.2481
Oil= 0.0023508 P^2 + 8.5574 P + 172.252
Gas= 0.0023869 P^2 + 8.6868 P + 174.8866
2000

H (MBtu/h)

1500

1000

500

0
0

20

40

60

80

100
120
P (MW)

140

160

180

200

3. Rating Kapasitas Pembangkit 400 MW yang terdiri dari 3 unit
pembangkit yaitu P7, P8 dan P9.
Listing program MATLAB
%DATA INPUT UNIT PEMBANGKIT(Btu/kWh)
Ha=[9000 9045 9225 9783 10674];%Unit Steam-Coal
Hb=[9400 9447 9663 10218 11148];%Unit Steam-Oil
Hc=[9500 9548 9766 10327 11267];%Unit Steam-Gas
Px=[400];%Rating Unit Pembangkit (MW)
Pa=[1 0.8 0.6 0.4 0.25];%Daya Output (Dalam %)

(Unit P7)
(Unit P8)
(Unit P9)

%KURVA KARAKTERISTIK INPUT-OUTPUT UNIT PEMBANGKIT 400 MW
%DAYA OUTPUT PERRATING PEMBANGKIT (MW)
P1=Pa*Px;P2=P1;P3=P1;%Rating Pembangkit 400 MW

C=1/1000;%Pengubah Btu/KWh ke MBtu/KWh
%MENGUBAH INPUT PEMBANGKIT KEDALAM MBtu/h
H1=Ha.*P1*C;
H2=Hb.*P2*C;
H3=Hc.*P3*C;
%KOEFISIEN MBtu/h ORDE 2
U1=polyfit(P1,H1,2);
U2=polyfit(P2,H2,2);
U3=polyfit(P3,H3,2);
%Hasil PERSAMAAN KUADRAT
x1=poly2str(U1,'P');
x2=poly2str(U2,'P');
x3=poly2str(U3,'P');
%KURVA KARAKTERISTIK
P=[0:1:400];
Y1=polyval(U1,P);
Y2=polyval(U2,P);
Y3=polyval(U3,P);
%GAMBAR KURVA KARAKTERISTIK INPUT-OUPUT H v P
figure (1)
plot(P,Y1,':r',P,Y2,'-b',P,Y3,'--k')
title(['Kurva Karakteristik Input-Output Rating 400MW'],'color','b');
xlabel('P (MW)');ylabel('H (MBtu/h)')
h=legend(['Coal=',num2str(x1)],['Oil=',num2str(x2)],['Gas=',num2str(x3)],2);
set(h,'Interpreter','none')
grid on

Hasil MATLAB
Persamaan Input-Output :
Coal = 0.0013219 p^2 + 7.7568 p + 282.8484
Oil = 0.0013807 p^2 + 8.1016 p + 295.3953
Gas = 0.0013922 p^2 + 8.1894 p + 298.4265
Kurva karakteristik dengan polyfit :

Kurva Karakteristik Input-Output Rating 400MW
4000
Coal= 0.0014968 P^2 + 7.6699 P + 290.3123
Oil= 0.0013807 P^2 + 8.1016 P + 295.3953
Gas= 0.0013922 P^2 + 8.1894 P + 298.4265

3500

3000

H (MBtu/h)

2500

2000

1500

1000

500

0
0

50

100

150

200
P (MW)

250

300

350

400

4. Rating Kapasitas Pembangkit 600 MW yang terdiri dari 3 unit
pembangkit yaitu P10, P11 dan P12.
Listing program MATLAB
%DATA INPUT UNIT PEMBANGKIT(Btu/kWh)
Ha=[8900 8989 9265 9843 10814];%Unit Steam-Coal
Hb=[9300 9393 9681 10286 11300];%Unit Steam-Oil
Hc=[9400 9494 9785 10396 11421];%Unit Steam-Gas
Px=[600];%Rating Unit Pembangkit (MW)
Pa=[1 0.8 0.6 0.4 0.25];%Daya Output (Dalam %)

(Unit P10)
(Unit P11)
(Unit P12)

%KURVA KARAKTERISTIK INPUT-OUTPUT UNIT PEMBANGKIT 600 MW
%DAYA OUTPUT PERRATING PEMBANGKIT (MW)
P1=Pa*Px;P2=P1;P3=P1;%Rating Pembangkit 600 MW

C=1/1000;%Pengubah Btu/KWh ke MBtu/KWh
%MENGUBAH INPUT PEMBANGKIT KEDALAM MBtu/h
H1=Ha.*P1*C;
H2=Hb.*P2*C;
H3=Hc.*P3*C;
%KOEFISIEN MBtu/h ORDE 2
U1=polyfit(P1,H1,2);
U2=polyfit(P2,H2,2);
U3=polyfit(P3,H3,2);
%Hasil PERSAMAAN KUADRAT
x1=poly2str(U1,'P');
x2=poly2str(U2,'P');
x3=poly2str(U3,'P');
%KURVA KARAKTERISTIK
P=[0:1:600];
Y1=polyval(U1,P);
Y2=polyval(U2,P);
Y3=polyval(U3,P);
%GAMBAR KURVA KARAKTERISTIK INPUT-OUPUT H v P
figure (1)
plot(P,Y1,':r',P,Y2,'-b',P,Y3,'--k')
title(['Kurva Karakteristik Input-Output Rating 600MW'],'color','b');
xlabel('P (MW)');ylabel('H (MBtu/h)')
h=legend(['Coal=',num2str(x1)],['Oil=',num2str(x2)],['Gas=',num2str(x3)],2);
set(h,'Interpreter','none')
grid on

Hasil MATLAB
Persamaan Input-Output :
Coal = 0.00050794 p^2 + 7.8562 p + 438.2598
Oil = 0.00053193 p^2 + 8.2083 p + 458.1367
Gas = 0.00053775 p^2 + 8.2967 p + 462.9261
Kurva karakteristik dengan polyfit :

Kurva Karakteristik Input-Output Rating 600MW
6000
Coal= 0.00050794 P^2 + 7.8562 P + 438.2598
Oil= 0.00053193 P^2 + 8.2083 P + 458.1367
Gas= 0.00053775 P^2 + 8.2967 P + 462.9261

5000

H (MBtu/h)

4000

3000

2000

1000

0
0

100

200

300
P (MW)

400

500

600

5. Rating Kapasitas Pembangkit 800-1200 MW yang terdiri dari 3
unit pembangkit yaitu P13, P14 dan P15.
Listing program MATLAB
%DATA INPUT UNIT PEMBANGKIT(Btu/kWh)
Ha=[8750 8803 9048 9625];%Unit Steam-Coal
Hb=[9100 9155 9409 10010];%Unit Steam-Oil
Hc=[9200 9255 9513 10120];%Unit Steam-Gas
Px=[800];%Rating Unit Pembangkit (MW)
Pa=[1 0.8 0.6 0.4];%Daya Output (Dalam %)

(Unit P13)
(Unit P14)
(Unit P15)

%KURVA KARAKTERISTIK INPUT-OUTPUT UNIT PEMBANGKIT 800-1200 MW
%DAYA OUTPUT PERRATING PEMBANGKIT (MW)
P1=Pa*Px;P2=P1;P3=P1;%Rating Pembangkit 800-1200 MW
C=1/1000;%Pengubah Btu/KWh ke MBtu/KWh

%MENGUBAH INPUT PEMBANGKIT KEDALAM MBtu/h
H1=Ha.*P1*C;
H2=Hb.*P2*C;
H3=Hc.*P3*C;
%KOEFISIEN MBtu/h ORDE 2
U1=polyfit(P1,H1,2);
U2=polyfit(P2,H2,2);
U3=polyfit(P3,H3,2);
%Hasil PERSAMAAN KUADRAT
x1=poly2str(U1,'P');
x2=poly2str(U2,'P');
x3=poly2str(U3,'P');
%KURVA KARAKTERISTIK
P=[0:1:800];
Y1=polyval(U1,P);
Y2=polyval(U2,P);
Y3=polyval(U3,P);
%GAMBAR KURVA KARAKTERISTIK INPUT-OUPUT H v P
figure (1)
plot(P,Y1,':r',P,Y2,'-b',P,Y3,'--k')
title(['Kurva Karakteristik Input-Output Rating 800-1200MW'],'color','b');
xlabel('P (MW)');ylabel('H (MBtu/h)')
h=legend(['Coal=',num2str(x1)],['Oil=',num2str(x2)],['Gas=',num2str(x3)],2);
set(h,'Interpreter','none')
grid on

Hasil MATLAB
Persamaan Input-Output :
Coal = 0.0010062 p^2 + 7.0298 p + 729.792
Oil = 0.0010516 p^2 + 7.3055 p + 760.152
Gas = 0.0010641 p^2 + 7.3844 p + 768.964
Kurva karakteristik dengan polyfit :

Kurva Karakteristik Input-Output Rating 800-1200MW
8000
Coal= 0.0010063 P^2 + 7.0298 P + 729.792
Oil= 0.0010516 P^2 + 7.3055 P + 760.152
Gas= 0.0010641 P^2 + 7.3843 P + 768.984

7000

6000

H (MBtu/h)

5000

4000

3000

2000

1000

0
0

100

200

300

400
P (MW)

500

600

700

800

TUGAS 1 : Contoh kurva terminal dari unit generator