61-80-1-SM

7/25/2019 61-80-1-SM

1/11

Vol: 3 No. 1 Maret 2014 ISSN: 2302 - 2949

Jurnal Nasional Teknik Elektro 95

ANALISA PENGARUH INTEGRASI PEMBANGKIT TERSEBAR

DALAM SISTEM KOMPOSIT

Syafii, Syukri Yunus, dan AsrizalGedung Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik,

Kampus Limau Manis, Universitas Andalas, Padang, 25163

email: [email protected]

AbstrakPemakaian tenaga listrik di Indonesia terus meningkat seiring dengan semakinberkembangnya ilmu pengetahuan dan teknologi. Untuk itu dibutuhkan sistem tenaga listrik yang andal,

berkualitas, dan mampu memenuhi semua kebutuhan tenaga listrik. Untuk mengoptimalkan keandalan

kerja sistem tenaga listrik salah satunya adalah dengan pengitegrasian pembangkit tersebar pada sistem

tenaga komposit. Dengan terkoneksinya pembangkit tersebar ke jaringan distribusi listrik dapatmengurangi rugi-rugi daya dan jatuh tegangan. Dalam pemasangan pembangkit tersebar ini banyak hal

yang harus dipertimbangkan, seperti posisi pemasangan yang tepat, jumlah pembangkit tersebar, besarkapasitas pembangkit tersebar dan jenis teknologi pembangkit tersebar yang digunakan. Berdasarkan

hasil penelitian posisi penempatan pembangkit tersebar yang optimal adalah berada dekat dengan beban.

Total rugi-rugi daya gabungan sistem transmisi dan sistem distribusi setelah penambahan pembangkit

tersebar turun dan profil tegangan semakin baik atau meningkat. Besar kecilnya penurunan rugi-rugi daya

dan nilai jatuh tegangan bervariasi tergantung jenis teknologi pembangkit tersebar yang digunakan.

Kata Kunci: Pembangkit tersebar, Rugi-rugi daya dan Profil tegangan

AbstractElectricity demand in Indonesia continues to increase in accordance with the development ofscience and technology. Therefore, there is a need of reliable power system, qualified , and able to meet

all electricity needs. To optimize the reliability of the power system work one is to perform the

installation of distributed generation on power composite system. With the installation of distributed

generation power loss and voltage drop that occurs can be reduced. In the installation of distributedgeneration is a lot of things to consider, such as the exact mounting position, the amount of distributed

generation, distributed generation large capacity and type of distributed generation technology used.

Based on the research results position the optimal placement of distributed generation is located close to

the load. The total power loss and transmission systems combined distribution system after the addition of

distributed generation has been decreased and voltage profile increased. The losses and voltage drop

values vary based on the variation of distributed generation technologies.

Keywords: Distributed generation , Power losses and Voltage profiles

I.

PENDAHULUAN

Untuk mengoptimalkan kehandalan kerja

sistem tenaga listrik salah satunya adalah denganmelakukan pemasangan pembangkit tersebar

pada sistem tenaga komposit. Sistem komposityang dimaksud adalah sistem tenaga yangmelibatkan saluran transmisi dan distribusisekaligus dalam analisanya. Pembangkit tersebarmerupakan pembangkit yang dipasang pada

jaringan distribusi dengan tujuan untukmengurangi jatuh tegangan dan rugi-rugi daya

yang muncul akibat dari impedansi saluran.

Pembangkit tersebar umumnya diletakkan dekat

dengan beban (konsumen).

Analisa aliran daya adalah ibarat jantungdalam suatu perencanaan sistem tenaga dandalam menentukan operasi terbaik dari sistemtenaga yang eksisting. Dengan meningkatnyajumlah pembangkit-pembangkit kecil yangtersebar (isolated system) terhubung ke jaringandistribusi, telah merubah sistem distribusi darisistem pasif kepada jaringan aktif [1] yangdikenal dengan sebutan sistem distribusi aktif(SDA). Dengan demikian analisa sistem tenaga

listrik yang menggabungkan sistem transmisi

7/25/2019 61-80-1-SM

2/11

Vol: 3 No. 1 Maret 2014 ISSN: 2302 - 2949


dan distribusi penting untuk memperoleh hasilyang akurat. Keadaan ini mebuat ukuran sistemyang akan dianalisa semakin besar. Oleh karenaitu diperlukan tool analisis yang dapatmelakukan perhitungan sistem skala besardengan cepat dan akurat. Salah satunya adalahpenyelesaian aliran daya menggunakan metodeFast Decoupled.

Untuk mendukung manfaat pembangkittersebar dalam sistem tenaga listrik makadiperlukan perencanaan yang baik termasuk

menentukan lokasi penempatan dan besar dayapembangkit tersebar yang digunakan. Dalampaper ini akan dijelaskan pengaruh besar,jumlah, dan teknologi pembangkit tersebar yangdigunakan terhadap performansi tegangan dan

rugi-rugi daya. Sistem tenaga komposit yangdigunakan adalah sistem transmisi 14 bus dan

sistem distribusi 37 bus IEEE. Perhitunganaliran daya menggunakan adalah metode FastDecoupled yang dibangun dengan softwareMicrosoft Visual Studio 2010 berbasispemograman C++.

II. TINJAUAN PUSTAKA

A. Pembangkit Tersebar

Dalam pendefinisian kapasitas

pembangkit tersebar terdapat definisi yangberbeda-beda dan saat ini definisi yangdigunakan sebagai berikut [2] :

1. The Electric Power Research Institute

mendefinisikan pembangkit tersebar sebagai

pembangkit dengan kapasitas beberapa kilowattsampai dengan 50 MW.

2. Menurut Gas Research Institute mendefinisikan

pembangkittersebar sebagai pembangkit dengan

kapasitas antara 25 kW dan 25 MW.

3. Preston dan Rastler menentukan ukuran mulai

dari beberapa kilowatt hingga lebih dari 100 MW.

4. Cardell mendefinisikan pembangkit tersebar

sebagai pembangkit dengan kapasitas antara 500

kW dan 1 MW.

5. International Conference on Large HighVoltage Electric Systems (CIGRE)mendefinisikan pembangkittersebar sebagaipembangkit dengan kapasitas lebih kecil dari50 -100 MW.

Tipe pembangkit tersebar umumnya dibedakanberdasarkan kapasitasnya yang ditunjukkan olehtabel 2.1 berikut :

Tabel 2.1. Tipe pembangkit tersebar berdasarkan

range daya [3]Tipepembangkittersebar

Range daya (MW)

Microdistributed

generation1 watt < 5 kW

Smalldistributed

generation5 kW < 5MW

Mediumdistributed

generation5 MW < 500 MW

Largedistributed

generation500 MW < 300 MW

Mengenai teknologi dan daya yang

dihasilkan oleh pembangkit tersebar akanditunjukkan oleh tabel 2.2 sebagai berikut :

Tabel 2.2 Teknologi PembangkitTersebar [5]

No.

Teknologi

Pembangkit

Tersebar

Daya

1Combined Cycle

Gas Turbine35 - 400 MW

2

Internal

CombustionEngines

5 kW10 MW

3 CombustionTurbine

1250 MW

4 Micro Turbines 35 kW1 MW

5 Small Hydro 1100 MW

6 Micro Hydro 25 kW1 MW

7 Wind Turbine 200 W - 3 MW

8 Photovoltaic Arrays 200 W100 kW

9Solar Thermal, Lutz

System1080 MW

10Biomass

Gasification100 kW -20 MW

11Solar Thermal,

Central Receiver110 MW

12Fuel Cells,PhosAcid

200 kW2 MW

13Fuel Cells, Molten

Carbonate250 kW2 MW

14Fuel Cells, Proton

Exchange1250 kW

15Fuel Cells, Solid

Oxide250 kW5 MW

16 Geothermal 5100 MW

17 Ocean Energy 0,11 MW

18 Stirling Engine 210 kW

19 Battery Storage 0.55 MW

7/25/2019 61-80-1-SM

3/11

Vol: 3 No. 1 Maret 2014 ISSN: 2302 - 2949


B. Aliran Daya Listrik

Studi aliran daya dilakukan pada sistemyang berada pada keadaan steady state denganfasa yang seimbang. Keterangan utama yang

diperoleh dari studi aliran beban adalah besardan sudut fase tegangan pada setiap bus besertadaya aktif dan reaktif yang mengalir pada setiapsaluran.

Studi aliran daya berguna untuk [6] :

1. Perencanaan dan pengembangan jaringanlistrik studi aliran daya memberikan

informasi tentang akibat terjadinyapembebanan beban baru, penambahanpembangkitan baru, penambahan salurantransmisi, interkoneksi dengan sistem lain,

dan sebagainya.2. Penentuan pembebanan terhadap peralatan

sistem listrik seperti saluran transmisi dan

transformator pada kondisi sekarang atau dimasa depan.

3. Penentuan kondisi operasi terbaik sistemtenaga listrik

4. Memberikan data masukan bagi

perhitungan gangguan dan studi stabilitas.

C. Metode Fast Decoupled

Metode fast decoupled adalah kulminasidari usaha usaha untuk menyederhanakanimplementasi sekaligus memperbaiki efisiensiperhitungan metode Newton Raphson yang

walaupun terkenal memiliki konvergensi yangkuadratis namun terlalu banyak memakan tempatdan waktu [7].

Umumnya :

Tahanan sistem

7/25/2019 61-80-1-SM

4/11

Vol: 3 No. 1 Maret 2014 ISSN: 2302 - 2949


B (N - 1- PV) x (N - 1- PV) hanya PQbus saja

D. Rugi-Rugi Sistem Tenaga Listrik

Rugi-rugi yang terdapat pada sistem

kelistrikan secara umum meliputi rugi tegangandan rugi daya. Rugi daya adalah selisih antaradaya yang dialirkan atau dikirimkan dari suatubus generator menuju bus beban. Besarnya rugi-rugi daya dapat diperoleh melalui prosesmatematis berikut:

Plosses = Pkirim- Pterima (2.10)

2P I R (2.11)

Rugi-rugi tegangan adalah selisih antarategangan kirim pada sebuah bus generator

dengan tegangan yang diterima bus beban. Rugitegangan biasanya disebut jatuh tegangan.Rumus secara matematisnya adalah sebagaiberikut :

S RV V V

V IxZ

(2.12)

III. METODOLOGI PENELITIAN

Program aliran daya dibuat menggunakanMicrosoft Visual studio 2010 dengan bahasapemograman C++. Pada tahap awal, dilakukanpenomoran pada setiap bus dari sistem transmisi

14 bus dan sistem distribusi 37 bus sehinggamenjadi 51 bus. Bus yang memiliki kapasitaspaling besar dijadikan slack bus dan diberi kode1, bus yang terhubung ke generator diberi kode 2dan bus beban diberi kode 0. Data yangdiperlukan untuk analisa aliran daya ini meliputidata resistansi, reaktansi, data pembangkitan,data beban, asumsi magnitude tegangan dansudut tegangan bus.

Perhitungan dimulai dengan membentukimpedansi jaringan (Zij) dengan rumus

ijijij XRZ (3.1)

Dimana :

Zij = Impedansi jaringan antara bus ke i danbus ke j

Rij = Resistansi jaringan antara bus ke i danbus ke j

Xij = Reaktansi jaringan antara bus ke i danbus ke j

Kemudian dibentuk admitansi jaringan

ij rij xijY Y Y

(3.2)

Dimana :

2 2

ij

rij

ij ij

RY

R X

2 2

ij

xij

ij ij

XY

R X

Selanjutnya dibentuk dengan susunan sebagaiberikut :

1. Matriks admitansi bus [Y], matrikstersebut dipisah menjadi komponenmatriks [G] dan matriks [B].

2. Matriks [BP] dan matriks [BQ],

Matriks [BP] dibentuk denganmenghilangkan kolom dan baris yangmenunjukkan slack bus dari matriks [B].Sedangkan matriks [BQ] dibentukdengan menghilangkan kolom dan barisyang menunjukkan bus pembangkit dari

matriks [BP].

3. Matriks [BP]-1dan Matriks [BQ]-1.

Selanjutnya dihitung daya terjadwal pada setiapbus dengan rumus :

Pjad = PgeneratorPbeban (3.3)

Qjad = QgeneratorQbeban (3.4)

Proses iterasi dicari daya terhitung denganrumus

3

1

coshit

i in i n in n i

n

P Y V Y

(3.5)

3

1

sinhit

i in i n in n i

n

Q Y V Y

(3.6)

Mismatch power dihitung dengan persamaandibawah ini :

jad hit

n n nP P P (3.7)

2

jad hit

n nQ Q Q (3.8)

Selanjutnya dihitung perubahan sudut fasa ()dan magnitude tegangan (V) dengan rumus :

2

2

. /n

i i i i

i

BPIN P V

(3.9)

2

2

. /

n

i i i i

i

V BQIN Q V

(3.10)

Dimana :

i = perubahan sudut fasa bus ke i

|Vi| = perubahan magnitude tegangan bus kei

BPIN = elemen matriks [BP]-1

BQIN= elemen matriks [BQ]-1

7/25/2019 61-80-1-SM

5/11

Vol: 3 No. 1 Maret 2014 ISSN: 2302 - 2949


Sudut fasa dan magnitude tegangan tiap busyang baru dicari dengan rumus :

( 1) ( ) ( )k k k

i i i

(3.11)

( )( 1) ( ) kk k

i i iV V V

(3.12)

IV. HASIL DAN ANALISIS

A. Model Sistem Transmisi dan SistemDistribusi

Sistem yang digunakan adalah sistem transmisi14 bus IEEE [8] dan sistem distribusi 37 bus darijurnal IEEE [9]. Sistem transmisi dan sistemdistribusi ini adalah sistem tenaga listrik yangberada dalam keadaan steady state. Untukmenggabungkan sistem transmisi 14 bus dengan

sistem distribusi 37 bus dilakukan denganmenambahkan sebuah transformator.Topologinya dapat dilihat pada gambar di bawahini.

Gambar 4.1 Topologi 14 bus sistem transmisi

Gambar 4.2 Topologi 37 bus sistem distribusi

B. Pemodelan Pembangkit Tersebar

Pada penelitian ini tidak dilakukan pemodelanpembangkit tersebar secara detail karena padapenelitian ini hanya menentukan pengaruh daripenambahan pembangkit tersebar terhadapsistem tenaga listrik. Data pembangkit tersebaryang digunakan adalah data pembangkitan rata-rata yang mampu dihasilkan oleh pembangkittersebar itu sendiri.

Dalam pengujian ada 5 jenis variasipenambahan pembangkittersebar, yaitu:

1. Variasi letak pembangkit tersebar

Pengujian dilakukan dengan memvariasiletak pembangkit tersebar. Pembangkittersebar ini diletakkan hanya pada bagiansistem distribusi 37 bus. Hal ini dilakukankarena sistem distribusi 37 bus lebih dekat ke

beban dan lebih rentan terjadi rugi-rugi dayadan jatuh tegangan.

2. Variasi jumlah pembangkit tersebar

Pengujian dilakukan dengan memvariasikanjumlah pembangkit tersebar. Pada penelitianini jumlah pembangkit tersebar yangdigunakan maksimal 8 unit.

3. Variasi teknologi pembangkit tersebar

Pengujian dilakukan dengan memvariasikanteknologi pembangkit tersebar yangdigunakan. Teknologi pembangkit tersebaryang digunakan adalah wind turbine danphotovoltaic.

4. Variasi besar kapasitas pembangkittersebar

Pengujian ini dilakukan denganmemvariasikan besar kapasitas daya daripembangkit tersebar. Pada pengujian inidiasumsikan PT1>PT2>PT3.

5. Variasi letak, jumlah, teknologi yangdigunakan, dan besar kapasitas pembangkittersebar

Pada pengujian ini dilakukan denganmemvariasikan seluruh parameter untukmenentukan penempatan dan ukuran daripembangkit tersebar yang digunakan agarberada pada keadaan yang optimal, sehinggarugi-rugi daya dan jatuh tegangan yangterjadi sangat kecil.

Program aliran daya menggunakan metode fastdecoupled dengan konvergensi iterasi 0,00001dan bahasa pemograman yang digunakan adalahbahasa C++.

C. Hasil Program Aliran daya

1) Hasil Program Sebelum Penambahan

Pembangkit Tersebar

7/25/2019 61-80-1-SM

6/11

Vol: 3 No. 1 Maret 2014 ISSN: 2302 - 2949


Pada pengujian ini total rugi-rugi daya yangterjadi pada gabungan sistem transmisi dansistem distribusi sebesar 13,85831 MW. Padapengujian sebelum penambahan pembangkittersebar ini rugi-rugi daya yang terjadi masih

cukup besar karena dipengaruhi oleh panjangsaluran dari sistem transmisi. Sedangkan untukprofil tegangan terjadi jatuh tegangan terbesarpada bus ke-50 dan 51 pada sistem distribusi.Hal ini terjadi karena bus ke-50 dan 51 beradadiujung saluran dengan panjang yang sama.

Data mengenai total rugi-rugi daya, dan profiltegangan pada gabungan sistem transmisi dansistem distribusi sebelum penambahanpembangkit tersebar adalah Total Plosses=13,85831 MW dan drop tegangan adalah1.02726 pu.

2) Hasil Program Sesudah PenambahanPembangkit Tersebara. Hasil Program Berdasarkan Variasi Letak

Pembangkit Tersebar

Berdasarkan data dari pengaruh letakpembangkit tersebar dengan menggunakanwind turbine dan photovoltaic dapatditentukan bahwa dengan dilakukannnyapenambahan pembangkit tersebar pada setiapbus sistem distribusi dari gabungan sistemtransmisi dan sistem distribusi ini dapatmengurangi rugi-rugi daya dan memperbaikiprofil tegangan.

Pengaruh variasi letak pembangkittersebar terhadap rugi-rugi daya gabungansistem transmisi dan sistem distribusidigambarkan oleh grafik berikut :

Gambar 4.3 Pengaruh WindTurbineTerhadap Rugi-Rugi Daya

Gambar 4.4 Pengaruh LetakPhotovoltaicTerhadap Rugi-Rugi Daya

Berdasarkan grafik di atas dapatdiketahui bahwa letak pembangkit tersebar yangoptimal pada saat pengaruh variasi letakpembangkit tersebardengan menggunakan windturbineadalah pada bus ke- 46. Pada bus ke- 46ini total rugi-rugi daya yang dihasilkan sebesar13,68280 MW. Sedangkan berdasarkan variasiletak pembangkit tersebar yang menggunakanphotovoltaic dapat ditentukan bahwa posisiterbaik adalah pada ujung saluran. Semakin keujung saluran maka rugi-rugi dayanya semakinkecil. Pada penelitian ini rugi-rugi daya terkecilberada pada bus ke- 51 dengan total rugi-rugidaya sebesar 13,84172 MW.

Untuk pengaruh variasi letak pembangkittersebar terhadap profil tegangan dapat dilihat

pada grafik berikut :

Gambar 4.5 Pengaruh Letak WindTurbineTerhadap Profil Tegangan

7/25/2019 61-80-1-SM

7/11

Vol: 3 No. 1 Maret 2014 ISSN: 2302 - 2949


Gambar 4.6 Pengaruh Letak PhotovoltaicTerhadap Profil Tegangan

Berdasarkan grafik diatas dapat ditentukanpengaruh letak pembangkit tersebar pada saatmenggunakan wind turbine dan photovoltaic

pada profil tegangan. Pada saat menggunakanwind turbine profil tegangan gabungan sistemtransmisi dan sistem distribusi adalah sebesar1,03626 pu. Sedangkan pada saat menggunakanphotovoltaic profil tegangan gabungan sistemtransmisi dan sistem distribusi adalah sebesar1,02879 pu. Berdasarkan grafik di atas dapatditentukan bahwa semakin ke ujung saluranmaka profil tegangan meningkat.

Pada pengaruh variasi letak pembangkittersebar ini posisi yang optimal adalah padadaerah yang dekat dengan beban. Pada posisi

yang dekat dengan beban rugi-rugi daya yangterjadi semakin kecil dan jatuh tegangan punjuga semakin kecil.

b. Hasil Program Berdasarkan Variasi JumlahPembangkit Tersebar

Pengaruh dari variasi jumlah pembangkittersebar terhadap rugi-rugi daya dan profiltegangan gabungan sistem transmisi dan sistemdistribusi dapat diketahui berdasarkan grafikberikut:

Gambar 4.7 Pengaruh Jumlah PT TerhadapRugi-Rugi Daya

Berdasarkan grafik di atas maka dapat

ditentukan bahwa semakin banyak jumlah

pembangkit tersebar yang ditempatkan padasuatu sistem tenaga listrik maka rugi-rugi dayayang terjadi akan semakin kecil. Total rugi-rugidaya pada gabungan sistem transmisi dan sistemdistribusi yang terkecil terjadi pada saat

pembangkit tersebar yang digunakan berjumlah8 unit dengan total rugi-rugi daya sebesar12,77041 MW. Sedangkan pada saatmenggunakan 1 unit pembangkit tersebar totalrugi-rugi daya pada gabungan sistem transmisidan sistem distribusi adalah 13,68280 MW.

Gambar 4.8 Pengaruh Jumlah PT TerhadapProfil Tegangan

Pada grafik di atas dapat ditentukan pengaruhvariasi jumlah pembangkit tersebar yangdigunakan terhadap profil tegangan gabungansistem transmisi dan sistem distribusi. Teganganyang terbaik terjadi pada saat jumlah

pembangkit tersebar yang digunakan sebanyak 8unit dengan tegangan sebesar 1,07953 pu.Sedangkan untuk pemasangan 1 unit teganganyang dihasilkan sebesar 1,03626 pu.

Semakin banyaknya pembangkittersebar yang ditambahkan maka daya yangdisuplai oleh pembangkit tersebar pada sistemtenaga listrik akan semakin besar. Semakinbesarnya daya yang disuplai ini menyebabkanterjadinya peningkatan pada daya terima.Dengan terjadinya peningkatan daya terimainilah total rugi-rugi daya pada sistem transmisi

dan sistem distribusi yang terjadi semakin kecil.Selain itu dengan semakin besarnya daya terimamaka akan menyebabkan terjadinya peningkatantegangan pada ujung saluran.

c. Hasil Program Berdasarkan Variasi JenisTeknologi Pembangkit Tersebar

Untuk mengetahui dampak variasi jenisteknologi pembangkit tersebar terhadapgabungan sistem transmisi dan sistem distribusidapat diketahui dari grafik berikut :

7/25/2019 61-80-1-SM

8/11

Vol: 3 No. 1 Maret 2014 ISSN: 2302 - 2949


Gambar 4.9 Pengaruh Variasi Teknologi PTTerhadapRugi-Rugi Daya

Pada grafik di atas dapat ditentukan pengaruhvariasi teknologi pembangkit tersebar terhadaptotal rugi-rugi daya gabungan sistem transmisidan sistem distribusi. Berdasarkan grafik di atastotal rugi-rugi daya pada saat menggunakanwindturbinelebih kecil dibandingkan pada saatmenggunakan photovoltaic. Pada saatmenggunakan wind turbine total rata-rata rugi-rugi daya gabungan sistem tranmisi dan sistemdistribusi yang terjadi sebesar 13,69008 MW.Sedangkan pada saat menggunakan photovoltaictotal rata-rata rugi-rugi daya gabungan sistemtransmisi dan sistem distribusi yang terjadisebesar 13,842545 MW.

Untuk pengaruh variasi teknologipembangkit tersebar yang digunakan terhadapprofil tegangan dapat dilihat pada grafik berikut :

Gambar 4.10 Pengaruh Variasi Teknologi PTTerhadap Profil Tegangan

Pada grafik di atas dapat ditentukan pengaruhvariasi teknologi pembangkit tersebar terhadapprofil tegangan gabungan sistem transmisi dansistem distribusi. Berdasarkan grafik di atassemakin ke ujung saluran maka tegangansemakin meningkat. Peningkatan tegangan yangterbaik terjadi pada saat menggunakan windturbine. Pada saat menggunakan wind turbinetegangan rata-rata yang terjadi sebesar 1,03328pu. Sedangkan untuk penggunaan photovoltaic

tegangan rata-rata yang terjadi sebesar 1,02775pu.

Berdasarkan data yang didapat dari hasilpengujian variasi teknologi pembangkit tersebaryang digunakan maka pembangkittersebar yang

lebih efektif digunakan untuk mengurangi rugi-rugi daya dan memperbaiki profil teganganadalah windturbine.

d. Hasil Program Berdasarkan VariasiBerdasarkan Besar Kapasitas PembangkitTersebar

Untuk pengaruh besar kapasitas dayapembangkit tersebar terhadap gabungan sistemtransmisi dan sistem distribusi dapat diketahuipada gambar berikut :

Gambar 4.11 Pengaruh Variasi Kapasitas PT

Terhadap Rugi-Rugi Daya Sistem KompositPada grafik di atas dapat ditentukan pengaruh

besar kapasitas pembangkit tersebar terhadaptotal rugi-rugi daya sistem transmisi dan sistemdistribusi. Berdasarkan data dari pengujianvariasi besar kapasitas pembangkit tersebarbahwa semakin besar kapasitas daya daripembangkittersebar yang digunakan maka akansemakin kecil rugi-rugi daya yang terjadi. Halini terjadi karena semakin besar daya yangdisuplai pembangkit tersebar terhadap sistemtenaga listrik. Semakin besarnya daya yangdisuplai oleh pembangkittersebar ini maka akan

menyebabkan daya terima akan meningkat.Untuk pengaruh variasi besar kapasitas

pembangkit tersebar terhadap profil tegangandapat dilihat pada grafik berikut :

7/25/2019 61-80-1-SM

9/11

Vol: 3 No. 1 Maret 2014 ISSN: 2302 - 2949


Gambar 4.12 Pengaruh Kapasitas PT TerhadapProfil Tegangan

Pada grafik di atas ditentukan pengaruhvariasi teknologi pembangkit tersebar terhadapprofil tegangan gabungan sistem transmisi dan

sistem distribusi. Berdasarkan data daripengujian variasi besar kapasitas pembangkittersebar bahwa semakin besar kapasitas dayadari pembangkit tersebar yang digunakan makaprofil tegangan akan semakin meningkat. Iniartinya jatuh tegangan yang terjadi akan semakinkecil. Hal ini terjadi karena daya yang disuplaipembangkit tersebar terhadap sistem tenagalistrik semakin besar. Semakin besarnya dayayang disuplai oleh pembangkittersebar ini makaakan menyebabkan daya terima akan meningkatdan tegangan pun akan meningkat.

e.

Hasil Program Berdasarkan Variasi Letak,Jumlah, Jenis, dan Besar KapasitasPembangkit Tersebar

Untuk mengetahui dampak seluruh parameterdapat diketahui pada tabel berikut :

Berdasarkandata dari hasil pengujian variasiseluruh parameter ini posisi penempatanpembangkit tersebar yang terbaik berada dekatdengan beban. Untuk pemasangan wind turbineposisi terbaik adalah merata pada sistem tenagalistrik. Hal ini dikarenakan wind turbine jugamenghasilkan daya reaktif. Sedangkan untukphotovoltaic posisi yang terbaik adalah diujungsaluran karenaphotovoltaichanya menghasilkan

daya aktif. Untuk jumlah unit yang digunakan

semakin banyak unit yang digunakan maka rugi-rugi daya dan jatuh tegangan yang terjadi akansemakin kecil. Pada pengujian ini keadaan yangoptimal adalah pada saat penempatanpembangkit tersebar pada bus ke-18, 13, dan 50

dengan total rugi-rugi daya gabungan sistemtransmisi dan sistem distribusi yang terjadisebesar 13,48533 MW dan profil tegangansebesar 1,03881 pu.

D. Rugi-Rugi Daya Setelah Penambahan

Pembangkit Tersebar

Untuk mengetahui total rugi-rugi dayagabungan sistem transmisi dan sistem distribusiyang terjadi sebelum maupun sesudahpemasangan pembangkit tersebar dapat dilihatpada gambar berikut :

Gambar 4.13 Perbandingan Total Rugi-RugiDaya Sebelum dan Sesudah Penambahan PT

Keterangan grafik :

Kasus I : Total rugi-rugi daya gabungansistem transmisi dan sistemdistribusi sebelum penambahan PT

Kasus II : Total rugi-rugi daya gabungansistem transmisi dan sistemdistribusi setelah penambahan PTdengan variasi letak PT

Kasus III : Total rugi-rugi daya gabungansistem transmisi dan sistemdistribusi setelah penambahan PT

dengan menggunakan wind turbineKasus IV : Total rugi-rugi daya gabungan

sistem transmisi dan sistemdistribusi setelah penambahan PTdengan menggunakanphotovoltaic

Kasus V : Total rugi-rugi daya gabungansistem transmisi dan sistemdistribusi setelah penambahan PTdengan variasi jumlah PT

Kasus VI : Total rugi-rugi daya gabungansistem transmisi dan sistemdistribusi setelah penambahan PTdengan variasi kapasitas PT

7/25/2019 61-80-1-SM

10/11

Vol: 3 No. 1 Maret 2014 ISSN: 2302 - 2949


Berdasarkan pada grafik di atas dapatdiketahui bahwa penurunan total rugi-rugi dayagabungan sistem transmisi dan sistem distribusiterkecil terjadi pada saat variasi jumlahpembangkit tersebar yang digunakan. Pada

variasi jumlah pembangkit tersebar inimenggunakan 8 unit pembangkit tersebar.Semakin banyak jumlah pembangkit tersebaryang digunakan maka akan menyebabkansemakin besarnya kapasitas daya yang akandisuplai oleh pembangkit tersebar terhadapsistem tenaga listrik.

Semakin besarnya suplai daya inimenyebabkan daya terima meningkat dan rugi-rugi daya sistem transmisi dan sistem distribusimenjadi berkurang. Penurunan total rugi-rugidaya ini berbanding lurus dengan jumlahpembangkit tersebar yang digunakan.

Berdasarkan variasi letak daripembangkit tersebar lokasi penempatan yangterbaik dengan teknologi pembangkit tersebarberupa windturbinemaupunphotovoltaicadalahpada daerah yang dekat dengan beban.Sedangkan berdasarkan teknologi yangdigunakan maka teknologi pembangkit tersebaryang lebih efektif untuk mengurangi rugi-rugidaya adalah windturbine. Windturbinemenjaditeknologi yang lebih efektif karena windturbinemenghasilkan daya yang lebih besar jikadibandingkan denganphotovoltaic.

Tingkat berkurangnya rugi-rugi dayasemuanya bergantung pada letak, jenis teknologiyang digunakan, serta besar kapasitas daya yangdihasilkan oleh pembangkittersebar tersebut.Semakin besar kapasitas daya pembangkittersebaryang digunakan dan semakin dekatdengan beban maka rugi-rugi daya yang terjadijuga semakin kecil.

E. Profil Tegangan Setelah PenambahanPembangkit Tersebar

Gambar 4.14 Grafik Perbandingan ProfilTegangan

Profil tegangan gabungan sistem transmisi dansistem distribusi setelah penambahanpembangkit tersebar dapat diketahui dari gambar4.14.

Keterangan grafik :

Kasus I : Profil tegangan daya gabungansistem transmisi dan sistem distribusisebelum penambahan PT

Kasus II : Profil tegangan gabungan sistemtransmisi dan sistem distribusi setelahpenambahan PT dengan variasi letakPT

Kasus III : Profil tegangan gabungan sistemtransmisi dan sistem distribusi setelahpenambahan PT denganmenggunakan wind turbine

Kasus IV : Profil tegangan gabungan sistemtransmisi dan sistem distribusi setelahpenambahan PT denganmenggunakanphotovoltaic

Kasus V : Profil tegangan gabungan sistemtransmisi dan sistem distribusi setelahpenambahan PT dengan variasijumlah PT

Kasus VI : Profil tegangan gabungan sistemtransmisi dan sistem distribusi setelahpenambahan PT dengan variasikapasitas PT

Berdasarkan grafik di atas dapat diketahui

bahwa profil tegangan yang terbaik terjadi padasaat variasi jumlah pembangkit tersebar yangdigunakan. Pada saat jumlah pembangkittersebar yang digunakan meningkat maka dayayang akan disuplai pada sistem tenaga pun akanmeningkat, dengan terjadinya peningkatan dayaterima ini juga berdampak terjadinyapeningkatan tegangan terima. Meningkatnyategangan terima ini maka akan terjadi perbaikanprofil tegangan pada ujung saluran sistem tenagalistrik. Peningkatan tegangan yang terjadiberbanding lurus dengan besar kapasitas dayadari pembangkit tersebar yang digunakan.Semakin besar daya aktif yang disuplai makategangan pun akan semakin meningkat.

Tingkat berkurangnya jatuh teganganbergantung pada letak pembangkittersebaryangoptimal, besar kapasitas daya, jumlah, dan jenisteknologi pembangkit tersebar yang digunakan.Pada penelitian ini penempatan pembangkittersebar yang optimal berada dekat denganbeban. Teknologi pembangkit tersebar yanglebih efektif untuk mengurangi jatuh teganganantara wind turbine dan photovoltaic adalahwind turbine karena wind turbine menghasilkan

daya yang lebih besar.

7/25/2019 61-80-1-SM

11/11

Vol: 3 No. 1 Maret 2014 ISSN: 2302 - 2949


V. SIMPULAN

Berdasarkan hasil dan analisis yang telahdilakukan, maka dapat diambil beberapasimpulan sebagai berikut:

1.

Total rugi-rugi daya gabungan sistemkomposit sebelum penambahan pembangkittersebar adalah sebesar 13,85831 MW danprofil tegangan 1,02726 pu.

2. Total rugi-rugi daya sistem komposit setelahpenambahan pembangkit tersebarberdasarkan variasi letak adalah sebesar13,6820 MW dan profil tegangannya sebesar1,03626 pu .

3. Total rugi-rugi daya sistem komposit setelahpenambahan pembangkit tersebarberdasarkan variasi jumlah pembangkit

tersebar pada saat berjumlah 8 unit adalahsebesar 12,77041 MW dan profil tegangansebesar 1,07953 pu.

4. Total rugi-rugi daya sistem komposit setelahpenambahan pembangkit tersebarberdasarkan variasi besar kapasitaspembangkit tersebar adalah sebesar 13,73768MW dan profil tegangannya sebesar 1,03341pu.

5. Total rugi-rugi daya sistem komposit setelahpenambahan pembangkit tersebar pada saatmenggunakan wind turbine adalah sebesar

13,68317 MW dan profil tegangan 1,03693pu.

6. Total rugi-rugi daya sistem komposit setelahpenambahan pembangkit tersebar pada saatmenggunakan photovoltaic adalah sebesar13,84172 MW dengan profil tegangansebesar 1,02805 pu.

DARTAR PUSTAKA

[1] Meliopoulos, A. P. S., kokkinides, G.,Huang, R., Farantatos, E., Choi, S., Lee, Y.,Yu, X, 2001. Smart grid technologies forautonomous operation and control. IEEETransaction on Smart Grid. March 2011,2(1): 1-10.

[2] Ackermann, Thomas dan Goran Anderssondan Lennart Soder.2000.DistributedGeneration: a definition Electrical PowerSystem Research57 (2001) 195-204.

[3] Guseynov, A., M., dan Akhundov, B., S.2006. Defining Impact of DistributedGeneration on Power System Stability.Azerbaijan Scientific Research Institute ofEnergetic And Energy Design.

[4] Hasannuddin, Teuku. Analisa TanggapanFrekuensi Akibat Masuknya DistributedGenerationPada Sistem Interkoneksi Jamali.Jurusan Teknik Elektro Politeknik NegeriLhokseumawe.

[5]

Mahendra, Miko.2011.Tugas Akhir:Pengaruh Penambahan PLTU Teluk Sirih100 MW pada Sistem InterkoneksiSumatera. Padang: Jurusan Teknik ElektroUniversitas Andalas

[6] Syafii, dan Ricky Maulana, 2012. ProgramAliran Daya Untuk Analisis SistemDistribusi Dengan Penambahan PhotovoltaicModel. Jurnal Nasional Teknik ElektroVol.1, No.1 September 2011.

[7] D, William. dan Stevenson. Jr. 1990.Analisis Sistem Tenaga Listrik. Bandung:

Erlangga.[8] http://www.ee.washington.edu/research/pstc

a/pf14/pg_tca14bus.htm diakses Rabu 14Agustus 2013 pukul 20:30 WIB

[9] P. A. N. Garcia, J. L. R. Pereira, and S.Carneiro Jr, Voltage control devices modelsfor distribution power flow analysis, IEEETrans. on power systems, vol. 16, no. 4 pp.586-594, November 2001

Biodata Penulis

Syafii, menamatkan S1 di Jurusan TeknikElektro Universitas Sumatra Utara (USU) tahun1997. Pendidikan S2 bidang Energi Elektrikdiselesaikan di Institute Teknologi Bandung(ITB) tahun 2002. Pendidikan S3 di Electricalpower system Eng, UTM tahun 2011. Saat inipenulis terdaftar sebagai dosen Teknik ElektroUniversitas Andalas Padang. Minat penelitiankomputasi sistem tenaga dan pembangkit energyterbarukan.

Syukri Yunus, menamatkan S1 di Jurusan

Teknik Elektro Institut Teknologi Bandung(ITB) tahun 19. Pendidikan S2 bidang Ilmukomputer diselesaikan di Univerisitas Indonesia(UI) tahun 19. Saat ini penulis terdaftar sebagaidosen Teknik Elektro Universitas AndalasPadang.

Asrizal, menamatkan S1 di jurusan TeknikElektro Universitas Andalas(UNAND) tahun2014.
http://www.ee.washington.edu/research/pstca/pf14/pg_tca14bus.htmhttp://www.ee.washington.edu/research/pstca/pf14/pg_tca14bus.htmhttp://www.ee.washington.edu/research/pstca/pf14/pg_tca14bus.htmhttp://www.ee.washington.edu/research/pstca/pf14/pg_tca14bus.htmhttp://www.ee.washington.edu/research/pstca/pf14/pg_tca14bus.htmhttp://www.ee.washington.edu/research/pstca/pf14/pg_tca14bus.htm

61-80-1-SM

Documents

Transcript of 61-80-1-SM