9

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 State Of The Art Review

Penelitian-penelitian terhadap analisa biaya sewa transmisi jaringan listrik

juga sudah ada dilakukan diantaranya, Perhitungan Pembayaran Sewa Transmisi

Berdasarkan Metode MW-mile Untuk Transaksi Wheeling Pada Sistem Jaringan

Tenaga Listrik Jawa Bali oleh (Andrianto, 2011), pada penelitian ini metode MW-

mile diperkenalkan untuk pembayaran sistem sewa transmisi tenaga listrik.

Akhirnya, diambil sistem transmisi 500 KV Jawa-Bali sebagai studi kasus.

Setelah dilakukan pengujian dan analisis data pada pembayaran sewa transmisi

berdasarkan metode MW-mile untuk transaksi Wheeling pada sistem jaringan

tenaga listrik Jawa-Bali ternyata metode tersebut bisa diharapkan untuk

diaplikasikan sebagai salah satu alternatif dalam penentuan harga dari sewa

transmisi oleh PLN.

Kemudian penelitian yang lain yakni, Wheeling Charges Methodology For

Deregulated Electricity Markets Using Tracing-Based Postage Stamp Methods

oleh (Hassan, 2011) pada penelitian ini mengusulkan sebuah metode wheeling

baru menggunakan Tracing-Based Postage Stamp Methods. Metode yang

diusulkan mengalokasikan biaya transmisi antara generator sebanding dengan

total daya yang dikirim ke beban melalui saluran transmisi. Metode yang

diusulkan menggabungkan dengan faktor distribusi generasi untuk melacak

kontribusi setiap generator untuk aliran daya. Salah satu fitur unik dari metode

yang diusulkan adalah pertimbangan beban lokal pada alokasi aliran daya. Dua

10

studi kasus dari 3-bus dan IEEE sistem 14-bus yang digunakan untuk

menggambarkan metode yang diusulkan. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa

metode yang diusulkan memberikan biaya wheeling yang adil dan merata untuk

generator, mencerminkan penggunaan aktual dari sistem transmisi.

Penelitian lainnya yakni, A Comparison of Fixed Cost Based Transmission

Pricing Methods oleh (Murali, 2011) pada penelitian ini memberikan gambaran

biaya yang berbeda yang terjadi dalam transaksi transmisi, jenis transaksi

transmisi dan metodologi harga transmisi. Biaya tambahan (incremental cost) dan

tertanam (embbeded cost) dijelaskan dalam penelitian ini. Hal ini terutama

difokuskan untuk mencegah pertambangan (deter-mining) biaya transmisi

tertanam dengan berbagai metode dan membandingkan hasil untuk 6 bus, IEEE

14 bus dan RTS 24 sistem bus. Studi kasus menggunakan beberapa metode yakni,

metode postage stamp, metode MW-Mile, metode MVA-Mile, metode faktor

distribusi dan Bialek. Didapatkan hasil bahwa kombinasi dari metode berbasis

biaya tambahan (incremental cost) dan tertanam (embbeded cost) dapat

mengakibatkan pemulihan biaya sistem transmisi yang benar.

Penelitian lainnya yakni, Integrated Cost Allocation of Transmission

Usage under Electricity Markets oleh (Zein, 2012) pada penelitian ini

mengusulkan sebuah metode untuk menentukan alokasi biaya penggunaan

transmisi berdasarkan dekomposisi melalui teknik superposisi untuk menentukan

kontribusi-kontribusi aliran daya dari suatu integrated base case hasil perhitungan

aliran daya dari semua transaksi, kontrak-kontrak bilateral dan nonbilateral.

Secara matematis, formulasi-formulasi yang diterapkan telah diilustrasikan

11

dengan jelas dalam penelitian ini. Metoda yang diajukan tersebut telah diuji

dengan sistem 5 bus dan hasilnya sangat berbeda dibandingkan dengan beberapa

metode yang telah publikasikan tersebut. Ini ditunjukan oleh hasil-hasil tes pada

sistem 5 bus. Metode-metode yang telah dipublikasikan tersebut menghasilkan

kontribusi aliran daya total di setiap line lebih besar dari aktualnya. Dan metode-

metode ini memperoleh total pendapatan sekitar 11,6% lebih besar dari pada

embedded costs. Sedangkan pada metode yang diusulkan, kontribusi aliran daya

tersebut sama dengan aktualnya dan pendapatan sama dengan embedded costs.

Penelitian selanjutnya yakni, Network Charging Principle for Pricing

Existing Network SVCs Considering MW and MVAr Perturbations oleh (Matlotse,

2014) pada penelitian ini menawarkan pendekatan harga menggunakan long-run

incremental cost (LRIC) dimana untuk memenuhi penggunaan jaringan SVCs

dalam penentuan harga. Pendekatan awal didasarkan pada kapasitas cadangan

tegangan atau headroom dari jaringan yang ada untuk mencerminkan dampak ke

profil tegangan jaringan yang luas dan biaya masa depan jaringan VAr

kompensasi akibat suntikan/penarikan nodal yaitu apakah mereka mempercepat

atau menunda kebutuhan untuk aset jaringan masa depan. Akhirnya, saat ini

tingkat pembebanan SVC VAr dapat diubah menjadi setiap tingkat tegangan yang

sesuai dalam konteks pemetaan yang telah disebutkan. Penelitian ini diuji pada

jaringan 14-bus. Temuan utama dari usaha ini adalah sebagai berikut: Prinsip

penelitian harga jaringan ini mencerminkan semua beban yang sebenarnya pada

jaringan SVCs dan terkait indikasi sinyal ekonomi kedepannya, Pendekatan harga

ini menghukum para pengguna jaringan yang memajukan cakrawala investasi

12

jaringan SVCs yang ada dan jika tidak insentif mereka yang menunda cakrawala

investasi jaringan SVCs yang ada, Akhirnya, pendekatan ini mengintegrasikan

MW dan MVAr penarikan / suntikan jaringan nodal. Pelenitian selanjutnya akan

mengintegrasikan pendekatan harga ini dengan satu harga untuk aset jaringan VAr

kompensasi di masa depan setelah perencanaan daya reaktif.

2.2 Kondisi Kelistrikan Bali

Bali saat ini menjadi salah satu provinsi yang sedang berkembang dengan

sangat pesat. Hal ini memicu pembangunan di segala bidang yang membuat

permintaan akan kebutuhan listrik semakin meningkat. Penyaluran daya pada

sistem kelistrikan Bali disuplai oleh tiga pembangkit listrik yakni Pembangkit

Listrik Tenaga Gas dan Uap (PLTGU) Gilimanuk dengan daya mampu sebesar

130 MW, Pembangkit Listrik Tenaga Gas dan Uap (PLTGU) Pemaron dengan

daya mampu sebesar 80 MW, serta Pembangkit Listrik Tenaga Diesel (PLTD)

Pesanggaran dengan daya mampu sebesar 337,5 MW serta tambahan suplai dari

kabel laut dengan daya mampu 340 MW melalui sistem interkoneksi Jawa-Bali,

sehingga sistem kelistrikan Bali meKmiki total suplai daya sebesar 887,5 MW

(PLN Bali, 2014). Provinsi Bali memiliki potensi energi yang dapat

dikembangkan untuk pembangkit tenaga listrik terdiri dari Potensi panas bumi

yang dapat dikembangkan sebesar 296 MW terdapat di 5 lokasi yaitu

Banyuwedang Buleleng, Seririt Buleleng, Batukao Tabanan, Penebel Tabanan dan

Buyan-Bratan Buleleng (PLN, 2013). Pada saat ini PLN sedang membangun 3

unit Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU) baru di daerah Celukan Bawang

Singaraja, dengan kapasitas masing-masing 130 MW. Dimana dalam RUPTL

13

PLN 2013-2022 (PLN, 2013) PLTU ini rencananya akan beroperasi pada tahun

2015. Dilihat dari pertumbuhan pembangunan di Bali yang cukup pesat, total

suplai daya yang dimiliki Bali saat ini tentu saja tidak akan cukup untuk

memenuhi kebutuhan energi listrik di Bali yang memiliki tingkat pertumbuhan

kebutuhan listrik rata-rata sekitar 8-12% per tahun (PLN Bali, 2014). Jumlah ini

dari tahun ke tahun akan terus mengalami peningkatan sedangkan sampai saat ini

dapat dilihat bahwa jenis unit pembangkit termal yang digunakan di Bali berupa

pembangkit-pembangkit yang menggunakan HSD (High Speed Diesel) dimana

merupakan bahan bakar yang untuk penyediannya dibutuhkan biaya yang tidak

sedikit. Menurut Marsudi (1990), pada suatu operasi sistem tenaga listrik, biaya

bahan bakar merupakan biaya yang terbesar, untuk PLN biaya bahan bakar adalah

kira-kira 60 persen dari biaya operasi secara keseluruhan.

2.3 Sistem Tenaga Listrik

Sistem tenaga listrik adalah sekumpulan pusat tenaga listrik dan gardu-

gardu induk yang dihubungkan dengan jaringan transmisi sehingga menjadi

sebuah kesatuan interkoneksi (Marsudi, 1990).

Secara umum sistem tenaga listrik dapat dikatakan terdiri dari tiga bagian utama,

yaitu:

1. Pembangkit tenaga listrik

2. Penyaluran tenaga listrik

3. Distribusi tenaga listrik

Sistem tenaga listrik modern merupakan sistem yang komplek terdiri dari

beberapa pusat pembangkit, saluran transmisi dan jaringan distribusi yang

14

berfungsi untuk menyalurkan daya dari pusat pembangkit ke pusat pusat

beban. Untuk memenuhi tujuan operasi sistem tenaga listrik, ketiga bagian

utama dari sistem tenaga listrik yaitu pembangkit, penyaluran dan distribusi

tersebut satu dengan yang lainnya tidak dapat dipisahkan (Wikarsa, 2010).

2.3.1 Tujuan Operasi Sistem Tenaga Listrik

Dalam mencapai tujuan dari operasi sistem tenaga listrik maka perlu

diperhatikan tiga hal berikut, yaitu :

1. Ekonomi (economy) dimana listrik harus dioperasikan secara ekonomis,

tetapi tetap memperhatikan keandalan dan kualitasnya.

2. Keandalan (security) merupakan tingkat keamanan sistem terhadap

kemungkinan terjadinya gangguan. Sedapat mungkin gangguan di

pembangkit maupun transmisi dapat diatasi tanpa mengakibatkan

kerugian disisi konsumen.

3. Kualitas (quality) yaitu tenaga listrik yang diukur dengan kualitas

tegangan dan frekuensi yang dijaga sedemikian rupa sehingga tetap

pada kisaran yang ditetapkan.

2.3.2 Manajemen Operasi Sistem Tenaga Listrik

Operasi sistem tenaga listrik menyangkut berbagai aspek yang luas,

khususnya biaya dalam penyediaan tenaga listrik bagi masyarakat luas. Oleh

karena itu operasi sistem tenaga listrik memerlukan manajemen yang baik.

Operasi sistem tenaga listrik dapat dibagi menjadi tiga kelompok kegiatan

pengoperasian yaitu:

15

1. Perencanaan Operasi, yaitu berhubungan dengan perencanaan operasi

jangka pendek, jangka menengah dan jangka panjang.

2. Operasi dan pengendalian operasi, yaitu berhubungan dengan pengendalian

sistem operasi pada operasi real time.

3. Evaluasi operasi yaitu merekam kejadian-kejadian yang terjadi pada sistem

dan dengan melihat kembali rekaman data, dicoba untuk menganalisa

berbagai kejadian yang terjadi pada sistem. Hasil dari evaluasi operasi akan

digunakan untuk mengoptimalkan perencanaan operasi sistem di masa yang

akan datang.

Manajemen operasi sistem tenaga listrik harus memperhatikan hal-hal sebagai

berikut (Marsudi, 1990):

1. Prakiraan Beban

2. Syarat-syarat pemeliharaan peralatan

3. Keandalan

4. Alokasi beban dan produksi pembangkit yang ekonomis.

Keempat hal ini masih harus dikaji terhadap beberapa kendala sebagai berikut:

1. Aliran daya beban dalam jaringan

2. Daya hubung singkat peralatan

3. Penyediaan suku cadang dan dana

4. Stabilitas sistem tenaga listrik

2.4 Transmission Congestion Management dan Pricing

Lingkungan pasar listrik yang kompetitif memerlukan akses yang lebar ke

jaringan transmisi dan distribusi yang menghubungkan tersebar pelanggan

16

(customer) dan pemasok (Supplier). Selain itu, sebagai aliran daya transmisi yang

mempengaruhi biaya, harga transmisi tidak hanya menentukan hak masuk tapi

juga mendorong efisiensi dalam pasar tenaga (power markets). Sebagai contoh,

kendala transmisi bisa mencegah unit pembangkit yang efisien digunakan. Skema

harga transmisi yang tepat ialah mempertimbangkan kendala transmisi atau

kemacetan dapat memotivasi investor untuk membangun transmisi baru atau

menaikkan kapasitas pembangkit untuk meningkatkan efisiensi. Dalam

lingkungan yang kompetitif, harga transmisi yang tepat bisa memenuhi harapan

pendapatan, mempromosikan operasi yang efisien dari pasar listrik (electricity

markets), mendorong investasi di lokasi yang optimal dari pembangkitan dan jalur

transmisi (transmission lines), dan jika memadai dapat mengganti pemilik aset

transmisi. Jadi yang paling penting, skema harga harus menerapkan keadilan dan

praktis.

Namun, sulit untuk mencapai skema harga transmisi yang efisien yang

bisa sesuai dengan semua struktur pasar di lokasi yang berbeda-beda. Penelitian

yang sedang berlangsung pada harga transmisi menunjukkan bahwa tidak ada

kesepakatan umum mengenai metodologi penentuan harga. Dalam prakteknya,

setiap negara atau masing-masing model restrukturisasi telah memilih sebuah

metode yang didasarkan pada karakteristik tertentu dari jaringan. Mengukur

apakah suatu skema harga transmisi tertentu secara teknis dan ekonomis yang

memadai akan membutuhkan standar tambahan.

Selama beberapa tahun terakhir, skema harga transmisi yang berbeda telah

diusulkan dan dilaksanakan di berbagai pasar. Pendekatan yang paling umum dan

17

canggih untuk harga transmisi adalah metode postage-stamp method. Dalam

metode ini, terlepas dari jarak yang energi perjalanan, suatu entitas membayar

tingkat yang sama dengan biaya tetap per unit energi yang ditransmisikan dalam

sistem utilitas tertentu. Tarif postage-stamp method yang didasarkan pada biaya

rata-rata sistem. Selain itu, tingkat sering termasuk biaya terpisah untuk puncak

dan periode off-peak, yang merupakan fungsi dari musim, hari, dan penggunaan

hari libur. Dalam pendekatan ini, ketika energi ditransmisikan di beberapa sistem

utilitas, dapat menderita masalah pancaking. Metode lain yang umum digunakan

adalah metode jalur kontrak (contract path method), yang diusulkan untuk

meminimalkan biaya pengiriman dan mengatasi masalah pancaking. Namun,

metode penetapan harga ini tidak mencerminkan arus aktual melalui jaringan

transmisi yang mencakup lingkaran dan arus jalur paralel. Sebagai alternatif untuk

metode jalur kontrak, metode MW-mile diperkenalkan sebagai skema harga

berbasis aliran. Dalam skema ini, aliran listrik dan jarak antara injeksi dan lokasi

penarikan mencerminkan biaya transmisi.

Kelemahan utama dari pendekatan tersebut adalah bahwa mereka tidak

menganggap kemacetan transmisi (transmission congestion). Dalam lingkungan

baru, adalah penting untuk melibatkan tarif transmisi dalam harga transmisi sesuai

dengan harga berbasis aliran dan harga berbasis kemacetan. Kemacetan harga

akan mengalokasikan setiap sumber daya transmisi yang terbatas untuk pelanggan

yang menghargai itu yang paling. Sebuah skema harga yang tepat harus

mengalokasikan biaya kemacetan dengan peserta yang menyebabkan kemacetan,

dan harus menghargai peserta yang jadwal cenderung untuk mengurangi

18

kemacetan. Ketika transmisi menjadi padat, yang berarti bahwa tidak ada daya

tambahan dapat ditransfer dari titik injeksi ke titik ekstraksi, lebih mahal unit

pembangkit mungkin harus dibawa on-line di satu sisi sistem transmisi. Dalam

pasar yang kompetitif, kejadian seperti itu akan menyebabkan locational marginal

prices (LMPs) antara dua lokasi. Jika kerugian transmisi diabaikan, perbedaan

dalam LMPs akan muncul ketika garis padat. Sebaliknya, jika arus berada dalam

batas (tidak ada kemacetan), LMPs akan sama di semua bus dan tidak ada biaya

kemacetan akan berlaku. Perbedaan LMPs antara kedua ujung garis padat terkait

dengan tingkat kemacetan dan kerugian MW pada baris ini. Sejak LMP bertindak

sebagai indikator harga untuk kedua kerugian dan kemacetan, hal itu harus

menjadi bagian dasar dari harga transmisi.

Firm transmission rights (FTRs) diusulkan sebagai hak yang dapat

membeli nilai biaya kemacetan di jalur transmisi dibatasi. Dengan memegang

FTR, pelanggan transmisi memiliki mekanisme untuk mengimbangi biaya

kemacetan ketika jalur transmisi yang padat. Selain memberikan kepastian

keuangan, FTR bisa memaksimalkan efisiensi penggunaan sistem dan membuat

pengguna membayar untuk penggunaan aktual dari jalur padat (Shahidehpour,

2002).

2.5 Metode Alokasi Biaya Transmisi

Mekanisme penetapan harga transmisi yang efisien harus memulihkan

biaya transmisi dengan mengalokasikan biaya untuk pengguna jaringan transmisi

dengan cara yang tepat. Biaya transmisi mungkin termasuk:

19

1. Menjalankan biaya, seperti biaya untuk operasi, pemeliharaan, dan layanan

tambahan.

2. Investasi modal masa lalu.

3. Investasi berkelanjutan untuk ekspansi masa depan dan penguatan

hubungan dengan pertumbuhan beban dan transaksi tambahan.

Menjalankan biaya yang kecil dibandingkan dengan investasi modal (atau

biaya transmisi tertanam). Akibatnya, biaya pengiriman untuk pengembalian

biaya tertanam sebagian besar akan melebihi biaya operasional selama periode

pemulihan investasi. Tujuan studi dan struktur pasar merupakan faktor utama

untuk memilih algoritma dalam evaluasi harga transmisi. Terlepas dari struktur

pasar, penting untuk secara akurat menentukan penggunaan transmisi untuk

melaksanakan metode berbasis alokasi biaya penggunaan. Namun, penentuan

penggunaan transmisi akurat bisa sulit karena sifat nonlinear aliran listrik. Fakta

ini mengharuskan menggunakan model perkiraan, indeks sensitivitas, atau

melacak algoritma untuk menentukan kontribusi ke jaringan mengalir dari

pengguna individu atau transaksi.

Berikut ini, kita membahas metode alokasi biaya transmisi utama.

Beberapa metode ini digunakan secara luas oleh utilitas listrik, sementara yang

lain masih dalam tahap perkembangan (Shahidehpour, 2002).

2.5.1 Metode Postage Stamp Rate

Metode Postage Stamp Rate secara tradisional digunakan oleh utilitas

listrik untuk mengalokasikan biaya transmisi tetap (fixed cost) di antara para

pengguna layanan transmisi perusahaan. Metode ini merupakan metode biaya

20

tertanam (embedded cost method), yang juga disebut the rolled-in embedded

method. Metode ini tidak membutuhkan perhitungan aliran daya dan bebas dari

panjang saluran dan konfigurasi jaringan. Selain itu, metode ini juga tidak

tergantung dari titik tempat pembangkit menyuntikkan daya dan tidak tergantung

dari titik tempat beban menyerap daya. Metode ini dibuat berdasarkan asumsi

bahwa seluruh jaringan digunakan dan tidak memperdulikan seberapa besar aliran

daya pada saluran (Shahidehpour, 2002). Metode ini sangat populer karena sangat

sederhana, namun mengabaikan arus listrik sistem yang sebenarnya. Biaya

transmisi untuk skema ini dapat ditulis secara matematis sebagai (Hassan, 2011):

..............................................................................................(2.1)

dimana :

TCt : Biaya sewa jaringan transmisi untuk pengguna (Rp/kWh)

TC : Biaya keseluruhan jaringan transmisi (Rp)

Pt : Energi yang ditransmisikan dalam rentang waktu tertentu (kWh)

Ppeak : Energi yang diproduksi oleh sistem eksisting dalam rentang

waktu tertentu (kWh)

Penentuan biaya jaringan transmisi menggunakan metode ini, memerlukan

data teknis dan data keuangan sebagai berikut,

1. Data teknis:

a. jumlah energi yang dibangkitkan (MWh/tahun),

b. susut energi pada jaringan transmisi (MWh/tahun).

2. Data keuangan:

21

a. total biaya keseluruhan jaringan transmisi -meliputi biaya operasi dan

perawatan, biaya administrasi, biaya kepegawaian serta biaya investasi

jaringan.

b. margin laba atau keuntungan yang dikehendaki.

Adapun kelebihan dan kekurangan metode postage stamp rate dapat dilihat

pada tabel 2.1 :

Tabel 2.1 Kelebihan dan Kekurangan Metode Postage Stamp Rate

Kelebihan Kekurangan

Full cost recovery Tidak mengikutsertakan utilisasi sistem

dalam perhitungan

Tarif yang sederhana, jelas, dan stabil Kurang mengakomodasi insentif untuk

pengguna sistem

Cocok untuk sistem non konjesti

Tidak mempertimbangkan penggunaan

aktual jaringan transmisi, sehingga

terjadi diskriminasi terhadap pengguna

dengan penggunan jaringan transmisi

yang rendah

2.5.2 Metode Contract Path

Metode path kontrak (Contract Path) juga secara tradisional digunakan

oleh utilitas listrik untuk mengalokasikan biaya transmisi tetap. Hal ini juga

merupakan metode biaya tertanam yang tidak memerlukan perhitungan aliran

daya. Metode ini didasarkan pada asumsi bahwa layanan transmisi dapat diwakili

oleh transmisi mengalir di sepanjang ditentukan dan buatan jalur listrik di seluruh

jaringan transmisi. Jalur kontrak adalah jalur transmisi fisik antara dua pengguna

transmisi yang mengabaikan fakta bahwa elektron mengikuti jalur fisik yang

mungkin berbeda secara dramatis dari jalur kontrak. Metode ini mengabaikan arus

22

listrik di fasilitas yang tidak sepanjang jalan diidentifikasi. Setelah menentukan

jalur kontrak, biaya transmisi kemudian akan ditugaskan menggunakan metode

Postage Stamp Rate, yang ditentukan baik secara individual untuk masing-masing

sistem transmisi atau rata-rata untuk seluruh jaringan. Akibatnya, pemulihan biaya

modal tertanam akan terbatas pada jalur kontrak buatan (Shahidehpour, 2002).

2.5.3 Metode MW-mile

Metode MW-mile termasuk metode biaya tertanam (embedded cost).

Metode ini juga dikenal dengan metode line-by-line. Metode ini

mempertimbangkan perubahan daya yang mengalir pada suatu saluran akibat

adanya transaksi PBJT dan juga mempertimbangkan panjang dari saluran tersebut.

Perubahan daya yang mengalir pada suatu saluran dihitung berdasarkan aliran

daya sebelum dan sesudah transaksi energi. Oleh karena itu, metode ini

membutuhkan simulasi aliran daya, baik itu aliran daya AC ataupun DC.

Metode ini mengalokasikan biaya untuk setiap peserta berputar

berdasarkan tingkat penggunaan fasilitas transmisi oleh transaksi ini. Biaya ini

dialokasikan kemudian ditambahkan di atas semua fasilitas transmisi untuk

mengevaluasi total harga untuk penggunaan sistem transmisi. Berbeda dengan

jalur kontrak dan metode postage stamp, metode ini mempertimbangkan

perubahan MW mengalir karena wheeling di semua lini transmisi perusahaan

berputar, dan panjang garis dalam mil. Dua arus listrik dilaksanakan dengan

sukses, dengan dan tanpa pemurah itu, menghasilkan perubahan MW mengalir

dalam semua jalur transmisi. Banyak ekonom lebih memilih metode ini karena

mendorong efisiensi penggunaan fasilitas transmisi dan, selanjutnya perluasan

23

sistem (Hassan, 2011). Metode MW-Mile memiliki tiga varian dalam

penerapannya (Kharbas, 2011):

1. Pendekatan Absolute MW-Mile,

2. Pendekatan Reverse MW-Mile,

3. Pendekatan Dominant MW-Mile.

Counter flow atau arus negatif mengurangi beban pembangkit listrik maka

kerugian dapat dikurangi (Pan, 2000). Pendekatan MW-Mile Absolute menentukan

biaya transmisi berdasarkan besarnya aliran listrik sebenarnya melalui jaringan

transmisi dengan mengabaikan arah aliran. Meskipun pendekatan reverse MW-

Mile menganggap besar dan arah arus. Kredit yang diberikan kepada setiap

transaksi yang akan membuat Counter flow. Dalam pendekatan MW-Mile

dominan, counter apapun mengalir di saluran transmisi dihitung nol dan pengguna

tidak menerima kredit apapun.

Keuntungan dari metode ini dalam menentukan biaya wheeling yang

menjamin penggunaan aktual dari jaringan transmisi. Dengan demikian, tidak ada

diskriminasi terhadap pengguna dengan konsumsi energi yang rendah. Oleh

karena itu, metode ini mendorong efisiensi dalam penggunaan energi. Selain itu,

metode ini mempertimbangkan kemacetan pada jaringan transmisi. Namun,

metode ini tidak mempertimbangkan kapasitas jaringan yang tidak terpakai. Oleh

karena itu, biaya yang dialokasikan dengan metode MW-Mile belum tentu dapat

memenuhi pemulihan biaya dari jaringan transmisi. Adapun kelebihan dan

kekurangan metode MW-Mile dapat dilihat pada tabel 2.2 :

24

Tabel 2.2 Kelebihan dan Kekurangan Metode MW-Mile

Kelebihan Kekurangan

Menggambarkan penggunaan jaringan

transmisi yang sebenarnya karena

menggunakan analisis power flow arus

bolak balik

Penentuan biaya jaringan transmisi

tidak mempertimbangkan kapasitas

jaringan yang tidak digunakan (unused

capacity)

Tidak terjadi diskriminasi terhadap

pengguna dengan konsumsi energi yang

rendah

Biaya yang ditentukan belum tentu

dapat memenuhi cost recovery biaya

keseluruhan jaringan transmisi

Mendorong adanya efisiensi dalam

penggunaan energi

Di indonesia, khususnya pada perusahaan PLN. Metode MW-Mile disebut

dengan Metode Aliran Daya dan Jarak (MW-km) digunakan untuk menetapkan

tarif jasa transmisi berdasarkan basis aliran daya yang melalui transmisi dan jarak

transmisi. Model aliran daya digunakan untuk mengestimasi MW-km penggunaan

oleh pembangkit dan beban untuk menciptakan tarif transmisi.Secara umum besar

pendapatan jasa transamisi berdasarkan Metode Aliran Daya dan Jarak (MW-km)

dapat dinyatakan dengan formula sebagai berikut:

...........................................................................................(2.2)

dimana :

TLC : Biaya Jasa Transmisi (Transmision Line Charge) (Rp)

∆P : Perubahan aliran daya pada transmisi menggunakan model aliran daya

(MW)

P Max : Daya maksimum pada masing – masing saluran (MW)

L : Panjang transmisi (km)

25

C : Biaya rata-rata transmisi (Rp/MW-km per bulan)

2.5.4 Metode Unused Transmission Capacity

Perbedaan dalam kapasitas fasilitas dan aliran yang sebenarnya pada

fasilitas yang disebut tidak terpakai (terjadwal) kapasitas transmisi. Untuk

menjamin pemulihan penuh semua biaya tertanam, diasumsikan bahwa semua

pengguna transmisi bertanggung jawab untuk membayar untuk kedua penggunaan

kapasitas aktual dan kapasitas transmisi yang tidak terpakai. Dengan demikian,

ekspresi umum berikut MW-mile pricing rule digunakan:

∑ | |

∑ | |

.........................................................................(2.3)

dimana

TCt : cost allocated to transaction t

Ck : embedded cost of facility k

| Ft ,k | : flow on facility k caused by transaction t

T : set of transactions

K : set of transmission facilities

Aturan harga yang diberikan oleh (2.4) memastikan total cost recovery,

apakah kapasitas garis sepenuhnya digunakan. Hal ini juga tidak adil untuk

beberapa pengguna ketika mereka dipaksa untuk berbagi biaya fasilitas transmisi

yang mahal yang hanya sebagian kecil dari kapasitas fasilitas yang sedang

digunakan. Selain itu, beberapa margin kapasitas saluran yang tersisa digunakan

untuk menjaga keandalan. Sebagai kekurangan aturan tersebut ini adalah bahwa

hal itu tidak memotivasi penggunaan yang efisien dari sistem transmisi. Untuk

26

mengatasi kelemahan ini, telah menyarankan bahwa pengguna transmisi

dikenakan biaya berdasarkan pemanfaatan persentase kapasitas fasilitas, dan tidak

didasarkan pada jumlah arus disumbangkan oleh semua pengguna (yaitu,

pengguna dikenakan biaya berdasarkan penggunaan kapasitas sebenarnya, dan

bukan untuk kapasitas terjadwal). Namun, saran ini memiliki kelemahan dalam

arti bahwa ia mengabaikan keandalan margin transmisi dan tidak menjamin

pemulihan penuh dari biaya transmisi tetap. Saran ini menggunakan revisi MW-

mile aturan berikut:

∑ | |

.....................................................................................(2.4)

di mana F k adalah kapasitas fasilitas k.

Selain itu, multi-bagian aturan penetapan harga (multi-part pricing rules) telah

diusulkan yang menganggap baik kapasitas fasilitas digunakan, dan perbedaan

antara total biaya tertanam dan biaya pulih dengan kapasitas transmisi yang

digunakan (Shahidehpour, 2002).

2.5.5 Metode MVA-Mile

Metode MVA-mile adalah versi panjang dari metode MW-mile.

Perpanjangan ini diusulkan untuk menyertakan biaya untuk aliran daya reaktif di

samping biaya untuk aliran daya nyata. Telah terbukti bahwa pemantauan baik

daya nyata dan reaktif, mengingat jalur MVA batas pemuatan dan alokasi

dukungan daya reaktif dari generator dan fasilitas transmisi, adalah pendekatan

yang lebih baik untuk mengukur penggunaan sumber daya transmisi. Metode ini

juga mengalokasikan biaya transmisi berdasarkan besarnya daya dan jarak

27

geografis antara titik pengiriman dan titik penerimaan. Metode ini adalah metode

berbasis aliran daya AC (Murali M, 2011). Selain itu, pendekatan sensitivitas

dengan studi aliran daya AC dapat digunakan untuk menentukan penggunaan

jaringan aliran daya reaktif. Pendekatan-pendekatan lain juga telah diusulkan

untuk menguraikan jaringan mengalir (network flows) ke komponen nyata dan

reaktif yang terkait dengan transaksi individu (Shahidehpour, 2002).

2.5.6 Metode Counter-flow

Metode counter-flow menyatakan bahwa pengguna transmisi harus

dibebankan atau dikreditkan berdasarkan apakah transaksi mereka menyebabkan

arus atau counterflows berkaitan dengan arah arus bersih. Metode ini

menunjukkan bahwa jika transaksi tertentu mengalir dalam arah yang berlawanan

dari arus bersih, maka transaksi tersebut harus dikreditkan (yaitu, transaksi akan

membayar biaya negatif). Saran ini berbeda dengan pendekatan MW-mile

tradisional dan aturan alokasi harga penggunaan berbasis lainnya, di mana setiap

transaksi membayar untuk penggunaannya terlepas dari arah aliran itu. Contoh

dari metode counter-flow adalah harga nol counter-flow, yang menyatakan bahwa

hanya mereka yang menggunakan fasilitas transmisi dalam arah aliran bersih

harus dibebankan secara proporsional dengan kontribusi mereka terhadap total

aliran positif. Salah satu kesulitan dalam menggunakan metode ini adalah bahwa

hal itu akan sulit bagi penyedia layanan transmisi untuk mengatur pembayaran

kepada pengguna dengan counter-flows (Shahidehpour, 2002).

28

2.5.7 Metode Distribution Factors

Faktor distribusi dihitung berdasarkan arus beban linier. Secara umum,

faktor distribusi generasi telah digunakan terutama dalam keamanan dan analisis

kontingensi. Mereka telah digunakan kira-kira menentukan dampak dari generasi

dan beban arus transmisi. Dalam beberapa tahun terakhir, faktor-faktor ini

disarankan sebagai mekanisme untuk mengalokasikan pembayaran transmisi

dalam sistem tenaga direstrukturisasi, karena faktor-faktor ini secara efisien dapat

mengevaluasi penggunaan transmisi. Untuk memulihkan total biaya transmisi

tetap, faktor distribusi dapat digunakan untuk mengalokasikan pembayaran

transmisi kepada pengguna yang berbeda. Dengan menggunakan faktor-faktor ini,

alokasi dapat dikaitkan dengan suntikan daya bersih yang berhubungan transaksi,

generator, atau beban (Shahidehpour, 2002).

2.5.8 Metode AC Power Flow

Banyak pendekatan berbasis ac telah diusulkan untuk mengalokasikan

biaya transmisi. Di antara mereka ada indeks sensitivitas arus, solusi aliran daya

ac penuh, dan dekomposisi aliran listrik. Metode indeks sensitivitas arus ac

menggunakan logika yang sama seperti faktor distribusi aliran dc, tetapi

sensitivitas transmisi mengalir ke suntikan daya bus yang berasal dari model arus

listrik ac. Metode solusi aliran daya ac penuh menggunakan perhitungan aliran

daya ac penuh atau menggunakan studi aliran daya yang optimal. Dalam metode

ini, informasi biaya yang lebih rinci biasanya diperlukan untuk mempelajari

dampak dari transaksi wheeling. Metode dekomposisi aliran listrik akan

menguraikan jaringan mengalir ke komponen yang terkait dengan transaksi

29

individu ditambah satu komponen untuk menjelaskan sifat nonlinear model aliran

listrik. Untuk setiap transaksi, algoritma menentukan komponen aliran daya nyata

dan reaktif dari penggunaan jaringan transmisi, daya ketidakseimbangan bersih,

dan kontribusi generator untuk kompensasi real-powerloss (Shahidehpour, 2002).

2.5.9 Metode Tracing

Metode Tracing menentukan kontribusi pengguna transmisi dengan

penggunaan transmisi. Tracing metode dapat digunakan untuk penetapan harga

transmisi dan memulihkan biaya transmisi tetap. Pada bagian ini, kita membahas

dua metode pelacakan, yang diakui sebagai metode penelusuran yang Bialek dan

metode penelusuran yang Kirschen itu. Metode Tracing umumnya didasarkan

pada apa yang disebut prinsip bagi proporsional (Shahidehpour, 2002).

2.5.9.1 Metode Bialek’s Tracing

Dalam metode tracing Bialek itu, diasumsikan bahwa arus masuk nodal

dibagi secara proporsional antara arus nodal. Metode ini menggunakan

pendekatan topologi untuk menentukan kontribusi dari generator individu atau

beban untuk setiap aliran garis berdasarkan perhitungan faktor distribusi topologi.

Metode ini dapat menangani dengan baik aliran daya dc dan arus listrik ac; yaitu,

dapat digunakan untuk menemukan kontribusi dari kedua aliran daya aktif dan

reaktif. Metode tracing Bialek yang mempertimbangkan:

1. Dua arus di setiap baris, satu memasuki garis dan yang lainnya keluar jalur

(untuk mempertimbangkan kerugian line).

2. Generasi dan beban pada setiap bus.

30

Prinsip utama yang digunakan untuk melacak aliran listrik akan bahwa

berbagi proporsional untuk ilustrasi. Angka ini menunjukkan empat baris

terhubung ke node. Pada arus keluar (f1 dan f2) dapat direpresentasikan dalam hal

arus masuk (fa dan fb); dengan kata lain, kita dapat menentukan berapa banyak f1

berasal dari fa dan berapa banyak dari f1 berasal dari fb. Hal yang sama berlaku

untuk f2.

...............................(2.5)

...............................(2.6)

Metode ini menggunakan baik algoritma hulu tampak atau algoritma hilir-

cari. Dalam algoritma hulu-cari, biaya penggunaan transmisi / suplemen

dialokasikan untuk generator individu dan kerugian dibagi ke beban. Dalam

algoritma hilir-cari, biaya penggunaan transmisi / suplemen dialokasikan untuk

beban individu dan kerugian dibagi ke generator. Metode penelusuran Bialek yang

digunakan untuk menentukan berapa banyak output generator tertentu memasok

beban tertentu atau berapa banyak beban tertentu dipasok oleh generator tertentu.

Faktor distribusi Topological dihitung dalam metode ini selalu positif; Oleh

karena itu, metode ini akan menghilangkan masalah counter-flow. Untuk

menunjukkan bagaimana algoritma ini bekerja, kita mendefinisikan permintaan

bruto sebagai jumlah dari beban tertentu dan bagian yang dialokasikan dari total

kerugian transmisi (Shahidehpour, 2002).

31

2.5.9.2 Metode Kirschen’s Tracing

Metode Kirschen’s Tracing didasarkan pada seperangkat definisi untuk

domain, commons, dan link. Sebuah domain adalah seperangkat bus yang

memperoleh daya dari generator tertentu. Sebuah umum adalah seperangkat bus

bersebelahan dipasok oleh generator yang sama. Link adalah cabang yang

menghubungkan commons. Berdasarkan definisi tersebut, keadaan sistem (grafik

negara asiklik) diwakili oleh grafik diarahkan yang terdiri dari commons dan link,

dengan arus diarahkan antara commons dan data yang sesuai untuk generasi /

beban dalam commons dan mengalir pada link. Metode ini menggunakan prosedur

rekursif untuk menghitung kontribusi dari generator (atau beban) ke commons,

link, dan beban (atau generator), dan garis mengalir dalam setiap umum. Untuk

umum diberikan, metode ini mengasumsikan bahwa proporsi inflow ditelusuri ke

generator tertentu adalah sama dengan proporsi outflow ditelusuri ke generator

yang sama. Seperti dalam metode penelusuran Bialek itu, metode tracing Kirschen

dapat menentukan kontribusi dari generator individu untuk jalur arus, dan

menentukan kontribusi dari beban individu dengan arus jaringan.

Mulai dari akar yang sama, metode ini menemukan rekursif kontribusi

generasi masing-masing biasa itu (beban) ke garis mengalir dan dikonsumsi

banyak. Metode ini menggunakan asumsi proporsionalitas untuk mengalokasikan

aliran umum kepada kontributor dari masuknya umum. Dengan menentukan

aliran di setiap cabang, metode apportions setiap penggunaan cabang di kalangan

pengguna sistem yang berkontribusi terhadap arus cabang. Penggunaan sistem

transmisi harus dialokasikan untuk generator (beban) atas dasar kontribusi mereka

32

terhadap setiap aliran cabang, yaitu penggunaan cabang harus dibagi di antara

semua pihak. Pada bagian ini, generasi (beban) mengacu pada generasi bersih

(beban) pada bus. Kontribusi dapat dihitung berdasarkan kontribusi dilacak dari

masing-masing generator (beban) untuk arus cabang (branch flows).

Metode tracing Kirschen adalah metode jejak topologi yang akan

menjawab pertanyaan berikut: proporsi Apa aktif (reaktif) aliran listrik di sebuah

cabang disumbangkan oleh masing-masing generator? Metode ini berlaku untuk

kedua ac dan solusi aliran dc beban. Metode alokasi dilacak ini tidak bergantung

pada model linierisasi jaringan dan karena itu tidak terbatas pada perubahan

inkremental dalam suntikan. Metode ini dimulai dengan menghitung garis

mengalir, yang pada gilirannya memberikan arah aliran di setiap cabang. Mulai

dari bus masing-masing generator, dan berdasarkan arah aliran di setiap lini,

metode menentukan domain dari masing-masing generator. Dalam subbab ini,

akan mensimulasikan situasi dengan lebih dari satu generator di beberapa bus.

Dalam hal ini, generasi pada setiap bus adalah jumlah output pembangkit.

Generasi bersih pada setiap bus digunakan untuk melacak kontribusi terhadap arus

line. Kemudian, kita menentukan berapa banyak setiap generator memberikan

kontribusi untuk garis mengalir. Domain adalah seperangkat bus yang dicapai

oleh aktif (reaktif) listrik yang dihasilkan oleh generator. Untuk sistem Ng bus

Generator, ada Ng domain. Setelah menentukan domain, metode menentukan

commons. Sebuah umum didefinisikan sebagai sekelompok bus yang dicapai oleh

generator yang sama. Jika Gi mengacu pada generator engan, umum pertama

(rank = 1, simpul akar) adalah himpunan dari bus yang hanya dicapai dengan G1,

33

yang umum kedua (peringkat = 2) adalah himpunan bus yang dicapai oleh G1and

G2 , umum ketiga (rank = 3) adalah himpunan bus yang dicapai oleh G1, G2 dan

G3, dan sebagainya. Dengan mengetahui arus line dan commons, hubungan antara

commons terbentuk. Sebuah link didefinisikan sebagai sekelompok baris (cabang)

yang menghubungkan dua commons langsung. Setelah menentukan commons dan

link, metode menggunakan grafik negara untuk menghitung kontribusi yang

berbeda. Sebuah grafik negara adalah transformasi jaringan menyatu menjadi

sebuah grafik asiklik. Semua yang dibutuhkan dalam grafik negara adalah

commons, hubungan antara commons (dengan arus), dan pembangkit dan beban di

setiap umum. Menggunakan grafik negara, metode ini menentukan berapa banyak

generator (beban) memberikan kontribusi untuk beban (generator) dan mengalir

dalam commons dan link dari grafik (Shahidehpour, 2002).

Untuk menghitung kontribusi masing-masing generasi ke commons dan

arus line, metode menghitung arus masuk ke masing-masing umum. Masuknya ke

k umum adalah jumlah generasi di k umum dan aliran ke k umum dari commons

lain dengan j peringkat yang lebih rendah. Secara matematis,

∑

.........................................................................................(2.7)

dimana,

I k : inflow of common k

Gk : net generation in common k

Fjk : flow (from j to k) in a link connecting commons j and k

34

Berdasarkan uraian seluruh metode dalam penghitungan alokasi biaya

transmisi diatas, maka pada tabel 2.3 merangkum beberapa metode tersebut

digunakan dalam alokasi biaya transmisi (Shahidehpour, 2002).

Tabel 2.3 Ringkasan Metode Alokasi Biaya Transmisi

Metode Aplikasi Analisa

Aliran Daya

Pembayaran

Berdasarkan

Komentar

Postage-

stamp

Real power

generation

or load

- • Besaran

daya yang

ditransaksikan

• rata-rata

biaya

tertanam

Tergantung

pada asumsi

bahwa seluruh

sistem

transmisi

digunakan

Contract

path

Real power

generation

or load

- • Besaran

daya yang

ditransaksikan

• rata-rata

biaya

tertanam

Tergantung

pada asumsi

bahwa

layanan

transmisi

dibatasi

mengalir

sepanjang

jalur tertentu

dan buatan

MW-mile Real power

generation

or load

dc, ac

(usually

dc)

• Besarnya

daya yang

ditransaksikan

• Jalur diikuti

oleh daya

yang

ditransaksikan

• Jarak dengan

daya yang

ditransaksikan

Tergantung

pada kondisi

operasional

(konfigurasi

sistem)

A factors

(GSDFS)

Real power

generation

or load

dc Incremental

flow

tergantung

pada

• Konfigurasi

Sistem

• Pemilihan

referensi bus

• arah aliran

daya

D factors

(GGDFS)

Real power

generation

dc Total flow Tergantung

pada kondisi

operasional

35

C factors

(GLDFS)

Real power

load

dc Total flow Tergantung

pada kondisi

operasional

Bialek Real and

reactive

generation

or load

dc,ac Total flow Tergantung

pada kondisi

operasional

Kirschen Real and

reactive

generation

or load

dc,ac Total flow Tergantung

pada kondisi

operasional

2.6 Analisis Aliran Daya

Analisis aliran daya dapat digunakan untuk memperoleh informasi

menganai sistem kerja aliran daya ketenagalistrikan dalam kondisi operasi tunak.

Analisis aliran daya dapat menganalisis pembangkitan sistem kelistrikan dan

pembebanan yang mengalir pada saat analisis. Hasil analisis dapat digunakan

sebagai bahan evalusi sistem kelistrikan. Analisis ini juga memerlukan informasi

aliran daya dalam kondisi normal maupun darurat (Cekdin, 2006). Studi aliran

daya merupakan penentuan atau perhitungan tegangan, arus, daya aktif maupun

daya reaktif yang terdapat pada berbagai titik jaringan listrik pada keadaan

pengoperasian normal, baik yang sedang berjalan maupun yang diharapkan akan

terjadi di masa yang akan datang. Masalah aliran daya mencakup perhitungan

aliran dan tegangan sistem pada terminal tertentu atau bus tertentu. Representasi

fasa tunggal selalu dilakukan karena sistem dianggap seimbang.

Dalam perencanaan pengembangan sistem untuk masa yang akan datang,

studi aliran daya sangat penting dilakukan. Hal tersebut dikarenakan dimasa yang

akan datang tidak diketahui secara pasti kondisi yang akan dianalisis, maka dalam

analisis aliran daya dapat dilakukan asumsi terhadap pengembangan

36

ketenagalistrikan. Hal penting yang dapat diperoleh dari studi aliran daya adalah

besar dan sudut fasa tegangan pada setiap bus dan daya nyata serta daya reaktif

yang mengalir dalam setiap saluran.

Adapun tujuan dari studi analisis aliran daya antara lain:

1. Untuk mengetahui tegangan-tegangan pada setiap bus yang ada dalam sistem,

baik magnitude maupun sudut fasa tegangan.

2. Untuk mengetahui daya aktif dan daya reaktif yang mengalir dalam setiap

saluran yang ada dalam sistem.

3. Untuk mengetahui kondisi dari semua peralatan, apakah memenuhi batas-batas

yang ditentukan untuk menyalurkan daya listrik yang diinginkan.

4. Untuk memperoleh kondisi mula pada perencanaan sistem yang baru.

5. Untuk memperoleh kondisi awal dalam studi-studi selanjutnya seperti : studi

hubung singkat, stabilitas, dan pembebanan ekonomis.

Beberapa hal di atas inilah yang sangat diperlukan untuk menganalisis

keadaan sekarang dari sistem guna perencanaan perluasan sistem yang akan

datang. Sebelum melakukan analisis, terlebih dahulu dilakukan pemodelan

terhadap sistem yang akan dianalisis.

2.6.1 Pemodelan Saluran Transmisi Sistem Tenaga Listrik

Saluran Transmisi adalah sistem yang digunakan untuk mentransmisikan

energi listrik dari Pusat Pembangkit Listrik sampai Gardu sistribusi, selanjutnya

hingga sampai pada konsumer pengguna listrik menggunakan sistem distribusi.

Sistem transmisi menyalurkan tenaga listrik dengan nilai tegangan tinggi. Di

Indonesia standar tegangan sistem transmisi berkisaran 70 kV, 150 kV, 275 kV

37

dan 500 kV. Tenaga listrik di transmisikan oleh suatu bahan konduktor yang

mengalirkan tipe Saluran Transmisi Listrik, artinya kondukor yang digunkan

untuk saluran transmisi tegangan tinggi harus sesuai dengan konduktor tipe

transmisi. Menurut jenis arusnya dikenal sistem arus bolak balik (A.C atau

Alternating Current) dan sistem arus searah (D.C atau Direct Current). Di dalam

sistem A.C penaikan dan penurunan tegangan mudah dilakukan yaitu dengan

menggunakan tranformator. Sistem AC memiliki sitem satu-fasa dan sitem tiga-

fasa. (Arismunandar, 2004)

Gambar 2.1 Sistem Tiga Fasa pada Saluran Transmisi (Pramono, 2010)

Saluran transmisi dengan menggunakan sistem arus bolak-balik tiga fasa

merupakan sistem yang banyak digunakan, mengingat kelebihan sebagai berikut

(Pramono, 2010):

1. Daya yang disalurkan lebih besar

2. Mudah pembangkitannya

3. Mudah pengubahan tegangannya

4. Dapat menghasilkan medan magnet putar

5. Dengan sistem tiga fasa, daya yang disalurkan lebih besar dan nilai

sesaatnya konstan.

N

T

S

R

38

Di dalam saluran transmisi persoalan tegangan sangat penting. Baik dalam

keadaan operasi maupun dalam perancangan harus selalu diperhatikan tegangan

pada setiap titik dalam saluran. Besar perubahan tegangan yang diperbolehkan

biasanya berkisar antara ±5% (SPLN 1 Tahun 1995).

2.6.2 Pemodelan Beban

Dalam melakukan analisis sistem tenaga listrik, biasanya pemodelan beban

tidak diklasifikasikan secara lengkap. Untuk merepresentasikan suatu beban pada

sebuah sistem tenaga listrik yang akan dianalisis, sangat penting untuk

diketahuinya variasi daya aktif (P) dan daya reaktif (Q) terhadap variasi

tegangannya. Dalam melakukan analisis terhadap sistem tenaga listrik,

representasi beban dalam menganalisis aliran daya dapat dilakukan dengan 3 cara,

yaitu (Sulasno,1993) :

1. Pemodelan beban dengan daya tetap

Dalam hal ini daya aktif (MW) dan daya reaktif (MVAR) dianggap konstan.

Representasi beban ini digunakan merepresentasikan beban untuk studi

aliran daya.

2. Pemodelan beban dengan arus tetap

Jika menggunakan pemodelan ini maka arus yang digunakan adalah arus

tetap.

3. Representasi beban dengan impedansi konstan

Representasi beban dengan impedansi konstan biasanya digunakan pada

analisis stabilitas suatu sistem tenaga listrik. Apabila daya aktif dan daya

reaktif beban diketahui dan dianggap konstan.

39

2.6.3 Klasifikasi Bus

Aliran daya merupakan analisis dimana daya listrik yang disalurkan akan

selalu mengalir menuju beban. Nilai yang diperoleh dari hasil analisis adalah nilai

aliran daya dan rugi-rugi daya dalam setiap saluran transmisi yang dapat diketahui

dengan terlebih dahulu menghitung besar (magnitude) tegangan dan sudut fasa

tegangan pada setiap bus dalam sistem tenaga listrik yang dianalisis. Terdapat 4

(empat) parameter atau besaran pada setiap bus dalam sistem tenaga listrik,

meliputi (Sulasno,1993) :

1. Injeksi netto daya nyata (net real power injected), mempunyai simbol “P”

dengan satuan Mega Watt (MW).

2. Injeksi netto daya semu (net reactive power injected), memiliki simbol

”Q” dengan satuan Mega Volt Ampere Reaktif (MVAR).

3. Besaran (magnitude) tegangan, mempunyai simbol “V” dengan satuan kilo

Volt (kV).

4. Sudut fasa tegangan, mempunyai simbol “” dengan satuan radian.

Dalam analisis aliran daya pada setiap bus sistem tenaga listrik, maka harus

diketahui dua buah besaran dari empat besaran yang terdapat pada setiap bus

sistem tenaga listrik dimana tergantung pada parameter–parameter yang telah

diketahui sebelumnya. Dengan demikian setiap bus dalam sistem tenaga listrik

dapat diklasifikasikan menjadi 3 (tiga), yaitu (Sulasno,1993) :

1. Bus Beban (Load Bus)

Load bus biasanya disebut bus P,Q, karena besaran-besaran yang diketahui

adalah P dan Q, sedangkan besaran V dan tidak diketahui.

40

2. Bus Kontrol (Generator Bus)

Generator bus biasanya disebut bus P, V, dimana hanya besaran P dan V

saja yang diketahui, sedangkan besaran dan Q tidak diketahui.

3. Bus Ayun (Slack Bus)

Besaran-besaran yang diketahui dalam slack bus adalah V dan , dimana

biasanya bernilai nol ( = 0). Selama perhitungan aliran daya, besaran V

dan akan tetap dan tidak berubah. Slack bus akan selalu memiliki

generator dimana kapasitas daya yang dimiliki paling besar.

2.6.4 Pembentukan Matrik Admitansi Bus

Simpul merupakan, jika terdapat sambungan yang terbentuk apabila dua

atau lebih unsur murni (R, L, atau C, atau suatu sumber tegangan atau sumber arus

ideal) dihubungkan antara yang satu dengan yang lain pada ujung-ujungnya.

Gambar 2.2 menunjukkan single line diagram dari suatu sistem sederhana.

Dari gambar 2.2 digambarkan generator dihubungkan pada rel daya tegangan

tinggi 1 dan 3 yang melalui transformator dan mencatu suatu beban motor

serempak pada rel daya 2. Diagram reaktansi dari single line diagram tersebut

diperlihatkan pada Gambar 2.3 dimana digambarkan hanya simpul-simpul besar

saja yang diberi penomoran. Sedangkan gambar 2.4 merupakan diagram reaktansi

yang digantikan dengan sumber arus ekivalen dan admitansi shunt ekivalen.

41

Gambar 2.2 Diagram Segaris Suatu Sistem Sederhana (Sulasno,1993).

Gambar 2.3 Diagram Reaktansi Untuk Sistem Pada Gambar 2.4 (Sulasno,1993).

Gambar 2.4 Rangkaian Dari Gambar 2.3 Diganti Dengan Sumber Arus Ekivalen dan

Admitansi Shunt Ekivalen (Sulasno,1993).

1

3

2

4 y13

y23

y34

y14

y24

0

y10

y30

y20

I1

I3

I2

Z10

Z30

Z20

+

+

+

1

3

2

Ea

Eb

-

-

-

Ec

0

4 Z13

Z23

Z34

Z14

Z24

a

c

b

1

3

2

4

42

2.6.5 Metode Penyelesaian Studi Aliran Daya

Dalam melakukan analisis aliran daya metode yang lebih sering

menggunakan metode Gauss-Seidel dan metode Newton Raphson. Kelebihan

Metode Newton Raphson memiliki proses iterasi yang yang sedikit dan lebih

cepat mencapai konvergen, namun dalam melakukan iterasi memerlukan waktu

yang sangat lama. Gambar 2.5 merupakan prosedur penyelesaian studi aliran

daya:

Gambar 2.5 Diagram Alir Perhitungan Studi Aliran Daya (Sulasno,1993).

BENTUK MATRIK

ADMITANSI ATAU IMPEDANSI

TENTUKAN HARGA AWAL

TEGANGAN BUS

KERJAKAN PROSES

ITERASI

TENTUKAN PERUBAHAN

TEGANGAN MAKSIMUM

KONVERGEN

HITUNG DAYA SLACK

HITUNG ALIRAN DAYA

YA

TIDAK