UNIVERSITAS MEDAN AREA
ANALISIS KESTABILAN SISTEM TENAGA LISTRIK DENGAN l\1ETODE KRITERIA SAMA LUAS
MENGGUNAKAN MATLAB
TUGAS AKIIlR
Diajukan Untuk Me~enuhi Pei:syaratan Ujian S~rjana
Oleh:
RIDHO PARDO SIREGAR NJ1d.108120021
PROGRAMSTUDITEKNIKELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MEDAN AREA
MEDAN 2011
UNIVERSITAS MEDAN AREA
LEMBAR PENGESAHAN
ANALISA KESTABILAN SISTEM TENAGA LISTRIK
DENGAN METODE KRITERIA SAMA LUAS
MENGGUNAKAN MATLAB
TUGASAKHIR
OLEH:
RIDHO PARDO SIREGAR
1081Z0021
Pembimbing I Pembimbing II
%~ Agus Junaidi,ST.MT
Mengetahui
Ka. Prodi
Ir. #!!f!!:.MT
UNIVERSITAS MEDAN AREA
ABSTl~Ah
Ketidakstab·ilan sistem yang seketika, biasanya terjadi akibat adanya gangguan hubung singkat pada sistem tenaga listrik, dan pelepasan atau penambahan beban yang besar secara tiba-tiba. Akibat adanya pcrubahan kor..disi kerja dari sistem ini, maka kcadaan sistcm akan bcrubah dari kcadaan lama ke kcadaan baru. Pcriode singkat di antara kedua keadaun tersebut disebut perio<lc parnlihan atau transient. Olch karcna itu <lipcrlukan studi kestabilan sistem tenaga listrik untuk rnenentuka.1 apakah sistem tersebut stabil atau tidak.
Salah satu mctod.e yang digunak.an untuk menentukan kestabilan suatu sistem tenaga Iistrik apabila mengalami gangguan adalah metode kriteria luas sama. Walaupun metode ini tidak dapat dipergunakan untuk sistem multimesin namu11 sangatlah membantu untuk mcmahami faktor-faktor <lasar yang mempengaruhi stabilitas t:-ansient sistem tenaga listrik. Mctode krit·eria luas sarna (Equal Arca Criterion, EAC) mcn:pakan contoh metode langsung w1tuk memperoleh waktu pemutusan kritis (Critical Clearing time), yang mana ha.nya terbatas w1tuk satu mesin saja dengan bus infinite (Singgle Machine Infinite Bus, SMIB). Knrva ayunan merupakan alat elevasi suat.i kestabilan sistem yang digunakan kcstabilan-kestabil<m transient sistem tenaga lisrik.
Hasil penelitian skripsi tentang studi kestabilan sistem tenaga listrik yang diverifikasi dengan perangkat lunak Matlab 6.1 menu11jtikkan bahwa sudut pengbapus
kritis yang diperoleh adalah: §c = cos-1(-0,15356) = 9SJ,834° dengan waktu pemutus kritis
sebesar 0.29 detik
Kata Kunci: Kestabila11 Sistem, Kriteda Sama Luas, iv/at/ab
UNIVERSITAS MEDAN AREA
Kata Pengantar
Puji syukur kepada Tuhan Yanga Maha Esa yang telah meemberikan
kesehatan kepada saya untuk menyususn Skripsi berjudul "Analisa Kestabilan
Sistem Tenaga Listrik Dengnan Metode Kriteria Sama Luas Menggunakan
Matlab " . Penelitian yang akan diajukan ini merupakan salah satu bagian dari
syarat menyelesaikan studi di fakultas Teknik Program Studi Teknik Elektro
Universitas Medan Area, Kepada seluruh pihak yang telah mendukung dan
membantu penyelesaian Skripsi ini, saya mengucapkan terima kasih kepada:
1. Orangtua saya yang telah member dukungan dan bantuan berupa moril
dan spiritual.
2. Bapak Ir. H. Usman Harahap, MT sebagai pembimbing I yang telah
memberikan arahan dalam penyelesaian Skripsi ini.
3. Bapak Agus Junaidi,ST.MT yang telah membantu penyelesaian Skripsi
sebagai pembimbing II dalam Skripsi ini.
4. lbu Ir. Hj. Haniza, MT sebagai Dekan Fakultas Teknik, terima kasih lbu.
5. Bapak Ir. Yance Syarif, MT yang juga banyak membantu saya.
6. Staf pengajar dan Administrasi Program Studi Teknik elektro Universitas
Medan Area.
7. Teman-teman di Teknik Elektra.
Medan, September 2011
Ridho Pardo Siregar
UNIVERSITAS MEDAN AREA
Koper Depan
Lembar Pcngcsahan
Ab~trak
KatJ Pengantnr
Daftar lsi
BAD.I. PENDAHULUAN
DAFTAR ISi
I. I. Latar Belakang Masalah ........................................................................... .
ii
111
IV
v
1
1.2. Run1usan Masalah ................................ ..... ........................................... ... 3
I .3. Batasan masalnh ................................. ................................... .. ............. .. ... 3
1.4. Tuj11an Pcnclitian ...................................................................................... 3
1.5. Manfaat Penelitian ................................................. .................................. 4
I.6. Sis:ematika Pembahasan ................. .......... ......................................... ...... 4
IlAIJ II. PKRANGKAT LUNAK MATLAR
II. I. Urnun1 ....................................................................... ................................ 5
ll .2. Fitur Mat lab ................... ...................... .......... ....................................... 6
11 .3. Me1nulai Matlab ....................................................................................... 7
ll.4. Fungsi-·fungsi pada Matlab ........................................................................ 9
II.4.1. Fungsi Matcmatika ......... ... ........................................................................ 9
II.4.2 Fungsi-Fungsi Trigonometri ............................................................. ........ 9
11.4.3 f ungsi Eksponensial ................................ .. ............................................... IO
IT.4.4. Fungsi fungsi Kompleks ............ .. ............................................................. I 0
v
UNIVERSITAS MEDAN AREA
11.4.5. Fungsi-fungsi Rounding dan Reminder ............................... .. ..... ............... 11
IT .4.6. Fungsi-fungsi Discrete ...................................... .... ........ .. ........................... I I
11.5 Pengolahan File ............................................. .... ...... ... ...... .. .. ..................... 12
ll.5.1 Menyimpan data kc File ................................................. ............................ 12
Il.5.2 Memanggi l data dari File .......................................................................... 12
11.5.3 M.File ................................................. .. ..... .. ............................................ .. : 3
11.6. Mengakhiri Matlab .......................................... ... .. .... ... .......... ... ................. 14
BAD III KESTABILAN SISTEM TENAGA 14
III.I. Pendahuluan ............................................. ........................................ .......... 14
Ill .2. Persamaan Ayunan (Swing Equation) .... ................................................... 16
111.3. Mode31 Mesin Sinkron Untuk Studi Stab;litus .......................................... 19
lll.4. Kriteria Sama Luas (Equal. Area Criterion) ................. ............................. 22
111.5. !\ptikasi Krilcri<1 sarna luas akibat ga11gguan Simetris .... ... ....................... 24
BAB IV. PENERAPAN LEBIH LANJUT PERS. lCRITERIA SAMA LUAS 27
IV.I. Single Line Diagram .................................................................................. 27
lV.2. Kurva Ayunan (Swing-Curve) ................................................................... 30
IV.3. Analisis Studi Kasus Kestabilan Sistem .. .................................................. 33
IV.LI.. Plot Respon Kestabilan ............................................................................. 38
IV.5. Hasil Plot Respon MATLAB ....... ......... .. ............. ........ .... ...... .. ................. 39
V I
UNIVERSITAS MEDAN AREA
BADV
V.I
Y.2.
PENUTUP 41
Kcsimpulan ............................................................................. ................... 41
Saran ....................... ........................ .. .. .. ....................................................... 41
Vil
UNIVERSITAS MEDAN AREA
1.1. . Latar Belakang Masalah
BAB I
PENDAHTJLUAN
Listrik adalah bentuk energ\ sekunder yang paling praktis penggunaanya oleh
manusia, dimana Iistrik dihasilkan dari proses konversi energi :>umber primer seperti
batubara, minyak bumi, gas, panas bumi, potensia l air clan energi angin.
Kebutuhan listrik di masyarakat semakin meningkat seiring dengan meningkatnya
pemanfaatan tenaga listrik pada peralatan-peralatan rumah tangga, kantor dan sebagainya,
sehingga pasokan listrik hams ditambah yakni dcngan pembangullan pembangkit listrik
baru. Selain tersedianya pembangkitan yang cukup. ha! Iain yang juga harus ditentukan
adalah apakah kondisi transient jika tcrjad i gangguan akan mcngganggu opcrasi normal
sistem atau tidak. Hal ini akan berhubungan de t1gan kualitas listrik yang sampai ke
konsumen berupa kestabilan frekuensi dan tegangan .
Sistem tenaga listrik yang baik adalah sistem tenaga yang dapat melayani beban
secara kontinyu tegangan dan frekuensi yang konf.tan. Fluktuasi tegangan dan frekuensi
yang terjadi harus berada pada batas t0leransi yang diizinkan agar peralatan listrik
konsumen dapat bekerja dengan baik dan aman. Kondisi sistem y~ng benar-benar mantap
sebenamya tidak pernah ada. Perubahan beban sclalu terjadi dalam sistem. Penyesuaian
oleh pembangkit akan dilakukan melalu.i gevemor dari penggerak mula dan eksitasi
generator.
Pc.mil~~han lrnndi~i shrtcm ynna ~~katika. hiMtmya tcrjodi n.kH1nt odtiJ1ya annf3Q\mn
hubung singkat pada sistem tenaga listrik, dan pelepasan atau penambaban beban yang
UNIVERSITAS MEDAN AREA
hcnar sc1.:arn lih:Hiha. t\kihal mlanya 1'cruhnlia11 k111ulisi kc1jn dmi sislc111
kedua keadaan lcrschut discbut pcriodc paralihan al:lll transient. Olch karcna itu diperlukan
suatu analisis sistcm tcnaga listrik untuk mcnc11!ukan upakah sish:m tcrscbut stabil alau
tidak, jika tcrjadi gangguan. Stabilitas transient. didasarkan pada kondisi kcstabilan ayunan
pertama (first swing) dcngan periode waktu pc1 yclidikan pada dctik pcrtama tc1jadi
gangguan.
Salah satu metode yang dapat digunakan unruk menentukan kestabi lan suatu sistem
tenaga listrik apabila mengalami gangguan adalah mctode kri tcrin luas sama. Walaupun
metode ini tidak dapat dipergunakan tmtuk sistcm mullimcsin namun sangatlah memhantu
untuk memahami faktor-faktor dasar yang mempengaruhi !:tabilitas transient sistem tenaga
listrik.
Melodc kriteria luas sama (Equal Area CrifP.rion, EAC) merupakan contoh metode
langsung unluk mcmperoleh waktu pemutu!:>an kritis (Cri tical Clearing time), yang mana
hanya tt:rhatas unluk salu mesin saja dengan bus inlinitc (Singgle Machine Infini te Bus,
SMIB). Kurva ayunan merupakan alat elevasi su::i.tu kestabilan ~istem yang digunakan
kestabilan-kcstabi lan transient sistcm tenaga lisrik.
Alat bantu dalam studi analisa sistem tc.,aga listrik adalah komputer, karen·1
peranan kompuler dalam Analisis Sistem Tenaga mempunyai kcuntungan diantaranya
fleksibel (dapal digunakan untuk rnenganalisis hampir semua persoalan), teliti, cepat dan
ekonomis. Software kornputer yang digunaY..an adalah Matlab, karcna Matlab merupakan
bahasa cant:tsih untuk komputasi teknik. Dan Matlab mcrupakan inLe~rasi dari kornputasi .
2
UNIVERSITAS MEDAN AREA
DAFTAI~ PlJSTAC<A
[I] P.M. Anderson, A.A rouad © 1977 ' l'ower S; .;tem Kontrol and stability" The Iowa
State university Press
(2) Stevenson, W .D., dan ldris,K., 1990, Analisis Sistem T'.!na~a l.istrik, pp. 349-351, Edangga.
Jakarta.
[3] Kundur P, 1994. "Power System Stability and C<'ntrol", McGraw-Hill,
(4) Padiyu, K.R., 1996, Power System f)ynamis S:abi';ty and Control, piJ. 191 - 268, John
Wiley & Sons , Singapore.
[5] Katsuhiko Ogata, 1994, Designing Li'liar Control Systems With matluo" Prentice hall, ltd.
(6). Pot1onen, Liisa. 2005. A Method Jo." The l'robabilistic Se.-;urity Analysis of
Transmission Grid. Doctoral Dissertation, He L;inki University 0 fTechnology.
(7] Hartoyo,Perbaikan Keand;tlan (N- 1) Sist<.:m Tenaga Listrik, 2008, PLN Jawa
Tengah Dan DIY, Artikel
[8). Ojiteng Marsudi, 2005 " Pembangkil Energi /istrik" Penerbit Erlangga, Jakarta
Top Related