PENENTUAN LOKASI DAN PARAMETER UNIFIED POWER FLOW CONTROLLER (UPFC) MENGGUNAKAN ALGORITMA GENETIKA UNTUK MENINGKATKAN KEAMANAN SISTEM TENAGA LISTRIK PADA JARINGAN TRANSMISI LAMPUNG

ABSTRAK

PENENTUAN LOKASI DAN PARAMETER UNIFIED POWER FLOW CONTROLLER (UPFC) MENGGUNAKAN ALGORITMA GENETIKA UNTUK MENINGKATKAN KEAMANAN SISTEM TENAGA LISTRIK

PADA JARINGAN TRANSMISI LAMPUNG

Oleh

JIMMY ALEXANDER B

Stabilitas sistem tenaga listrik adalah permasalahan yang penting di dalam operasi sistem tenaga listrik. Flexible Alternating Current Transmission System (FACTS) digunakan untuk mencapai stabilitas tegangan pada saat sistem jaringan listrik yang sedang mengalami kontingensi tunggal dan penambahan beban.

Analisis aliran daya pada penelitian ini menggunakan metode Newton-Raphson. Parameter Unified Power Flow controller (UPFC), dimodelkan kedalam persamaan aliran daya untuk menentukan injeksi daya dalam bentuk tegangan dan sudut daya. Metode Algoritma Genetika (AG) digunakan untuk mencari lokasi dan parameter tegangan optimal UPFC. Simulasi AG menggunakan perangkat lunak MATLAB. Pengujian dilakukan pada saluran transmisi 24 bus Lampung.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa pemasangan UPFC dengan menggunakan AG untuk menentukan lokasi dan parameter yang optimal pada kondisi terburuk (terjadi pelanggaran tegangan pada 8 bus) mampu mengeliminasi pelanggaran tegangan. Dengan nilai perbaikan profil tegangan paling besar sebesar 19.14 %. Kondisi ini dicapai pada penempatan UPFC antara New Tarahan dan Sebalang dengan parameter

= 0.1142 p.u dan = 0.8765 p.u.

ABSTRACT

DETERMINATION OF LOCATION AND PARAMETERS SETTING OF UNIFIED POWER FLOW CONTROLLER (UPFC) USING GENETIC

ALGORITHM

TO INCREASE POWER SYSTEM SECURITY IN LAMPUNG TRANSMISSION SYSTEM

By

JIMMY ALEXANDER B

Power system stability is the main aspect of all kinds of power system operation. Flexible Alternating Current Transmission System (FACTS) devices are used to achieve voltage stability when the power system experiences a single contingency and sudden load increase.

The load flow analysis in this research is carried out with Newton-Raphson method. The parameters of Unified Power Flow controller (UPFC), are modelled into power flow equation and thus it is used to determine the power injection in terms of voltage and power angle. The genetic algorithm (GA) method is used for identifying the optimal location and parameter setting of UPFC. The proposed GA methods are simulated using MATLAB. These procedures are applied for the chosen power system network of 24 bus Lampung.

Results show that the installation UPFC using method GA for determination of optimal installation and setting parameter under the worst conditions (there are voltage violation on eight bus) able to eliminate voltage violation. With the biggest value of the voltage profile improvement is 19.14 %. This condition obtained optimal installation location is between New Tarahan and Sebalang with setting parameter and is 0.1142 p.u and 0.8765 p.u respectively.

PENENTUAN LOKASI DAN PARAMETER

UNIFIED POWER

FLOW CONTROLLER

(UPFC)

MENGGUNAKAN

ALGORITMA GENETIKA UNTUK MENINGKATKAN

KEAMANAN SISTEM TENAGA LISTRIK PADA JARINGAN

TRANSMISI LAMPUNG

Oleh

JIMMY ALEXANDER B

Skripsi

Sebagai Salah Satu Syarat untuk Mencapai Gelar

SARJANA TEKNIK

Pada

Program Teknik Elektro

Fakultas Teknik Universitas Lampung

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS LAMPUNG

RIWAYAT HIDUP

Penulis lahir di Kabanjahe, Kabupaten Karo, pada tanggal 25 Agustus 1989. Penulis lahir dari pasangan Matius Barus dan Kencana Br. Brahmana.

Penulis memasuki dunia pendidikan Sekolah Dasar (SD) di SD Xaverius 01 Kabanjahe, lulus pada Tahun 2003, Sekolah Lanjut Tingkat Pertama (SLTP) di SLTP Maria Gorretti Kabanjahe, lulus pada tahun 2006, dan Sekolah Menengah Atas (SMA) di SMA PGRI 4 Bogor dan lulus pada tahun 2009.

Tahun 2009, penulis terdaftar sebagai mahasiswa Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Lampung melalui jalur SNMPTN (Seleksi Nasional Masuk Perguruan Tinggi Negeri). Selama menjadi mahasiswa, penulis aktif di lembaga kemahasiswaan internal maupun eksternal yang ada di Universitas lampung, yaitu sebagai Pengurus Ikatan Mahaiswa Karo (IMKA) dan anggota devisi pendidikan jurusan Teknik Elektro pada tahun 2009-2010. Pada tahun 2012, Penulis melaksanakan Kerja Praktik (KP) di PT. Indonesian Power, Cileg n Mengangkat judul “Pemeliharaan Chlorination Plant Pada Unit 5 – 7

Aku persembahkan karya kecil dan sederhana ini

untuk orang-orang yang selalu senantiasa

mendukung dan peduli terhadapku. Aku akan

selalu menginggat semua kebaikan itu dan akan

ʾ

Siagengen radu mbiring, sikuningen

SANWACANA

Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan semesta alam atas segala karunia, berkat, serta karunia yang diberikan, sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi tugas akhir yang berjudul “Penentuan Lokasi Dan Parameter Unified Power Flow Controller (UPFC) Menggunakan Algoritma Genetika untuk Meningkatkan Keamanan Sistem Tenaga Listrik Pada Jaringan Transmisi Lampung”

Skripsi ini disusun sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik pada jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Lampung. Dalam penyelesaian tugas akhir ini tidak lepas oleh dukungan dan bantuan dari banyak pihak. Pada kesempatan ini, penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada:

1. Bapak Prof. Suharno, M.Sc., Ph.D. selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Lampung.

2. Bapak Agus Trisanto, Ph.D. selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro Universitas Lampung juga sebagai Penguji, terima kasih untuk kritik dan sarannya.

3. Bapak Muhamad Komarudin,S.T.,M.T. selaku Pembimbing Akademik (PA), terima kasih atas bimbingan dan perhatiannya.

5. Bapak Dr. Eng. Lukmanul Hakim, S.T., M.Sc. selaku dosen Pembimbing Pendamping yang telah memberikan bimbingan, saran, motivasi, kritik, dan ilmu yang berguna dalam proses penyelesaian skripsi ini.

6. Bapak Zebua, S.T., M.T. selaku dosen penguji yang telah banyak memperikan masukan serta saran yang sangat berguna selama seminar usul, seminar hasil dan seminar komprehensif.

7. Seluruh dosen Teknik Elektro Universitas Lampung yang telah memberikan masukan, dorongan dan ilmu yang sangat berarti bagi penulis.

8. Ayah yang mencari Nafkah dan ibu yang telah melahirkanku.

9. Semua bibi-bibiku yang selama ini berusaha membuatku bisa seperti ini. 10. Bapak Sopian Sitepu dan keluarga atas bantuan yang sangat besar yang saya

peroleh dari awal memulai sampai menyelesaikan kuliah di Jurusan Teknik Elektro.

11. Bapak Prof. Cipta Ginting dan Keluarga yang menerima saya sebagai bagian keluarganya.

12. Sahabat – sahabatku di laboratorium terpadu teknik elektro: Rendy Oktavianus, Arif Wicaksono, Agung Tri Ilhami, Trisno Handoko, Yustinus Sinaga, Rifqi Annora, Binsar Daniel T, Hendy Setiawan, Brando Sinaga, dan Brillian Unggul (Ateng) terima kasih atas semua canda tawa, dukungan dan masa – masa sulit yang pernah kita lewati bersama.

14. Rekan – rekan Teknik Elektro angkatan 2009 yang tidak dapat disebutkan satu per satu, terima kasih atas kebersamaan yang kita miliki beberapa tahun ini, terima kasih telah memberikan banyak warna dalam masa studi ini. 15. Penghuni Asrama Imanuel, Bang Sopyan, Bahrudin, Darma, Hengki, Ari,

Deni, Ari, Sam, terima kasih atas canda tawanya.

16. Penghuni Asrama Selmon, Rio Krismas, Rio Suranta, Eko Sinulingga, Daniel Pranata Purba, Leni Olandari , Yuanita, Robert, terima kasih untuk canda tawanya.

17. Teman-teman KKN di Way Bungur, Lampung Timur, atas persahabatannya yang masih terjalin sampai saat ini.

18. Teman-teman dari organisasi Ikatan Mahasiswa Karo (IMKA), atas pengalaman yang sangat berharga selama masih aktif di kegiatan-kegiatannya.

19. Teman-teman dari Permata GBKP Bandar Lampung terima kasih atas canda tawa dan waktu yang berharga.

20. Semua pihak yang telah membantu serta mendukung penulis dari awal kuliah hingga terselesaikannya skripsi ini.

Penulis menyadari bahwa skripsi ini jauh dari kesempurnaan. Penulis menerima kritik dan saran yang membangun dari semua pihak untuk. Semoga skripsi ini dapat berguna dan bermanfaat bagi kita semua.

Bandar lampung, 4 Januari 2016

DAFTAR ISI

Halaman

DAFTAR GAMBAR ... xv

DAFTAR TABEL ... xvii

I. PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ... 1

1.2 Tujuan Penelitian ... 3

1.3 Manfaat Penelitian ... 4

1.4 Rumusan Masalah ... 4

1.5 Batasan Masalah ... 5

1.6 Hipotesis ... 5

1.7 Sistematika Penulisan ... 6

II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Stabilitas Sistem Tenaga ... 7

2.2 Stabilitas Tegangan ... 8

2.2.1 Stabilitas Tegangan Gangguan Besar ... 9

2.2.2 Stabilitas Tegangan Gangguan Kecil ... 10

xiii

2.4 Unified Power Flow Controller (UPFC) ... 15

2.5 Algoritma Genetika (AG) ... 20

2.5.1 Inisialisasi ... 22

2.5.2 Evaluasi ... 23

2.5.3 Seleksi ... 23

2.5.4 Reproduksi ... 24

2.6Kajian Pustaka ... 26

III. METODE PENELITIAN 3.1Waktu Dan Tempat Penelitian ... 28

3.2Alat dan Bahan ... 28

3.3Tahap-Tahap dalam Pembuatan Tugas Akhir ... 29

3.4Simulasi dan Pemodelan Mencari Lokasi dan Parameter UPFC Optimal ... 30

3.4.1 Fungsi Fitness AG ... 31

3.4.2 Pemodelan Aliran Daya UPFC ... 34

3.4.3 Problem Constraint (Batasan Permasalahan) ... 36

3.4.4 Ranking Performance Index ... 38

3.4.5 Algoritma genetika (AG) ... 38

3.5Diagram Alir Penelitian ... 40

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Sistem Kelistrikan Lampung ... 41

xiv

4.3Hasil Simulasi dan Pembahasan ... 45 4.3.1 Kondisi Penambahan Beban ... 47 4.3.2 Kondisi Kontingensi Tunggal ... 53

V. KESIMPULAN DAN SARAN

5.1Kesimpulan ... 62 5.2Saran ... 63

DAFTAR TABEL

Tabel Halaman

4.1. Data Saluran Transmisi Wilayah Lampung ... 42

4.2. Rugi-Rugi Saluran Pada Saat Operasi Sebelum Pemasangan UPFC ... 43

4.3. Profil Tegangan Bus Pada Saat Operasi Normal Sebelum Pemasangan UPFC ... 45

4.4. Penambahan Beban 110 % Pada Operasi Normal ... 48

4.5. Penambahan Beban 120 % Pada Operasi Normal ... 49

4.6. Penambahan Beban 130 % Pada Operasi Normal ... 51

4.7. Penambahan Beban 140 % Pada Operasi Normal ... 52

4.8. Rangking dari Severitas Kontingensi ... 54

4.9. Putus Saluran Antara 6 dan 10 ... 54

4.10. Putus Saluran Antara 1 dan 2 ... 56

4.11. Putus Saluran Antara 9 dan10 ... 57

4.12. Putus Saluran Antara 6 dan 9 ... 59

DAFTAR GAMBAR

Gambar Halaman

2.1. Klasifikasi Stabilitas Sistem Tenaga Listrik` ... 8

2.2. Wilayah Pemasangan FACTS ... 14

2.3. Skematik UPFC ... 15

2.4. Rangkaian Ekuivalen UPFC ... 16

2.5. Siklus Algoritma Genetika oleh David Goldberg ... 21

2.6. Siklus Algoritma genetika yang diperbarui oleh Michalewicz ... 22

2.7. Pindah Silang Satu Titik ... 24

2.8. Pindah Silang Dua Titik ... 25

2.9. Pindah Silang Seragam ... 25

2.10. Mutasi Dalam Algoritma Genetika ... 26

3.1. Rangkaian Ekuivalen UPFC ... 34

3.2. Diagram Alir Aliran Daya Newton Raphson Penambahan UPFC ... 36

3.3. Kromosom pada AG ... 39

3.4. Diagram Alir Penelitian ... 40

4.1. Hasil Optimasi Menggunakan Algoritma Genetika ... 46

xvi

Bus Beban ... 50

4.4. Grafik Penambahan Beban Sebesar 130 % Setiap Bus Beban ... 51

4.5. Grafik Penambahan Beban Sebesar 140 % Setiap Bus Beban ... 53

4.6. Grafik Putus Saluran Diantara Bus 6 dan 10 ... 55

4.7. Grafik Putus Saluran Diantara Bus 1 dan 2 ... 56

4.8. Grafik Putus Saluran Diantara Bus 9 dan 10 ... 58

4.9. Grafik Putus Saluran Diantara Bus 6 dan 9 ... 59

I.

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Pertumbuhan industrialisasi dan pemukiman penduduk mengakibatkan peningkatan akan kebutuhan energi listrik. Hal ini menyebabkan cepatnya pertumbuhan sistem tenaga listrik. Gangguan tenaga listrik (power disruptions) dan gangguan tenaga listrik individu (individual power outage) adalah masalah utama yang dapat mempengaruhi keadaan ekonomi suatu daerah. Pertumbuhan sistem tenaga listrik yang cepat, mengakibatkan sistem transmisi dipaksa beroperasi pada batas stabilitasnya dan pada saat yang bersamaan saluran transmisi mencapai batas termalnya karena meningkatnya daya yang harus dikirim. Jika pertukaran daya ini tidak di kontrol, beberapa saluran tertentu mengalami kelebihan beban. Masalah utama yang dihadapi dalam pembangkit energi listrik dalam menentukan kesesuaian antara jumlah permintaan dan pembangkitan adalah [1]:

a. Transmisi dan distribusi menyalurkan permintaan energi listrik tanpa melebihi batas termal.

2

tegangan (voltage instability) dan pemadaman total (blackouts) mengakibatkan rugi-rugi yang besar.

Batasan-batasan ini mempengaruhi kualitas dari daya yang terkirim. Namun, batasan-batasan ini dapat ditekan dengan meningkatkan kontrol energi listrik tersebut [1].

Penggunaan devais Flexible Alternating Current Transmission System (FACTS) secara efektif dapat meningkatkan stabilitas tegangan, stabilitas steady state dan transien pada kondisi sistem tenaga listrik yang tertekan (stress). Jaringan sistem tenaga listrik dapat dimodifikasi untuk meningkatkan stabilitas dengan penambahan devais FACTS pada lokasi yang tepat.

Devais FACTS dapat menggontrol daya aktif dan reaktif sekaligus magnitudo tegangan secara bersamaan, karena fleksibilitas dan karakteristik pengontrolannya yang cepat. Devais FACTS sebagian besar digunakan dalam sistem tenaga listrik untuk meningkatkan kapabilitas saluran transmisi, meningkatkan stabilitas statik dan dinamik dan mengurangi rugi-rugi saluran transmisi. Devais FACTS juga mempunyai kemampuan untuk mengontrol parameter dan variabel saluran transmisi, seperti impedansi saluran, tegangan terminal dan sudut tegangan dengan cepat dan efektif.

Devais FACTS terdiri dari Static Var Compensator (SVC), Static Synchronous Compensator (STATCOM), Thyristor Controlled Series Capacitor (TCSC),

Thyristor Controlled Phase Shifter (TCPS), Static Synchronous Series

Compensator (SSSC) dan Unified Power Flow Controller (UPFC). UPFC

3

sebuah tegangan bus pada nilai yang diinginkan selama terjadi variasi tegangan pada bus. UPFC dapat menghasilkan atau menyerap daya reaktif dengan mengatur sudut penyalaan (firing angle). Permasalahan utama dalam pengontrolan FACTS adalah mengindentifikasi lokasi dan jumlah tegangan dan sudut yang akan diinjeksikan. Dengan mempertimbangkan permasalahan yang disebutkan diatas maka digunakan metode algoritma stokastik (stochastic algorithm).

Terdapat beberapa metode algoritma stokastik seperti Algoritma Genetika (AG), Differential Evolution, Tabu Search, Simulated Annealing, Ant Colony

Optimization, Particle Swarm Optimization and Bees Algorithm. Metode stokastik

yang digunakan di dalam penelitian ini adalah AG.

1.2. Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini adalah sebagai berikut:

a. Mengetahui pengaruh pemasangan UPFC pada keamanan sistem tenaga listrik khususnya dalam meningkatkan stabilitas tegangan.

b. Mengetahui penggunaan AG dalam proses mencari letak dan parameter UPFC.

c. Membandingkan dan menganalisis pengaruh sebelum dan sesudah pemasangan UPFC.

4

1.3. Manfaat Penelitian

Manfaat dari penelitian ini adalah:

a. Memberikan informasi tentang fungsi kerja UPFC dan penggunaannya pada sistem transmisi 150 KV.

b. Mengetahui lokasi dan parameter pemasangan UPFC menggunakan AG dalam memperbaiki profil tegangan tiap-tiap bus, dan meningkatkan kapasitas kemampuan pembebanan tiap saluran pada sistem tenaga listrik. c. Megetahui mekanisme dan tahapan dalam pencarian lokasi dan parameter

UPFC optimal pada AG.

1.4. Rumusan Masalah

Berdasarkan pemaparan latar belakang di atas, dirumuskan beberapa masalah yang berhubungan dengan dengan penelitian ini, antara lain:

a. Bagaimana pengaruh penggunaan AG dalam mencari lokasi dan parameter yang optimal UPFC?

b. Bagaimana pengaruh pemasangan UPFC pada saat operasi normal dan kontingensi terhadap keamanan sistem tenaga listrik?

c. Bagaimana pengaruh kontingensi dan penambahan beban seragam pada jaringan transmisi?

5

1.5. Batasan Masalah

Untuk tidak meluasnya pembahasan masalah pada penelitian ini dibatasi oleh asumsi sebagai berikut:

a. Peralatan kontrol yang digunakan adalah UPFC.

b. Program simulasi menggunakan program Matlab R2013b.

c. Sistem yang ditinjau adalah sistem jaringan transmisi 150 KV Lampung. d. Jumlah UPFC yang dipasang pada jaringan transmisi Lampung dibatasi

dengan jumlah 1 unit.

e. Program optimasi untuk mencari lokasi dan parameter yang optimal menggunakan AG.

1.6. Hipotesis

Peningkatan kompleksitas jaringan listrik membutuhkan performansi tinggi sistem pengontrol aliran daya agar dapat memenuhi kebutuhan aliran daya yang diinginkan dan untuk meningkatkan stabilitas statis dan dinamis. Salah satu kontrol aliran daya yang paling efisien untuk memenuhi kebutuhan ini adalah UPFC. UPFC menggunakan konverter komutasi sendiri (self-commutated converters). Kelayakan ekonomi (economical viability) pengontrol ini dapat

6

1.7. Sistematika Penulisan

Penulisan skripsi ini disusun dengan pembagian masing-masing bagian per-bab. Sistematika penulisan skripsi ini adalah:

BAB I PENDAHULUAN

Bab ini menguraikan latar belakang, tujuan penelitian, manfaat penelitian, rumusan masalah, batasan masalah, hipotesis dan sistematika penulisan.

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Bab ini menjelaskan garis besar tentang teori dasar yang digunakan dan yang berhubungan dengan penelitian yang dilakukan, yaitu: keamanan sistem tenaga listrik, FACTS, UPFC dan AG.

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

Bab ini menjelaskan metode yang dilakukan dalam penelitian, waktu dan tempat pelaksanaan penelitian, alat dan bahan, langkah-langkah dalam menyelesaikan penelitian ini perancangan simulasi AG serta pemodelan UPFC.

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

Bab ini memaparkan hasil dari simulasi AG dan pembahasan data-data yang diperoleh dari hasil simulasi tersebut.

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

II. TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Stabilitas Sistem Tenaga

8

Gambar 2.1. Klasifikasi Stabilitas Sistem Tenaga Listrik [2]

2.2. Stabilitas Tegangan

Stabilitas tegangan merupakan kemampuan sistem tenaga listrik untuk mempertahankan tegangan steady state pada setiap bus dalam sistem setelah mengalami gangguan dari sebuah kondisi awal operasi. Kondisi sistem berada pada wilayah instabilitas ketika terjadi gangguan atau peningkatan kebutuhan beban. Stabilitas tegangan tergantung pada kemampuan sistem untuk mempertahankan atau mengembalikan kesetimbangan diantara permintaan dan pasokan beban dari sistem tenaga listrik [3].

9

sistem tenaga listrik untuk menyalurkan beban pada saat terjadinya gangguan. Gangguan dapat bersifat besar dan kecil di alam. Semua peralatan dalam sistem tenaga listrik sebenarnya dirancang sedemikian rupa sehingga peralatan tersebut dapat dengan sendirinya terputus dengan jaringan listrik. Alasan dari pemutusan ini secara umum dibagi menjadi dua kategori [4]:

a. Gangguan Terencana (Scheduled outages)

Biasanya untuk melakukan perawatan dan penggantian peralatan dan seperti namanya, waktu pemutusan dijadwalkan oleh operator untuk mengurangi pengaruhnya kepada keandalan sistem.

b. Gangguan Paksa (Forced outages)

Terjadi secara acak dan mungkin disebabkan oleh kegagalan internal komponen atau pengaruh dari luar seperti sambaran petir dan badai.

Stabilitas tegangan dapat diklasifikasikan kedalam beberapa subkategori sebagai berikut [3]:

2.2.1. Stabilitas Tegangan Gangguan Besar

10

tegangan gangguan besar bersifat mendadak, yakni gangguan yang menghasilkan kejutan tegangan tiba-tiba pada tegangan bus. Gangguan besar ini harus secepatnya dihilangkan, jika tidak dihilangkan, maka gangguan tersebut dapat mempengaruhi kestabilan sistem.

2.2.2. Stabilitas Tegangan Gangguan Kecil

Stabilitas tegangan (sinyal kecil) gangguan kecil berkaitan dengan kemampuan sebuah sistem untuk mengontrol tegangan setelah terjadi gangguan kecil, berupa perubahan beban pada sisi beban atau pembangkit secara acak, pelan dan bertingkat. Jatuh (trip) yang dialami oleh jaringan tenaga listrik dianggap sebagai gangguan kecil jika pengaruhnya terhadap aliran daya sebelum gangguan pada aliran itu tidak signifikan. Stabilitas tegangan (sinyal kecil) gangguan kecil merupakan satu dari elemen sistem dinamik yang dapat dianalisis menggunakan persamaan linear (analisis sinyal kecil).

2.3. Flexible AC Transmission System (FACTS)

11

mengacu pada sistem tenaga listrik moderen berdasarkan keseluruhan kemampuannya. Devais FACTS adalah kunci untuk menghasilkan energi listrik yang bersahabat secara ekonomi dan terhadap lingkungan di masa mendatang.

FACTS adalah sebuah pengontrol berbasis elektronika daya dan peralatan statis lain yang menyediakan kontrol satu atau lebih parameter saluran transmisi, meningkatkan controllability dan peningkatan kapabilitas penyaluran energi listrik.

Pengontrol FACTS digunakan untuk kontrol tegangan dinamik, impedansi dan sudut fasa dari saluran transmisi tegangan tinggi. Secara umum pengontrol FACTS dapat dibagi menjadi empat kategori [5]:

a. Pengontrol seri

Pengontrol seri merupakan impedansi variabel, seperti kapasitor, reactor, Atau elektronika daya yang berbasis sumber variabel dari frekuensi utama dan frekuensi harmonik untuk menyediakan kebutuhan yang diinginkan. Pengontrol seri menginjeksikan tegangan secara seri kepada saluran. Sepanjang tegangan sefasa kuadratur dengan arus saluran, pengontrol seri hanya menyerap variabel daya reaktif. Pengontrol seri seperti Thyristor Controlled Series Capacitor (TCSC), Controlled Phase Angle Regulators

(TCPAR) dan Static Synchronous Series Compensator (SSSC) sekarang telah secara luas digunakan.

b. Pengontrol Shunt

12

menginjeksikan arus kedalam sistem pada titik dimana pengontrol shunt tersebut dihubungkan. Sepanjang arus yang diinjeksi sefasa kuadratur dengan tegangan, pengontrol shunt menyalurkan variabel daya reaktif. Pengontrol shunt seperti Static Var Compensator (SVC) dan Static Synchronous Compensator (STATCOM) adalah contoh dari jenis ini.

c. Pengontrol kombinasi seri-seri

Pengontrol kombinasi seri-seri merupakan kombinasi kontroler seri terpisah, yang dikontrol secara terkordinasi, dalam multi saluran sistem transmisi atau sebagai sebuah pengontrol terpadu dimana pengontrol seri menyediakan kompensasi daya reaktif seri bagi masing-masing saluran tetapi juga mengirim daya nyata diantara saluran melalui saluran DC. Kemampuan transfer daya nyata dari pengontrol seri-seri terpadu, mengacu pada Interline Power Flow Controller (IPFC), memungkinkan untuk menyeimbangkan

aliran daya nyata dan reaktif dalam saluran dan memaksimalkan pengunaan sistem jaringan transmisi.

d. Pengontrol kombinasi seri-shunt

13

akan terdapat pertukaran daya nyata diantara pengontrol seri dan shunt melalui saluran DC yang menghubungkan keduanya.

Masing-masing kategori mempunyai jenis devais FACTS berbeda dan digunakan pada kondisi tertentu. Pemilihan devais yang tepat penting karena pemilihan tersebut bergantung pada tujuan yang ingin dicapai.

14

Gambar 2.2. Wilayah Pemasangan FACTS [6]

FACTS digunakan di dalam saluran transmisi dengan tujuan utama untuk mengoperasikan saluran transmisi sampai batas termalnya. Tanpa FACTS, saluran masih tetap menyalurkan banyak energi listrik tetapi dengan persentasi daya reaktif yang besar. Daya reaktif adalah permasalahan utama yang tidak memungkinkan aliran daya aktif meningkat. Semakin besar daya reaktif di dalam saluran lebih sedikit daya aktif dapat mengalir melalui saluran karena jumlah daya reaktif yang besar juga mengalir mengurangi efisiensi saluran karena meningkatnya temperatur dan hanya sedikit porsi daya aktif yang dapat disalurkan.

15

2.4. Unified Power Flow Controller (UPFC)

UPFC adalah salah satu pengontrol FACTS yang menjanjikan untuk meregulasi tegangan dan aliran daya dalam jaringan transmisi. Model steady state UPFC mengandung dua sumber tegangan ekuivalen, masing-masing mempunyai magnitudo dan sudut fasa yang dapat dikontrol terhubung seri melalui impedansi transformer. Sumber tegangan ini mewakili cabang (branch) shunt dan seri UPFC. Model aliran daya UPFC memiliki dua buah Voltage Source Converter (VSC), satu terhubung shunt dan yang lainnya terhubung seri. Konverter masing-masing mempunyai kapasitor DC, yang terhubung secara pararel seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.3. Ketika switch 1 dan 2 terbuka, konverter adalah STATCOM dan SSSC, yang mengatur arus injeksi daya reaktif dan tegangan di kedua cabang shunt dan seri saluran transmisi. Pada saat switch 1 dan 2 ditutup, memungkinkan kedua konverter menyalurkan daya nyata diantara kedua konverter. Konverter terhubung seri dapat menyerap atau menghasilkan daya aktif [7].

16

Seperti yang dijelaskan sebelumnya untuk tujuan analisis frekuensi dasar steady-state rangkaian ekuivalen UPFC terdiri dari dua kordinat VSC. Seperti sebuah rangkaian ekuivalen yang ditunjukkan pada gambar 2.4. VSC mewakili komponen dasar deret Fourier dari switched voltage waveforms (bentuk gelombang tegangan beralih) pada terminal konverter AC.

Gambar 2.4. Rangkaian Ekuivalen UPFC [6] Sumber tegangan UPFC adalah:

(2.1) (2.2) Dimana dan adalah magnitudo yang dapat diatur ( ) dan sudut fasa ( ) dari sumber tegangan pada konverter shunt. Magnitudo dan sudut fasa sumber tegangan pada konverter seri dikontrol

17

Sudut fasa dari tegangan injeksi seri menentukan modus kontrol aliran daya. Jika sefasa dengan sudut tegangan nodal , UPFC meregulasi tegangan terminal. Jika

sekwadratur dengan , UPFC mengontrol aliran daya aktif, bertingkah seperti phasa shifter. Jika sekwadratur dengan sudut arus saluran maka UPFC mengontrol aliran daya aktif, bertingkah seperti regulator tegangan, kompensator variabel seri, dan phase shifter. Magnitudo dari injeksi tegangan seri menentukan jumlah aliran daya yang akan dikontrol.

Berdasarkan pada rangkaian ekuivalen seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.4 dan Persamaan (2.1) dan (2.2), persamaan daya aktif dan reaktif adalah,

Pada bus k

(2.3)

(2.4) Pada bus m

(2.5)

18

Konverter Seri

(2.7)

(2.8) Konverter Shunt

(2.9) Dengan mengasumsikan tidak ada rugi-rugi pada konverter, daya aktif yang disalurkan ke konverter, sama dengan daya aktif yang diperlukan oleh konverter seri, maka,

(2.10)

Selanjutnya, jika transformer kopling diasumsikan tidak memeliki resistansi maka daya aktif pada bus k sama seperti daya aktif pada bus m. maka,

(2.11)

19

Dimana adalah selisih daya (power mismatch) diberikan pada persamaan (2.10) Jika kontrol tegangan pada bus k dimatikan, kolum ketiga dari persamaan (2.11) diganti oleh turunan parsial dari bus dan selisih daya UPFC berkaitan dengan tegangan magnitudo . Selain itu, kenaikan tegangan magnitudo dari sumber shunt,

⁄ diganti oleh kenaikan tegangan magnitudo pada bus k, ⁄

20

Pada kasus ini, dipertahankan pada sebuah nilai tetap dalam batas-batas tertentu,

bentuk jakobian dalam persamaan (2.12) dan (2.13)

diberikan pada lampiran C, subbab C5.

2.5. Algoritma Genetika (AG)

21

AG merupakan teknik search stochastic yang berdasarkan mekanisme seleksi alam dan genetika natural. Teknik pencarian dilakukan sekaligus atas sejumlah solusi yang mungkin dikenal dengan istilah populasi. Setiap individu di dalam populasi disebut kromosom, yang merepresentasikan suatu penyelesaian terhadap masalah yang ditangani. Sebuah kromosom terdiri dari sebuah string yang berisi berbagai simbol, dan biasanya, tetapi tidak mutlak, string tersebut berupa sederetan bit-bit biner “ ” dan “1” Sebuah kr m s m tumbuh atau berkembang biak melalui berbagai iterasi

yang berulang-ulang, dan disebut sebagai generasi. Pada setiap generasi, berbagai kromosom yang dihasilkan akan dievaluasi menggunakan suatu pengukuran fitness. Nilai fitness dari suatu kromosom akan menunjukkan kualitas dari kromosom dalam populasi tersebut. Generasi berikutnya dikenal dengan istilah anak (offspring) terbentuk dari gabungan dua kromosom generasi sekarang yang bertindak sebagai induk (parent) dengan menggunakan operator penyilangan (crossover). Siklus dari algoritma genetika pertama kali diperkenalkan oleh David Goldberg, dimana gambaran siklus tersebut dapat dilihat pada gambar 2.5.

Populasi

22

Siklus ini kemudian diperbaiki oleh beberapa ilmuwan yang mengembangkan algoritma genetika, yaitu Zbigniew Michalewicz dengan menambahkan operator elitism dan membalik proses seleksi setelah proses reproduksi. Gambar 2.6 merupakan siklus algoritma genetika yang diperbarui oleh Zbigniew Michalewicz.

Populasi Awal

Evaluasi Fitness

Seleksi Individu Reproduksi:

Cross-Over dan Mutasi

Populasi

Baru Elitism

Gambar 2.6. Siklus Algoritma genetika yang diperbarui oleh Michalewicz Dalam siklus perkembangan AG mencari solusi (kromosom) „terbaik‟ terdapat beberapa proses sebagai berikut:

2.5.1 Inisialisasi

23

2.5.2 Evaluasi

Evaluasi digunakan untuk menghitung kebugaran (fitness) setiap kromosom. Semakin besar fitness maka semakin baik kromosom tersebut untuk dijadikan calon solusi. Karena sebuah kromosom selalu memiliki nilai fitness dan beberapa properti lain, maka dalam pembahasan berikutnya seringkali digunakan istilah „individu‟ al ini

bisa dianalogikan dengan seorang manusia sebagai individu. Dia memiliki tubuh beserta susunan gen pembentuknya (kromosom), nama, umur, alamat dan properti lainnya.

2.5.3 Seleksi

Dalam AG, Seleksi merupakan proses pemilihan individu terbaik untuk menjadi calon orang tua yang akan dilakukan proses selanjutnya. Proses pemilihan tersebut biasanya dipilih berdasarkan probabilitas dari individu yang terbaik dalam populasi. Individu yang terbaik ditentukan berdasarkan nilai fitness masing-masing dari tiap-tiap individu. Selama beberapa tahun yang lalu, banyak metode seleksi yang telah digunakan, diuji, dan dibandingkan. Jenis metode antara lain [9]:

a. Roullete wheel b. ( + )

c. Tournament d. Steady-state

24

2.5.4 Reproduksi

Reproduksi dilakukan untuk menghasilkan keturunan dari individu-individu yang ada di populasi. Himpunan keturunan ini ditempatkan dalam penampungan anak (offspring). Dua operator genetika yang digunakan dalam proses ini antara lain:

a. Pindah Silang (Cross-Over)

Proses ini dilakukan dengan cara mengambil masing-masing bagian string bit dari induk dan induk lainnya dan mengkombinasikan kedua bagian tersebut untuk menghasilkan anak. Ada tiga jenis pindah silang: pindah silang satu titik, pindah silang dua titik dan pindah silang seragam.

Pindah silang satu titik seperti yang diilustrasikan dalam gambar 2.7. String bit kedua induk (parent) dipotong pada pada titik yang sama. Jadi, anak dapat dihasilkan dengan mengambil masing-masing bagian dari induk. Perhatikan bahwa bagian yang tidak berpindah. Pemilihan titik potong dipilih secara independen dan acak. Satu parameter string bit mungkin dikodekan lebih dari satu bit, dan pengkodean dipotong menjadi dua bagian selama proses pindah silang, maka menghasilkan nilai baru yang berbeda dari induk.

Parent 1

Parent 2

Child

1 0 1 0 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 1

1 0 1 0 1 1 0 0 1

0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 0 1 1

0 1 1 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 1

25

Pindah silang dua titik (gambar 2.8) berbeda dengan versi sebelumnya dalam pindah silang dua titik dipotong dan menghasilkan tiga bagian mengabungkanya agar menghasilkan anak.

Parent 1

Parent 2

Child

1 0 1 0 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 1

1 0 1 0 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 0 1 1

Gambar 2.8. Pindah Silang Dua titik [10]

Pindah silang seragam diperlihatkan seperti gambar 2.9. Disini, untuk masing-masing bit, dipilih secara acak bit ditiru dari induk satu atau dua.

Parent 1

Parent 2

Child

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

0 1 1 0 1 1 0 1 1 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Gambar 2.9. Pindah Silang Seragam [10]

b. Mutasi

26

Jika dalam proses pemilihan kromosom-kromosom cenderung terus pada kromosom yang memiliki fitness yang tinggi saja, konvergensi prematur akan sangat mudah terjadi [8]. Gambar 2.10 memperlihatkan siklus mutasi di dalam AG.

1 0 1 0 0 1 0 1 0 1 Parent

Child

1 1 0 1

1 0 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1

Gambar 2.10. Mutasi Dalam Algoritma Genetika [10]

2.6. Kajian Pustaka

Manu K dan Kusumadevi G.H. (2014) menawarkan pendekatan penempatan Thyristor Controlled Series Capacitor (TCSC) dan Static Var Compensator (SVC)

dengan menghitung cabang mana yang paling peka terhadap kontigensi tunggal. Setelah menempatkan devais FACTS tersebut, pengaturan optimal devais FACTS, biaya pemasangan diperoleh dengan menggunakan permasalahan optimisasi. permasalahan optimisasi nonliniear diselesaikan dengan menggunakan metode Algoritma Genetika (AG).

27

digunakan untuk menghitung jumlah dari tegangan dan sudut yang akan diinjeksikan. Jumlah rugi-rugi daya pada saat beroperasi normal, setelah terjadi kenaikan beban dan setelah pemasangan UPFC dibandingkan.

R. Medeswaran dan N. Kamaraj (2014) menawarkan penggunaan metode algoritma pencarian stokastik seperti Algoritma Genetika (AG) dan Particle Swarm Optimazation (PSO). Nilai Contingency Severity Index (CSI) dihitung untuk setiap

saluranya. Contingency Severity Index (CSI) digunakan untuk merangking saluran yang paling terpengaruh selama terjadi kontingensi tunggal. Setelah daftar rangking diperoleh, metode algoritma pencarian stokastik digunakan untuk mencari lokasi dan pengaturan terbaik FACTS. Tujuan menggunakan metode ini adalah untuk mengeleminasi dan mengurangi kelebihan muatan pada saluran. Komponen FACTS yang digunakan adalah Thyristor Controlled Series Capacitor (TCSC) dan Unified Power Flow Controller (UPFC). Saluran yang ditinjau pada penelitian ini adalah

III.

METODE PENELITIAN

3.1. Waktu dan Tempat Penelitian

Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Terpadu Jurusan Teknik Elektro, Universitas Lampung dimulai pada bulan Januari 2015 sampai dengan bulan Desember 2015.

3.2. Alat dan Bahan

Alat-alat bantu yang digunakan dalam penelitian antara lain:

a. Laptop Compaq Presario CQ40, intel CoreTM u b. Perangkat lunak (Software) MATLAB R2013b

Bahan-bahan yang dibutuhkan dalam penelitian ini adalah data berupa data- data dalam perhitungan aliran daya pada saluran transmisi Lampung. Data-data yang dibutuhkan ini antara lain:

a. Diagram satu garis saluran (single line diagram) sistem tenaga listrik Provinsi Lampung.

b. Data saluran transmisi 150 KV (resistansi, reaktansi, suseptansi dan batas termal) dan Data bus (KV) (magnitudo tegangan)

29

3.3. Tahap-Tahap dalam Pembuatan Tugas Akhir

Dalam pengerjaan penelitian ini akan dilalui beberapa tahapan berikut:

a. Studi Pustaka

Dalam studi pustaka dilakukan pencarian informasi (buku dan internet) mengenai segala sesuatu yang berkaitan dengan Unified Power Flow Controller (UPFC), Flexible AC Transmission System (FACTS),

Algoritma Genetika (AG) berkaitan dengan peningkatan kestabilan tegangan sistem tenaga listrik, pada saat sistem tenaga listrik mengalami kontingensi tunggal dan penambahan beban.

b. Pengumpulan data

Pada tahap ini dimaksudkan untuk mengambil data yang nantinya akan diolah dan dianalisis dengan algoritma genetika. Adapun data yang digunakan meliputi Data sistem tenaga listrik provinsi Lampung 150 kV berupa resistansi (R), reaktansi (X), suseptansi (B) jaringan transmisi, data transformer berupa data beban (MVA dan MVAR), data tap transformer, Data masing-masing pembangkitan berupa data Magnitudo Tegangan (V), daya yang dibangkitkan (MVA dan MVAR), dan batasan pembangkitan (constraint generator).

c. Pengolahan Data

30

digunakan untuk mencari lokasi dan parameter UPFC yan optimal dengan menggunakan metode AG.

d. Metode yang digunakan

Metode yang digunakan dalam mencari lokasi dan parameter UPFC pada jaringan transmisi energi listrik wilayah Lampung menggunakan metode AG, dengan proses simulasinya menggunakan bantuan software Matlab 2013b.

e. Analisis dan Simpulan

Setelah proses simulasi selesai, langkah selanjutnya adalah mengumpulkan dan menganalisis data-data yang diperoleh dari simulasi yang telah dibuat. Proses analisis data dari hasil simulasi ini dilakukan agar dapat diketahui mengenai manfaat dari pemasangan UPFC pada sistem tenaga listrik yang sedang mengalami kontingensi tunggal dan penambahan untuk kemudian dapat diambil kesimpulan dan saran.

f. Penulisan Laporan

Dalam tahap ini dilakukan penulisan laporan hasil dari penelitian secara lengkap mencakup tinjauan pustaka hingga proses simulasi yang dilakukan dan analisis serta kesimpulan dan saran.

3.4. Simulasi dan Pemodelan Mencari Lokasi dan Parameter UPFC Optimal

Senario pemasangan UPFC di dalam jaringan transmisi adalah sebagai berikut: a. Operasi normal dengan konfigurasi normal.

31

c. Analisis kontingensi dengan elemen yang mengalami kegagalan

Pada masing-masing tahap, pemasangan UPFC dengan lokasi dan parameter yang optimal, dapat dicapai sesuai dengan prosedur sebagai berikut:

3.4.1. Fungsi Fitness AG

Penelitian ini bertujuan untuk menemukan posisi penempatan dan pengaturan parameter optimal pada UPFC dalam jaringan transmisi untuk mengeliminasi kelebihan beban yang terjadi pada saluran dan pelanggaran tegangan (voltage violation) bus. Persamaan fungsi fitness dapat didiskripsikan sebagai berikut:

Min Fitness (3.1)

Terdiri dari:

(3.2)

(3.3) Dimana:

: fungsi fitness yang akan dioptimasi.

: kelompok dari e quality constraint daya aktif dan reaktif sesuai dengan neraca keseimbangan (balance equation).

: kelompok dari inequality constraint seperti batas rentang parameter UPFC seperti batas rentang pembangkitan daya aktif dan reaktif, batas rentang tegangan bus, dan batas rentang sudut fasa.

32

: kelompok dari variabel yang dapat di optimasi seperti posisi UPFC dan parameter UPFC.

Fungsi fitness bergantung pada beberapa performance index antara lain:

a. Optimasi pada saat terjadi pelanggaran tegangan

∑ (3.4) : magnitudo tegangan pada bus i

: tegangan nominal pada bus i

: pembobotan (weight) dihitung untuk memiliki nilai

indek tertentu untuk menutupi perbedaan persentasi berbagai tegangan, juga digunakan untuk mengatur kemiringan (slope) logaritma.

: k efisien bilangan bulat bervariasi antara 1 3 …

: jumlah bus dalam sistem.

b. Optimasi pada saat terjadi kelebihan beban pada saluran

33

Dimana:

: fungsi kelebihan beban saluran (Over Loaded Line function).

: daya volt-ampere pada saluran i.

: rating daya volt-ampere pada saluran i.

: pembobotan (weights ) dan ditentukan agar mempunyai

indek nilai tertentu untuk berbagai persentasi dari pembebanan saluran, pada saat bersamaan ini digunakan untuk mengatur kemiringan (slope) logaritma.

: k efisien bilangan bulat bervariasi antara 1 3 …

: Jumlah saluran transmisi.

c. Optimasi pada saat terjadi kelebihan beban dan pelanggaran tegangan:

∑

∑ (3.8) Seperti yang ditunjukkan pada persamaan (3.5) dan (3.7) dan

{

(

)

{ ₍

)

34

3.4.2. Pemodelan Aliran Daya UPFC

Gambar 3.1 memperlihatkan Rangkaian ekuivalen UPFC tersusun dari dua buah Voltage Source Converter (VSC) yang berkordinasi bersama secara serempak

untuk bertindak sesuai dengan modus performansi yang dibutuhkan.

Gambar 3.1. Rangkaian Ekuivalen UPFC [6]

(3.9) (3.10) Dimana:

: magnitude tegangan shunt VSC. : nilai dari sudut shunt VSC.

: magnitude tegangan seri VSC. : nilai sudut seri VSC.

35

(3.11)

(3.12) (3.13) (3.14) Dimana:

dan : magnitude tegangan pada bus k dan m.

dan : nilai sudut pad bus k dan m. dan : daya aktif dan reaktif VSC seri.

dan : daya aktif san reaktif VSC shunt.

, , , : elemen konduktansi bus k, m dan saluran diantara bus.

, , , : elemen suseptansi bus k, m dan saluran diantara bus.

, , , : suseptansi dan konduktansi shunt dan seri SVC.

36

Gambar 3.2. Diagram Alir Aliran Daya Newton-Raphson dengan Penambahan UPFC [12]

3.4.3. Problem Constraint (Batasan Permasalahan)

37

(3.15)

(3.16)

Persamaan aliran daya aktif dan daya reaktif untuk penambahan VSC terhubung seri dan pararel untuk devais UPFC, seperti yang ditunjukkan pada persamaan (3.11) sampai (3.14).

b. Inequality Constraints

Batas-batas Daya Pembangkitan:

(3.17) (3.18) Batas-batas tegangan Bus:

_(3.19) Batas-batas Sudut Fasa:

_(3.20) Batas-batas Parameter UPFC:

(3.21)

Batas-batas Daya Saluran

38

3.4.4. Ranking Performance Index

Untuk pemasangan UPFC, lokasi dan pengaturan parameter ( , ) dapat dioptimalkan dengan menggunakan AG yang akan dijelaskan selanjutnya. Seperti yang disebutkan sebelumnya, pemasangan UPFC dengan lokasi dan pengaturan parameter yang optimal akan menghilangkan atau paling tidak mengurangi kelebihan beban pada saluran transmisi dan pelanggaran tegangan bus.

UPFC dapat digunakan pada saat sistem tenaga listrik beroperasi normal maupun pada saat terjadi kondisi kontigensi. Proses ranking adalah menghitung jumlah single kontingensi saluran yang terjadi pada jaringan transmisi.

a. Ќ(LOLN) merupakan Indek yang mendiskripsikan jumlah kelebihan beban pada pada saat terjadi kontigensi tunggal saluran.

b. Г(VBVN) merupakan Indek yang mengindikasikan jumlah pelanggaran

tegangan pada bus.

Kemudian merangking berdasarkan severitas kontingensi saluran, dengan kata lain, berdasarkan:

c. Performance Index Я = Ќ(LOLN) + Г(VBVN).

Seperti nanti yang akan ditunjukkan pada hasil dan pembahasan, Performance Index Я bernilai nol jika pada pada sistem tenaga listrik tidak terdapat baik itu saluran transmisi yang kelebihan beban maupun pelanggaran tegangan.

3.4.5. Algoritma Genetika (AG)

39

UPFC mempunyai dua kategori parameter, yaitu lokasi penempatan UPFC dan parameter pengaturan dan , sebagai parameter koherensi model untuk UPFC. Kromosom yang digunakan di dalam AG ditunjukkan pada Gambar 3.3.

Fungsi

Objektif …. Lokasi UPFC VcR VvR

Gambar 3.3. Kromosom pada AG

a. Kromoson pertama adalah posisi lokasi devais dalam sistem tenaga listrik. Kelompok ini mendefinisikan letak dari UPFC pada saluran transmisi. b. Kromosom kedua adalah nilai dari dari VSC yang terhubung seri.

Batas-batas ditentukan secara acak menurut wilayah kerja diantara 0.001 sampai 0.3 p.u.

c. Kromosom ketiga adalah nilai dari dari VSC yang terhubung shunt. Batas-batas ditentukan secara acak menurut wilayah kerja diantara 0.8 sampai 1.2 p.u.

Ada tiga jenis parameter yang mengerakkan sebuah AG: mutation rate, population rate dan ukuran populasi. AG adalah sebuah prosedur pencarian yang

dapat digunakan untuk permasalahan optimasi nonlinear dengan batasan-batasan (constraint).

40

3.5. Diagram Alir Penelitian

Diagram alir pada penelitian ini dapat dilihat pada Gambar 3.4 sebagai berikut

Mulai

Studi Literatur

Pengumpulan Data

Hitung Aliran Daya Konvensional Saat Kondisi Pelangaran Tegangan Dan

Penambahan Beban

Pasang UPFC

Selesai Apakah Ada pelangaran Tegangan

Pada Bus?

Rangking Performance Index

Cari lokasi dan parameter optimal UPFC menggunakan AG Tidak Iya

Print Output

V.

KESIMPULAN DAN SARAN

5. 1. Kesimpulan

Dari hasil penelitian dapat diambil beberapa kesimpulan antara lain:

a. Hasil simulasi penempatan UPFC dengan menggunakan metode AG diperoleh lokasi optimal berada di antara saluran New Tarahan dan Sebalang.

b. Injeksi tegangan seri dan shunt yang bervariasi tergantung pada kondisi sistem, mampu mengeliminasi bahkan mengurangi pelanggaran tegangan pada sistem tenaga listrik.

c. Simulasi menggunakan Multi objektif AG, dapat meningkatkan kestabilan sistem tenaga listrik dengan memperbaiki pelanggaran tegangan tanpa mengakibatkan saluran melebihi batas termalnya.

d. Pada kondisi terburuk, yaitu pada saat rangking severitas kontingensi pertama (putus saluran diantara kotabumi dan tegineneng) terdapat pelanggaran tegangan di delapan bus.

e. Kompensasi profil tegangan paling besar terjadi pada saat rangking severitas kontingensi pertama (putus saluran diantara kotabumi dan tegineneng), yaitu sebesar sebesar 19.14 %.

63

5. 2. Saran

Dari hasil penelitian dan simulasi yang telah dilakukan maka disarankan:

a. Penggunaan metode-metode lain Algoritma Genetika (AG) untuk mencari lokasi optimal UPFC seperti Expert System (ES), Artificial Neural Network (ANN), Tabu Search Optimization (TSO), Ant Colony Optimization (ACO), pendekatan Simulated Annealing (SA), Particle Swarm Optimization (PSO), Bees Algorithm (BA) dan pendekatan

berdasarkan Fuzzy Logic.

b. Pengontrol FACTS mempunyai kelebihan dan kekurangannya masing-masing. Oleh karena itu, untuk memperoleh pengontrol FACTS yang tepat untuk sistem tenaga listrik, maka diperlukan penggunaan pengontrol aliran daya selain Unified Power Flow Controller (UPFC) antara lain: Static Var Compensator (SVC), Thyristor Controlled Series Capacitor (TCSC),

Thyristor Controlled Phase Angle Regulators (TCPAR), Synchronous

Series Compensator (SSSC), Static Synchronous Compensator (STATCOM), Interline Power Flow Controller (IPFC).

DAFTAR PUSTAKA

[1] Manu K. PG Student, Kusumadevi G. H. “Optimal Location of Multi Type

FACTS Devices for Single Contingency Using Genetic Algorithm”,

Acharya Institute of Technology, Juli 2014.

[2] A, Satheesh, “Voltage stability analysis of facts controlled power system using certain intelligent techniques”. Fakulty Of Electrical Engineering. Anna University. Oktober 2014.

[3] Kundur, P.. “Power System Stability and Control”. New York : McGraw-Hill. 1994.

[4] Allen J. Wood, Bruce F. Wollenberg, Gerald B. Sheblé. “Power Generation Operation and Control”. New York: John Wiley & Sons, 2014.

[5] Narain G. Hingorani, Laszlo Gyugyi “Understanding FACTS: concepts and

technology of flexible And transmission systems” New York: John

Wiley & Sons,1999.

[7] Ahmed Mohamed Othman. “Enhancing the Performance of Flexible AC

Transmission Systems (FACTS) by Computational Intelligence”,

Aalto University, September 2011.

[8] Melanie Mitchell. “Genetic Algorithms: An Overview”. Santa Fe Institute, 1995.

[9] Mitsuo Gen, Runwei Cheng. “Genetic Algorithms and Engineering

Optimazation”. New York: John Wiley & Sons, 2000.

[10] Andrey Popov Hamburg. “Genetic Algorithms for Optimization-Application