ABSTRACT
Visualizations Unbalanced Three-Phase Power Flow in Kangkung Feeder PT. PLN (Persero) Distribution of Lampung Based on GIS
(Geographic Information System)
By: Trisno Handoko
It is of importance to provide information from the results of the results of the power flow studies for state assessment of large-scale power systems and analyze the information. This can be achieved by visualizing power flow results graphically. Visualizations are used to evaluate the performance of power systems and analyze load conditions intuitively and quickly.
This paper presents the benefits of visualizations to evaluate the performance of the power systems, especially in three-phase unbalanced by using GIS (Geographic Information System) technology. By integrating into GIS, representation of spatial aspects can be embedded into one-line diagram approach. This is implemented in Python Scripting Language in this worlds.
The goal of this paper is the application of power system modeling softwares that provides GIS-based power flow information in the form of open software packages. One-line diagram approach integrated spatial aspects in these packages are one of the parameters of the success of this paper.
ABSTRAK
Visualisasi Aliran Daya Tiga Fasa Tak Seimbang Pada Penyulang Kangkung PT. PLN (PERSERO) Distribusi Lampung Berbasis GIS
(Geographic Information System)
Oleh: Trisno Handoko
Dalam upaya menyediakan informasi dari hasil studi aliran daya untuk menilai keadaan sistem tenaga skala besar dan menganalisis sejumlah informasi tersebut, hal ini menjadi prioritas utama. Salah satu upaya penyediaan informasi ini yakni dengan menggunakan visualisasi aliran daya. Visualisasi ini digunakan untuk mengevaluasi kinerja sistem tenaga serta menganalisis kondisi pembebanan secara intuitif dan cepat.
Pada tugas akhir ini visualisasi ditujukan untuk mengevaluasi kinerja sistem tenaga khususnya pada tiga fasa tak seimbang dengan memanfaatkan teknologi GIS (Geographis Information System). Dengan mengintegrasikan GIS, bentuk representasi spasial dapat dipadukan dengan pendekatan one-line diagram. Hal ini diimplementasikan dalam bentuk program dengan penulisan Bahasa Pemprograman Python.
Hasil dari tugas akhir ini adalah penerapan model perangkat lunak sistem tenaga yang menyediakan informasi aliran daya berbasis GIS dalam bentuk paket perangkat lunak terbuka. Pendekatan one-line diagram yang diintegrasikan aspek spasial pada paket tersebut menjadi parameter keberhasilan tugas akhir ini.
DISUALISASI ALIRAN DAYA TIGA FASA TAK SEIMBANG
PADA PENYULANG KANGKUNG PT.PLN (PERSERO)
DISTRIBUSI LAMPUNG BERBASIS GIS (
GEOGRAPHIC
INFORMATION SYSTEM
)
Oleh
TRISNO HANDOKO
Skripsi
Sebagai Salah Satu Syarat untuk Mencapai Gelar SARJANA TEKNIK
Pada
Jurusan Teknik Elektro
Fakultas Teknik Universitas Lampung
FAKULTAS TEKNIK
UNIDERSITAS LAMPUNG
RIWAYAT HIDUP
Trisno Handoko, anak sulung dari tiga bersaudara yang
dilahirkan di Bangunrejo, Lampung Tengah pada tanggal 09
Agustus 1991 dari pasangan Bapak Daryanto dan Ibu Siti
Komariyah.
Penulis menyelesaikan pendidikan prasekolah di TK. Darma Wanita Bumi
Dipasena (BD) Makmur Lampung Utara (1996-1997), SDN Bumi Dipasena (BD)
Makmur Tulang Bawang (1997-2003), kemudian berlanjut SMPN 3 Rawajitu
Selatan Tulang Bawang (2003-2006), dan SMAN 2 Menggala Tulang Bawang
(2006-2009).
Pada tahun 2009 penulis terdaftar sebagai mahasiswa jurusan Teknik Elektro
Fakultas Teknik Universitas Lampung melalui jalur Penelusuran Kemampuan
Akademik dan Bakat (PKAB) dan Penerima Beasiswa Outreach (PBO) serta menamatkan program studi Strata Satu pada bulan Juli 2014.
Selama kuliah penulis aktif di Himpunan Mahasiswa Teknik Elektro Universitas
Lampung (HIMATRO) sebagai anggota serta aktif pada Forum Silaturrahim dan
Studi Islam Fakultas Teknik Universitas Lampung (FOSSI FT Unila) dan menjadi
Pengalaman akademik penulis diantaranya melakukan Kerja Praktek di PT.
Pembangkit Jawa Bali (PJB) Muara Karang, Jakarta Utara pada bagian operasi
Atas ridho Allah SWT
Dengan rasa hormat, cinta dan sayangku
Aku dedikasikan karya sederhana ini untuk Bapak dan Mamak-ku:
Daryanto & Siti Komariyah
Terima kasih atas cinta, kasih sayang, doa dan segalanya
Dan juga guru-guruku selama ini tak lelah pada muridmu yang bodoh ini
Serta
Almamater Tercinta
SANWACANA
Alhamdulillahirobbil’alamin, segala puji bagi Allah SWT atas limpahan nikmat kesehatan, kesempatan, rahmat serta hidayah-Nya sehingga penulis dapat
menyelesaikan tugas akhir ini. Sholawat serta salam senantiasa tercurah kepada
Nabi Muhammad SAW sang penutup para Nabi dan Rasul, kepada keluarga,
sahabat, dan pengikutnya yang setia sampai akhir zaman.
Tugas Akhir dengan judul “Visualisasi Aliran Daya Tiga Fasa Tak Seimbang
Pada Penyulang Kangkung PT. PLN (PERSERO) Distribusi Lampung Berbasis
GIS (Geographic Information System)” sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik pada Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik
Universitas Lampung.
Dalam kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih yang tulus dan
sebesar-besarnya kepada:
1. Bapak Prof. Dr. Ir. Sugeng P. Harianto, M.S. selaku Rektor Universitas
2. Bapak Prof. Suharno, M.Sc. Ph.D selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas
5. Bapak Dr. Eng. Lukmanul Hakim, S.T., M.Sc., sebagai Pembimbing Utama
yang dengan sabar telah banyak memberikan bantuan, pengetahuan, pelajaran
dan sumbangsih saran dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.
6. Bapak Herri Gusmedi, S.T., M.T., sebagai Pembimbing Pendamping, dengan
sabar memberikan ilmu dan pengetahuan baru, nasehat yang sangat berarti
serta bantuan dan doanya.
7. Bapak Ir. Noer Soedjarwanto, M.T., sebagai Penguji Utama yang telah
memberikan saran dan kritiknya dalam penyusunan Tugas Akhir ini.
8. Bapak Dr. Eng. Helmy Fitriawan, S.T., M.Sc., sebagai Pembimbing
Akademik penulis.
9. Seluruh Dosen Teknik Elektro, terima kasih atas ilmu pengetahuan yang telah
diberikan kepada penulis dan juga kepada jajaran staf administrasi Jurusan
Teknik Elektro yang telah banyak membantu dalam penyelesaian penulisan
skripsi ini.
10. Guru-guruku selama ini baik di masa sekolah dan lingkunganku berada, guru
mengajiku yang telah berpulang sisi-Nya, mudah-mudahan amal perbuatan
beliau diterima disisi-Nya dan juga para tutor atau kakak-kakak yang
11. Adik-adikku tercinta “Dewi dan Renaldi” sehingga penulis bisa belajar
menjadi kakak yang lebih sabar dan lebih dewasa. Maaf Aa’ jarang pulang.
12. Teman satu perjuangan dalam menyelesaikan tugas akhir ini, M. Wahidi
(beta), tempat sharing ilmu serta canda dikesunyian lab.
13. Sahabat-sahabatku satu angkatan muda Helmi Aziz, Anwar K.N., Nurhadi S.,
mudah-mudahan Allah memberi jalan yang terbaik untuk kalian.
14. Teman-teman seperjuangan lab bawah, Annora, Binsar, Dedi, Hadi, Jimmy,
Jumanto, Luqvi, Mbeu, Rani, Robert, Udin, Unggul, Albet, Widi. Semoga
kalian sukses.
15. Tak lupa rival abadiku M. Jazuli Mustofa, embrace your dreams. Tempat berbagi mimpi serta tukar pikiran. Go sorbonne jul.
16. Teman-teman seangkatanku elektro 2009, teman-teman elektro serta teman–
teman fakultas teknik.
17. Semua pihak yang telah membantu serta mendukung penulis yang tak
tersebutkan diatas.
Akhir kata, Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari kesempurnaan,
akan tetapi sedikit harapan semoga skripsi ini dapat berguna dan bermanfaat bagi
kita semua.
Bandar Lampung, 19 Agustus 2014
Penulis
i
G. Sistematika Penulisan ... 6
II. TINJAUAN PUSTAKA... 7
A. Sistem Tenaga Listrik ... 7
B. Studi Aliran Daya ... 8
C. Persamaan Aliran Daya ... 10
D. Sistem Tiga Fasa Tak Seimbang ... 13
E. Pemodelan Perangkat Lunak Sistem Tenaga ... 15
F. Scripting Power System ... 17
G. Teknik Visualisasi Berbasis GIS (Geographic Information System) ... 20
H. Perangkat Lunak Pendukung... 24
ii
2. PostgreSQL ... 25
III. METODE PENELITIAN ... 26
A. Waktu dan Tempat ... 26
B. Alat dan Bahan ... 27
C. Prosedur Kerja ... 27
1. Studi Literatur... 27
2. Studi Bimbingan ... 27
3. Pengambilan Data ... 28
4. Pengembangan Perangkat Lunak Visualisasi Load Flow Berbasis GIS ... 28
D. Diagram Alir Penelitian ... 33
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ... 34
A. Sistem Tiga Fasa Tak Seimbang di Penyulang Kangkung Distribusi ... 34
B. Model Perangkat Lunak Sistem Tenaga ... 36
C. Pengembangan Perangkat Lunak Visualisasi Load Flow Berbasis GIS ... 43
D. Hasil Simulasi ... 51
V. KESIMPULAN DAN SARAN ... 58
A. Kesimpulan ... 58
B. Saran ... 59 DAFTAR PUSTAKA
iii
✄ ☎ ✆✝AR TABEL
Tabel Halaman
1. Representasi magnitude tegangan dengan penggunaan gambar kotak yang
✞✟✠TAR LAMPIRAN
iv
✡AFTAR GAMBAR
Gambar Halaman
Gambar 1 Bus pada Sistem Tenaga... 11
Gambar 2 Prosedur Pengembangan Software Simulasi ... 16
Gambar 3 Pendekatan studi sistem fisik berdasarkan close software package ... 18
Gambar 4 Pendekatan sistem fisik berdasarkan open software... 19
Gambar 5 Objek aplikasi GIS ... 23
Gambar 6 Antarmuka antara program load flow dan database GIS ... 23
Gambar 7 Salah satu aplikasi Basemap. ... 25
Gambar 8 Model Waterfall ... 29
Gambar 9 Desain sistem perangkat lunak ... 30
Gambar 10 Diagram Alir Penelitian... 33
Gambar 11 Tampilan Toolkit PostgreSQL ... 37
Gambar 12 Desain database pada perangkat lunak sistem tenaga 3 fasa ... 38
Gambar 13 Tampilan Qlandkarte ketika memuat data garmin. ... 39
Gambar 14 Struktur OOP dalam proses inisialisasi data ... 41
Gambar 15 Salah satu contoh GUI dari PyGTK+Matplotlib+Basemap ... 44
Gambar 16 Toolkit untuk berinteraksi di antarmuka map ... 45
Gambar 17 Panning fault pada perangkat lunak ... 46
Gambar 18 Checkbutton untuk fasa abc ... 47
Gambar 19 Informasi yang terkandung pada annotation-box ... 48
Gambar 20 Informasi secara tekstural pada widget toolkits ... 48
Gambar 21 Representasi saluran dalam bentuk garis ... 49
Gambar 22 Representasi tegangan pada elemen grafis ... 50
Gambar 23 Contoh penggunaan kotak dengan variasi level warna ... 51
Gambar 24 Memulai program ... 52
Gambar 25 Pilih start analysis ... 52
Gambar 26 Memiliki jenis analysis yang akan dipakai ... 53
Gambar 27 Tampilan dari visualisasi aliran daya tiga fasa ... 53
Gambar 28 Melakukan zoom pada map ... 54
v
Gambar 30 Melakukan panning pada map ... 55
Gambar 31 Tes pada check button fasa A ... 55
Gambar 32 Tes pada check button fasa B ... 56
Gambar 33 Tes pada check button fasa C ... 56
I. PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Untuk meningkatkan kinerja dalam optimalisasi serta keandalan pada sistem tenaga
listrik dibutuhkan beberapa perlakuan. Perlakuan tersebut meliputi perencanaan
sistem tenaga, pengoperasian, exchange of power antara peralatan-peralatan, serta
economic scheduling yang baik. Sebelum kebutuhan-kebutuhan tersebut
dilaksanakan, pertama kali yang perlu dilakukan adalah studi aliran daya. Hasil dari
studi ini akan digunakan untuk studi-studi lainnya seperti transient stability serta
studi kontingensi.
Studi aliran daya menyediakan informasi berupa aliran daya, tegangan sistem serta
informasi lainnya. Informasi tersebut diusung baik itu berupa computer-aided
program, maupun perangkat lunak sistem tenaga lainnya yang ditampilkan dengan
antarmuka grafis maupun non-grafis.
Ketika operator dihadapkan untuk menilai keadaan sistem tenaga skala besar dan
menganalisis sejumlah besar informasi yang didalamnya berisi ribuan bus, maka
2
sehingga operator dapat menilai keadaan sistem secara intuitif dan cepat. Hal tersebut
berlaku ketika mencoba khususnya melakukan studi aliran daya yang dimana
informasi yang disajikan digunakan untuk mengevaluasi kinerja sistem tenaga dan
menganalisis kondisi pembebanan. Sehingga diperlukan penerapan teknik visualisasi
pada sistem tenaga untuk membantu dalam tugas-tugas tersebut.
Sehingga pada penelitian tugas akhir ini peneliti mencoba menyajikan informasi dari
studi aliran daya. Khususnya analisis aliran daya tiga fasa tak seimbang pada sistem
distribusi menggunakan metode Newton Rhapson yang divisualisasikan. Bentuk
visualisasi diadaptasikan dengan teknologi Geographic Information System (GIS).
Geographic Information System (GIS) menggunakan perangkat antarmuka Graphic
User Interface (GUI) berbasis PyGTK serta Matplotlib-Basemap. Dengan adanya
visualisasi ini akan memberikan kemudahan bagi operator sistem tenaga untuk
memantau serta mengevaluasi sistem tenaga. Dimana implementasi selanjutnya
digunakan pada penyajian informasi pembebanan sistem dan perencanaan operasi
dalam bentuk grafis dan bersifat geografis dalam ruang lingkup operasi sistem tenaga
listrik.
B. Tujuan
Tujuan dari penelitian tugas akhir ini adalah:
1. Merancang dan membangun perangkat lunak yang dapat menampilkan
3
seimbang menggunakan antarmuka berbasis PyGTK dan
Matplotlib-Basemap.
2. Untuk mengetahui hasil kalkulasi aliran daya dalam bentuk tegangan, daya,
dan informasi lainnya di sistem tiga fasa tak seimbang pada khususnya di
Penyulang Kangkung PT. PLN Distribusi Lampung.
3. Memvisualisasikan hasil simulasi aliran daya dengan memanfaatkan teknologi
Geographic Information System (GIS) untuk mempermudah pengguna
memahami kondisi sistem.
4. Mengembangkan perangkat lunak untuk studi aliran daya serta
memvisualisasikannya ke dalam bentuk Geographic Information System
(GIS) maupun bentuk lainnya yang lebih efisien.
C. Perumusan Masalah
Berdasarkan dari latar belakang diatas maka peneliti merumuskan permasalahannya
sebagai berikut:
1. Bagaimana membangun sistem visualisasi dari simulasi aliran daya tiga fasa
tak seimbang dengan mengintegrasikan antara data spasial berupa data posisi
dan koordinat dengan data non-spasial/atribut berupa teks atau angka sesuai
dengan karakteristik objeknya.
2. Bagaimana menampilkan data berupa hasil simulasi aliran daya ke dalam
bentuk elemen grafis dua dimensi serta informasi tekstual atau numerik yang
4
3. Bagaimana menyelaraskan data output hasil simulasi aliran daya ke dalam
inputan data spasial serta data non-spasial yang nantinya digunakan untuk
visualisasi aliran daya.
D. Batasan Masalah
Dalam tugas akhir ini peneliti tidak membahas semua masalah yang ditemukan, tetapi
peneliti akan membatasi permasalahan sebagai berikut:
1. Penelitian ini tidak menganalisa secara mendalam mengenai perhitungan serta
pemprograman pada analisa aliran daya sistem tiga fasa dengan metode
Newton Raphson melainkan output hasil perhitungan dan simulasinya.
2. Simulasi aliran daya yang divisualisasikan sebatas pada sistem distribusi dan
trafo distribusi pada sistem dianggap beban.
3. Penelitian ini sebatas bagaimana cara perancangan perangkat lunak dengan
memvisualisasikan simulasi aliran daya dengan bahasa pemprograman Python
beserta library-nya yang hasilnya dapat berjalan dalam lingkup interpreter
Python dan belum bersifat aplikasi siap pakai (executable).
4. Perangkat lunak yang digunakan untuk mengolah sekumpulan informasi data
output (hasil simulasi aliran daya) dan input (digunakan untuk visualisasi)
yang berbentuk database adalah PostgreSQL.
5. Sistem operasi yang mendukung visualisasi simulasi aliran daya untuk
5
E. Manfaat Penelitian
Manfaat dari penelitian tugas akhir ini adalah:
1. Memberikan referensi informasi terkait dalam perancangan perangkat lunak
khususnya teknik visualisasi pada hasil simulasi aliran daya tiga fasa tak
seimbang.
2. Mempermudah dalam mempelajari studi aliran daya terutama jika ditampilkan
secara visual mengenai informasi terkait tentang aliran daya pada sistem
tenaga.
3. Dapat dikembangkan serta dimodifikasi kembali perangkat lunak baik sisi
teknik visualisasinya serta algoritma aliran dayanya. Hal ini dikarenakan sifat
simulasi aliran daya pada penelitian ini hanya melingkupi sistem distribusi
saja. Sehingga setting koneksi bus, efek kapasitansi, tap changing pada trafo
serta optimasi perancangan masih dalam keterbatasan.
4. Dapat digunakan sebagai sarana edukasi pada studi aliran daya.
F. Hipotesis
Visualisasi dari simulasi aliran daya sistem tiga fasa tak seimbang berbasis GIS di
Penyulang Kangkung PT. PLN Distribusi Lampung ini dapat digunakan untuk
menampilkan informasi aliran daya. Hal ini untuk memudahkan user mengevaluasi
serta mengambil kesimpulan secara kualitatif dari bentuk elemen grafis yang lebih
mudah dan lebih cepat dibandingkan melihat deretan angka pada tabel dalam kondisi
6
G. Sistematika Penulisan
Penulisan laporan penelitian tugas akhir ini terbagi dalam lima bab dengan
sistematika sebagai berikut:
BAB I. PENDAHULUAN
Bab ini berisi tentang latar belakang dan masalah, tujuan serta manfaat penelitian,
perumusan dan batasan masalah, hipotesis, dan sistematika penulisan.
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA
Bab ini berisi teori-teori pendukung yang digunakan dalam penulisan laporan
penelitian tugas akhir ini.
BAB III. METODOLOGI PENELITIAN
Bab ini berisi tentang waktu dan tempat pelaksanaan penelitian tugas akhir, alat dan
bahan yang digunakan untuk penyelesaian penelitian, serta metode termasuk diagram
II. TINJAUAN PUSTAKA
A. Sistem Tenaga Listrik
Proses penyaluran tenaga listrik terdiri dari tiga komponen utama yaitu pembangkit,
penghantar (saluran transmisi/distribusi), dan beban. Pada sistem transmisi berfungsi
untuk mentransfer energi listrik dari unit-unit pembangkit di berbagai lokasi ke
sistem distribusi yang pada akhirnya menyuplai beban1. Listrik sistem tiga fasa
merupakan metode umum yang digunakan pada pembangkitan tenaga listrik arus
bolak-balik, transmisi, dan distribusi 2.
Dalam sistem tenaga tiga fasa, tegangan yang dihasilkan adalah sinusoidal dan sama
besarnya, dengan masing-masing fasa 120°. Namun resultan tegangan sistem tenaga
pada ujung distribusi dan titik pemanfaatan menjadi tidak seimbang karena beberapa
alasan. Sifat ketidakseimbangan termasuk ketidaksamaan besaran tegangan pada
sistem fundamental frekuensi (under-voltage dan over-voltage), fundamental deviasi
sudut fasa, dan ketidaksamaan tingkat dari distorsi harmonik antar fasa. Penyebab
1 Marsudi, Djiteng, Operasi Sistem Tenaga Listrik (Jakarta: Balai Penerbit, 1990), hal.1.
8
utamanya dari ketidakseimbangan tegangan adalah distribusi tidak merata dari beban
satu fasa yang dapat terus berubah di sistem tiga fasa 3.
Sistem distribusi biasanya dipecah menjadi tiga komponen: gardu distribusi
(substation), distribusi primer, dan distribusi sekunder. Pada tingkat gardu, tegangan
direduksi dan daya didistribusikan ke dalam jumlah yang lebih kecil ke pelanggan.
Akibatnya satu gardu akan menyediakan daya ke banyak pelanggan. Dengan
demikian jumlah jalur transmisi di dalam sistem distribusi lebih banyak dibandingkan
dari sistem transmisi. Selain itu sebagian pelanggan terhubung pada salah satu dari
ketiga fasa di sistem distribusi. Sehingga aliran daya untuk setiap jalur (fasa) berbeda
dan sistem biasanya menjadi ‘tak seimbang’. Karakteristik in i perlu diperhitungkan
dalam studi aliran beban yang berhubungan dengan jaringan distribusi 4.
B. Studi Aliran Daya
Analisis aliran daya merupakan dasar untuk mempelajari sistem tenaga bahkan
bentuk aliran daya merupakan inti dari analisis aliran daya. Studi aliran daya sangat
berharga untuk berbagai alasan. Sebagai contoh analisis aliran daya memainkan peran
kunci dalam perencanaan penambahan atau ekspansi pada transmisi dan fasilitas
pembangkit. Solusi dari aliran daya sering menjadi titik awal untuk banyak jenis
analisa sistem tenaga. Sebagai tambahan, analisa aliran daya dan banyak
3 Terjemahan dari von Jouanne A., Banerjee B.B., “Assessment of Voltage Unbalance”, dalam IEEE Trans. Power Delivery, No. 4, Oktober 2001 (IEEE, 2001), vol. 16, hal. 782-790.
4 Cugnet, Pierre, “Chapter 2: Power Distribution Systems”,
9
perluasannya merupakan unsur penting dari studi yang dilakukan dalam operasi
sistem tenaga listrik5.
Secara umum tujuan dari analisis aliran daya adalah dimaksudkan untuk
mendapatkan:
1. Besar dan sudut tegangan masing-masing bus sehingga bisa diketahui tingkat
pemenuhan batas-batas operasi yang diperbolehkan.
2. Besar arus dan daya yang dialirkan lewat jaringan interkoneksi, sehingga bisa
diidentifikasi tingkat pembebanannya6.
Kompleksitas untuk memperoleh bentuk solusi dari aliran daya pada sistem tenaga
timbul karena adanya perbedaan jenis data tertentu untuk tiap jenis bus. Meskipun
formulasi persamaan yang cukup untuk mencocokkan jumlah dari variabel keadaan
yang tidak diketahui itu tidak sulit seperti telah kita lihat, solusi bentuk tertutup cukup
tidak praktis.
Solusi digital dari masalah aliran daya mengikuti proses berulang-ulang dengan
menetapkan nilai yang telah diperkirakan untuk bus tegangan yang tidak diketahui
dan dengan menghitung nilai baru untuk setiap bus tegangan dari nilai perkiraan di
bus lainnya serta daya aktif (P) dan daya reaktif (Q) yang ditentukan. Set nilai
tegangan baru di setiap bus yang diperoleh digunakan untuk menghitung masih di
satu set bus tegangan. Setiap perhitungan satu set baru tegangan disebut iterasi.
5 Grigsby, L.L., The Electronic Power Engineering Handbook: Power Systems 3 Ed (Florida : CRC Press, 2012).
10
Proses iterasi diulang sampai ada perubahan di tiap bus kurang dari nilai minimum
(mismatch) yang ditentukan 7.
Studi aliran daya, atau umumnya dikenal sebagai aliran beban, merupakan bentuk
bagian terpenting dari analisis sistem tenaga. Dalam menyelesaikan masalah aliran
daya, ada empat kuantitas yang terkait dengan setiap bus yakni magnitude tegangan
|V|, sudut fasa δ , daya aktif P, dan daya reaktif Q. Pada sistem bus umumnya
diklasifikasikan menjadi tiga jenis:
1. Slack Bus
Bus yang dikenal sebagai swing bus merupakan bus yang diambil sebagai
referensi dimana magnitude (|V|) dan sudut fasa (δ) dari tegangan diketahui.
Bus ini memberikan perbedaan antara beban yang dijadwalkan dan daya yang
dihasilkan disebabkan oleh kerugian dalam jaringan
2. Load Bus
Pada bus ini daya aktif dan daya reaktif diketahui. Magnitude dan sudut fasa
dari tegangan bus tidak diketahui. Bus ini juga dikenal P-Q bus.
3. Voltage Controlled Bus
11
Mempertimbangkan banyaknya bus dari jaringan sistem tenaga yang ditunjukkan
pada gambar dibawah ini,
Gambar 1 Bus pada Sistem Tenaga
dimana impedansi telah dikonversi ke per unit admitansi dalam MVA base, maka
aplikasi dari KCL (Kirchoff Current Law) untuk bus yakni:
= + ( − ) + ( − ) + ⋯ + ( − )
= ( + + + ⋯ + ) − − − ⋯ −
atau
= ∑ . − ∑ , [6]
dimana
= ∑ , dan = = − , maka
= + ∑ ,
= ∑
Daya aktif dan daya reaktif di bus i yakni
+ = ∗
12
Dengan mensubtitusikan Ii, maka
∗ = + ∑ ,
Dari relasi diatas, formula matematika dari permasalahan aliran daya menghasilkan
persamaan aljabar nonlinier dimana harus diselesaikan menggunakan metode iteratif
[6].
Sejak makalah yang bersifat teknis asli menggambarkan algoritma penyelesaian
aliran daya yang muncul pada pertengahan tahun 1950-an. Kumpulan skema iterasi
yang tak ada habisnya telah dikembangkan dan dilaporkan. Banyak dari kumpulan
skema tersebut adalah variasi dari salah satu atau dua teknik dasar yang digunakan
secara luas oleh industri saat ini: teknik Gauss-Seidel dan Nerwton-Raphson. Teknik
yang lebih disukai dan digunakan oleh sebagian besar perangkat lunak aliran daya
komersial merupakan variasi dari teknik Newton8.
Meskipun metode Gauss-Seidel merupakan metode popular pertama untuk
perhitungan aliran beban, namun metode Newton-Raphson sekarang umum
digunakan. Metode Newton-Raphson memiliki karakteristik konvergensi yang lebih
baik dan untuk banyak sistem lebih cepat daripada metode Gauss-Seidel, yang
dimana memiliki banyak waktu per iterasi tetapi membutuhkan sedikit iterasi.
Sedangkan Gauss-Seidel lebih membutuhkan lebih banyak iterasi. Angka tersebut
akan terus meningkat dengan membesarnya ukuran sistem9.
8 Terjemahan dari “IEEE Recommended Practice for Industrial and Commercial Power Systems Analysis”, dalam The Brown Book. IEEE Std 399, (IEEE, 1997), hal. 141-142.
13
Pada metode Newton-Raphson untuk penyusunan matriks Jacobi menggunakan
turunan parsial. Berikut penyelesaian aliran daya kompleks pada sistem AC:
∆ = ∆∆ = ∆| |∆
dimana J merupakan matrik Jacobi.
D. Sistem Tiga Fasa Tak Seimbang
Untuk jenis gangguan yang tidak setimbang, maka sistem tiga fasa yang tidak
setimbang dapat direpresentasikan dengan menggunakan komponen simetrisnya.
Komponen simetris memungkinkan besaran-besaran fasa yang tidak setimbang
seperti arus dan tegangan digantikan oleh tiga komponen simetris setimbang yang
terpisah.
Berdasarkan teori C.L. Fortescue, fasor tiga fasa tak seimbang dari sistem tiga fasa
dapat diselesaikan ke dalam fasor sistem tiga fasa seimbang sebagai berikut:
1. Komponen urutan positif terdiri dari komponen tiga fasa seimbang dengan
urutan fasa abc.
2. Komponen urutan negatif terdiri dari komponen tiga fasa seimbang dengan
urutan fasa acb.
3. Komponen urutan nol terdiri dari komponen tiga fasa tunggal, semua sama
besarnya tetapi dengan sudut fasa yang sama.
Di dalam jaringan tiga fasa tak seimbang, tegangan yang tidak seimbang akan
dianggap sebagai tegangan yang seimbang. Dengan komponen simetris ini maka
14
Persamaan diatas dapat dibentuk ke dalam matriks menjadi:
= 1 11 1
1
dimana komponen simetris yakni besaran-besaran hasil dari perhitungan matematis,
dalam dunia praktek komponen tersebut tidak terukur sehingga:
= 13 1 11 1
1 Jika dinotasikan dalam bentuk matriks maka:
= [ ]
= [ ]
Daya pada sistem tiga fasa adalah jumlah daya setiap fasa maka:
= ∗+ ∗+ ∗
= [ ] [ ]∗
15
= [ ]
∗ ∗ ∗
E. Pemodelan Perangkat Lunak Sistem Tenaga
Arsitektur yang memungkinkan untuk paket perangkat lunak analisis sistem tenaga
menurut F. Milano sebagai berikut:
1. Parsing input data
Dimana input data dapat didefinisikan sebagai teks biasa atau melalui
perangkat grafis. Dengan nada yang sama, tidak ada alasan dalam mengadopsi
format data asalkan cocok untuk input data yang disediakan.
2. Initialization of power flow device
Setelah input data diberikan, inisialisasi perangkat aliran data terdiri dalam
pembuatan instance (variabel) dari seluruh perangkat yang digunakan dalam
analisis aliran daya dan mengisi instance tersebut dengan data yang diberikan
oleh parser. Dalam analisis aliran daya kita harus mendefinisikan setidaknya
berupa bus, jalur transmisi, generator statis, dan beban.
3. Power flow analysis
Analisa aliran daya merupakan pemecahan masalah umum yang mencari
nilai-nilai kosong dari persamaan nonlinier tetapi tidak mengandung informasi
mengenai jaringan atau perangkat yang ada pada jaringan.
16
Setelah menyelesaikan analisis aliran daya, adapun kebiasaan umum
setelahnya untuk menginisialisasikan perangkat-perangkat dinamis seperti
mesin sinkron, tegangan primer, regulator tegangan, dan lain-lain. Inisialisasi
terdiri dalam pembuatan instance dari seluruh perangkat yang dibutuhkan,
menetapkan data ke instance dan melakukan komputasi keadaan nilai awal
dan variable aljabar.
5. Statis or dynamic analyses
Setelah diberikan nilai/titik kesetimbangan (equilibrium point), beberapa
analisis tingkat lanjut perlu dilakukan contohnya continuation power flow dan
optimal power flow.
6. Output storage and display
Langkah terakhir adalah untuk menampilkan hasil dalam format yang mudah
digunakan. Laporan berupa file, tabel, plot dan teknik visualisasi lainnya
dapat membantu memahami dan menginterpretasikan hasil. Sedangkan untuk
input data ataupun jika ada editor line diagram pilihannya tidak terbatas hanya
satu tool atau output format saja 10.
Gambar 2 Prosedur Pengembangan Software Simulasi
17
Gambar 2 menunjukkan langkah-langkah yang terlibat dalam pengembangan analisis
steady-state (seperti power flow). Proses pembangunan dimulai dengan memodelkan
dunia nyata yang merupakan sistem fisiknya. Prilaku dari sistem fisik secara
matematis dimodelkan berupa persamaan aljabar atau differensial, maupun linier atau
nonlinier. Persamaan matematis dan data ini disesuaikan dengan komponen fisik
yang diterjemahkan ke dalam model perangkat lunak, yang menggambarkan
spesifikasi data dimana semua operasi dilakukan. Pemodelan perangkat lunak
memainkan peran penting dalam mempresentasikan model matematis dari sistem ke
dalam memori komputer. Model perangkat lunak yang dikembangkan kemudian
diimplementasikan ke dalam bahasa pemprograman untuk mendapatkan modul
simulasi penuh 11.
F. Scripting Power System
Pada proses ini sebenarnya cukup langka dalam prakteknya, setidaknya apakah sesuai
dengan standar analisis dari permasalahan aliran daya atau integrasi domain
waktunya. Baik mahasiswa, yang menyedihkan lagi beberapa peneliti sering
menggunakan paket perangkat lunak tertutup (closed software package) seperti
ETAP, EDSA, IPSA Power, PowerWorld. dan lain-lain untuk memecahkan masalah
yang ditugaskan.
18
Gambar 3 Pendekatan studi sistem fisik berdasarkan close software package
Gambar 3 memperlihatkan bahwa istilah closed software package mengacu pada
kurangnya kebebasan untuk memodifikasi source code dari perangkat lunak tertentu.
Dalam hal ini produk komersial umumnya tertutup. Namun juga ada proyek
(umumnya FOSS/Free and Open Source Software) yang bebas didistribusikan tetapi
tertutup (secara efek praktisnya) jika source code tidak disediakan atau jika
disediakan terlalu rumit untuk dikuasai dalam waktu tertentu.
Jelasnya, keuntungan utama dari menggunakan paket perangkat lunak tertutup untuk
mempersingkat waktu. Di sisi lain, kelemahan perangkat lunak tertutup jelas pada
bidang edukasi.
Bagi sarana edukasi paket perangkat lunak tertutup memiliki kelemahan antara lain:
1. Pengguna sering mengabaikan langkah-langkah perhitungan matematis.
2. Menerima hasil yang didapat oleh perangkat lunak tertutup tanpa ingin
19
Gambar 4 Pendekatan sistem fisik berdasarkan open software
Pada gambar 4 merupakan pendekatan yang diusulkan untuk mempelajari sistem fisik
berdasarkan perangkat lunak terbuka yang dimana paket perangkat lunak open dapat
berdiri sendiri untuk aplikasi individual atau tersedia dalam proyek open source yang
dapat dengan mudah dikuasai dan dimodifikasi oleh pengguna. Tentu saja,
menerapkan paket perangkat lunak secara keseluruhan dapat mengakibatkan suatu
tugas yang sangat besar rata-rata pada mahasiswa. Tapi menurut pendekatan ini,
bahwa tidak perlu pengguna menerapkan keseluruhan arsitektur, hanya pengaturan
terbatas pada modifikasi, ekstensi, add-ons atau plug-in. Jika ekstensi sudah layak, ini
dapat digunakan oleh orang lain dan proyek dapat dikembangkan.
Penulisan atau scripting kode yang cocok dalam komputasi dan memenuhi syarat
20
1. Memiliki fungsi dasar matematika (seperti eksponensial, logaritma,
trigonometri).
2. Mendukung bilangan kompleks
3. Mendukung multi-dimensional arrays (operasi elemen dengan elemen dan
slicing)
4. Mendukung aljabar linier
5. Sparse matrices (teknik manipulasi fraction dari elemen nol dalam matrik)
6. Mendukung analisis eigenvalue (dibidang aljabar vektor) dari matrik
non-simetri.
Salah satu pemprograman yang memenuhi syarat tersebut adalah salah satunya
bahasa pemprograman Python.
Python merupakan bahasa pemprograman interpretatif multiguna12, dengan filosofi
perancangan yang berfokus pada tingkat keterbacaan kode. Python diklaim sebagai
bahasa yang menggabungkan kapabilitas, kemampuan, dengan sintaksis kode yang
sangat jelas13, dan dilengkapi dengan fungsionalitas pustaka standar yang besar serta
komprehensif.
G. Teknik Visualisasi Berbasis GIS (Geographic Information System)
Karena penyajian one-line diagram memiliki kemungkinan penting dalam analisis
jaringan sistem tenaga, maka dipilih untuk mengkonsentrasikan analisis tersebut
sejalan dengan prinsip umum yang bisa dilakukan pada tipe-tipe diagram listrik
12 “What is Python Good for?”. http://docs.python.org/2/faq/general.html#what-is-python-good-for (8 Februari 2014).
21
lainnya. Komponen dari jenis antarmuka program sistem tenaga dapat dipisah
menjadi tiga kategori:
1. Komponen kegunaan secara umum
Komponen dimana elemen umum yang ada pada beberapa antarmuka grafis
seperti pushbutton, pulldown menu, serta popup menu. Mereka disediakan
dengan toolkit dan memegang peranan penting dalam pelaksanaan protokol
dialog umum.
2. Grafik 2D atau 3D
Digunakan untuk memplot variable dan seringkali mengizinkan untuk
berinteraktif.
3. Komponen sistem tenaga tertentu
Mempresentasikan komponen secara simbolik yang relevan dan proses dari
sistem tenaga.
Representasi dari komponen sistem tenaga tertentu dapat dipisahkan sebagai berikut:
1. Connectivity
Menunjukkan bagaimana komponen sistem dihubungkan (berupa garis dll.).
2. State
Menunjukkan keadaan dari beberapa komponen. Keadaan ini biasanya
diindikasikan dengan simbol atau warna.
3. Magnitude
Menunjukkan besaran dari variable yang relevan. Banyak kasus pada besaran
diindikasikan dalam bentuk kotak berisi nilai atau dengan grafik.
22
Di situasi manapun, dan khususnya dalam aplikasi on-line, trend dari
beberapa variabel sistem bisa menjadi penting daripada nilai mutlaknya.
Bagaimanapun, representasi dari trend tidak tertuju pada semua aplikasi
antarmuka14.
Manfaat dari pendekatan/penyajian one-line diagram adalah ketika menggunakan
representasi statis, seperti halnya gambar pada kertas, pembaca dapat dengan cepat
memahami aliran daya yang melalui sebagian besar dari sistem.
Geographic information System (GIS) merupakan alat berbasis komputer untuk
pemetaan dan menganalisis hal yang ada dan peristiwa yang terjadi di bumi.
Teknologi GIS mengintegrasikan operasi database umum seperti query dan analisis
statistik dengan visualisasi unik dan manfaat analisis geografis yang ditawarkan oleh
map. Kemampuan ini membedakan GIS dari sistem informasi lainnya dan
membuatnya berharga untuk berbagai perusahaan umum dan pribadi untuk
menjelaskan peristiwa-peristiwa, memprediksi hasil, dan strategi perencanaan15.
Secara teoritis, objek yang ada dalam GIS dapat dibagi menjadi 2 jenis informasi.
Jenis pertama yang terkait dengan lokasi mereka di bumi lebih dikenal dengan istilah
data spasial. Jenis kedua yang mengidentifikasi properti non-spasial dari objek dan
disebut sebagai data atribut. Data atribut dapat diukur dalam skala nominal, ordinal,
14 Terjemahan dari de Azevedo,G.P., et al, “Enhancing the Human-Computer Interface of Power System Applications” dalam IEEE Trans. Power Systems, No. 2, Vol. 11, Mei 1996 (IEEE, 1996), hal. 646-652.
23
interval, dan rasio. Atribut inilah yang biasanya digunakan oleh ilmuwan non-spasial
untuk menggambarkan klasifikasi objek sesuai nilai atribut yang dimiliki.
Gambar 5 Objek aplikasi GIS
Gambar 5 diatas merupakan objek dari aplikasi GIS dimana aplikasi komputing dan
representasi komputer berinteraksi satu sama lain mengubah dari fenomena geografis
atau dunia nyata ke bentuk visualisasi atau dunia simulasi. Dalam rangka untuk
membawa dunia nyata ke dalam bentuk GIS, kita harus menggunakan model
sederhana dari dunia nyata16.
Gambar 6 Antarmuka antara program load flow dan database GIS
Dari gambar diatas data grafik serta data non-grafik diambil dari database GIS yang
sangat efisien dengan antarmuka MMI (Man-Machine Interface). Model jaringan
dapat diambil dari database GIS dari data tracing. Penggunaan bahasa program
24
dalam hal ini adalah script file digunakan untuk melacak data dari atribut GIS untuk
membangun input data load flow. Hasil load flow dari sistem diselesaikan dengan
program load flow, kemudian disimpan kembali ke database GIS.
H. Perangkat Lunak Pendukung
Perangkat lunak yang digunakan pada proses pengerjaan penelitian ini sebagai
berikut:
1. Python Programming Language
Python merupakan bahasa pemprograman interpretatif multiguna. dengan
filosofi perancangan yang berfokus pada tingkat keterbacaan kode. Python
diklaim sebagai bahasa yang menggabungkan kapabilitas, kemampuan, dengan
sintaksis kode yang sangat jelas, dan dilengkapi dengan fungsionalitas pustaka
standar yang besar serta komprehensif17.
Pada penelitian ini, berikut library dari Python dalam mengimplementasikan
teknik visualisasi antara lain:
1. PyGTK
Merupakan salah satu library Python khususnya dalam pembuatan GUI
(Graphic User Interface). Aplikasi dari PyGTK bersifat multiplatform
dapat dijalankan di Linux, Windows, MacOS X dan platform lainnya.
2. Matplotlib Basemap Toolkit
17 Wikipedia Indonesia. “Python (bahasa pemrograman)”.
25
Merupakan salah satu library Python khususnya dalam memplot dua
dimensi pada map. Berikut contoh penggunaan aplikasi Basemap saat
penangkapan gambar map titik kebakaran hutan di Brazil.
Gambar 7 Salah satu aplikasi Basemap18.
2. PostgreSQL
Merupakan implementasi database relasional yang sangat baik, memiliki fitur
lengkap, open source, dan bebas digunakan. PostgreSQL dapat digunakan dari
hampir semua bahasa pemprograman meliputi C, C++, Perl, Python, Java, Tcl,
dan PHP. PostgreSQL juga telah memenangkan beberapa penghargaan,
termasuk Choice Award Linux Journal Editor untuk Database Terbaik tiga kali
(untuk tahun 2000, 2003, dan 2004) dan Linux New Media Award 2004 untuk
Best Database System.
III. METODE PENELITIAN
A. Waktu dan Tempat
Pengerjaan dan perancangan tugas akhir ini dilakukan dari bulan Januari - Mei 2013,
bertempat di Lab. Sistem Energi Elektrik Jurusan Teknik Elektro, Universitas
Lampung. Berikut tabel jadwal serta kegiatan penelitian:
Tabel 1. Jadwal dan kegiatan penelitian
27
B. Alat dan Bahan
Adapun peralatan dan bahan-bahan yang digunakan pada penelitian ini adalah
sebagai berikut:
1. Satu unit laptop dengan spesifikasi Intel Pentium 1.89 GHz beserta sistem
operasi Linux Ubuntu 12.10 (Quantal Quetzal).
2. Perangkat lunak Python 2.7.3 atau versi yang lebih tinggi, library Python
PyGTK 2.0 serta Matplotlib-Basemap 1.0.5
3. Perangkat lunak PostgeSQL 9.1 atau versi yang lebih tinggi.
C. Prosedur Kerja
Dalam penyelesaian penelitian tugas akhir ini ada beberapa langkah kegiatan yang
dilakukan sebagai berikut:
1. Studi Literatur
Studi literatur dimaksudkan untuk mempelajari berbagai sumber referensi atau
teori (buku dan internet) yang berkaitan dengan penelitian tugas akhir, yaitu
berupa penerapan teknik visualisasi pada simulasi aliran daya tiga phasa tak
seimbang metode Newton Raphson berbasis GIS (Geographic Information
System) dalam bentuk perangkat lunak berbasis GUI (Graphic User Interface)
dengan menggunakan Python Programming Language.
28
Berbentuk tanya jawab dengan dosen pembimbing mengenai masalah-masalah
yang timbul selama pengerjaan serta penulisan penelitian tugas akhir
berlangsung.
bujur timur) dari feeder/penyulang primer (substation/gardu induk),
serta titik-titik pembebanan jaringan tegangan menengah (JTM).
b. Data Non-Spasial/Atribut
Data non-spasial/atribut meliputi hasil data dari simulasi analisis aliran
daya tiga fasa tak seimbang menggunakan metode Newton-Raphson
bentuk rectangular yakni tegangan (magnitude serta sudut), daya aktif,
serta daya reaktif masing-masing fasa (RST) [13].
4. Pengembangan Perangkat Lunak Visualisasi Load Flow Berbasis GIS
Dalam pengembangan perangkat lunak untuk penerapan visualisasi analisis
aliran daya, mempunyai langkah-langkah yang terstruktur supaya sistem yang
dihasilkan sesuai dengan yang diinginkan. Salah satu metode dalam
pengembangan perangkat lunak yakni model waterfall yang intinya pengerjaan
29
Gambar 8 Model Waterfall
Model ini mengusulkan sebuah pendekatan perkembangan perangkat lunak
yang sistematis dan berurutan yang dimulai pada tingkat dan kemajuan sistem
pada seluruh analisis, desain, kode, pengujian, dan pemeliharaan. Setiap tahap
pada model waterfall mendefinisikan suatu kegiatan yang harus dikerjakan dan
merupakan bagian dari pengembangan sistem. Tahap-tahapan model waterfall
sebagai berikut:
a. Analisa kebutuhan
Tujuannya adalah untuk mengumpulkan persyaratan apa saja yang
dibutuhkan untuk membangun sistem ini. Termasuk studi literatur serta
pengambilan data yang disebutkan diawal prosedur kerja. Selain itu
pencarian referensi yang membahas tentang bagaimana menampilkan
objek data atribut/non-spasial pada map dua dimensi menggunakan
30
output data dari hasil analisis aliran daya ke data atribut/non-spasial
menggunakan PostgreSQL.
b. Desain Sistem
Dimana merupakan langkah-langkah dalam perancangan sebuah sistem
yang mengimplementasikan syarat-syarat kebutuhan ke sebuah desain
perangkat lunak yang diinginkan. Perhatikan gambar dibawah ini yang
menjelaskan sistem dalam pengembangan perangkat lunak penelitian
tugas akhir ini.
Gambar 9 Desain sistem perangkat lunak
Sehingga dapat disimpulkan desain yang diperlukan terdiri atas desain
database, dan desain antarmuka.
Desain database
Desain database yang digunakan pada penelitian ini digunakan
sebagai data input (berupa data spasial dan non spasial) yang akan
dipakai saat memvisualisasikan aliran daya. Skema database dapat
berupa komponen sistem tenaga beserta informasi didalamnya.
31
Antarmuka merupakan sebuah media yang menghubungkan antara
pengguna dengan sistem informasi yang akan dibangun. Sistem yang
akan dibangun diharapkan dapat menyediakan antarrnuka yang mudah
dipahami oleh pengguna sehingga pengguna dapat langsung
memahami fasilitas antarmuka yang diberikan. Untuk penggunaan
fasilitas antarmuka berdasarkan kebutuhan pada visualisasi yang
berbasis GIS seperti zoom, pan, dan lain-lain. Untuk implementasi
antarmuka yang berbasis GIS pada penelitian tugas akhir ini
menggunakan library Python yakni Matplotlib-Basemap.
c. Penulisan Kode Program
Setelah dilakukan tahapan pembangunan sistem, yaitu pengkodean.
Pengkodean merupakan prose menerjemahan desain ke dalam suatu bahas
yang bisa dimengerti komputer. Penulisan kode pada penelitian ini
menggunakan bahasa pemprograman Python.
d. Pengujian Program
Salah satu pengujian yang dilakukan adalah pengujian eksternal
fungsional untuk menemukan kesalahan-kesalahan dan memastikan
bahwa input data (data spasial dan data non-spasial) akan memberikan
hasil yang aktual sesuai dengan apa yang dibutuhkan serta apakah
fitur-fitur yang ada pada perangkat lunak bisa digunakan atau tidak. Metode
pengujian program biasanya menggunakan metode black box testing.
32
terfokus pada spesifikasi fungsional program. Metode ini cenderung
menemukan hal-hal berikut:
Fungsi yang tidak benar atau tidak ada
Kesalahan antarmuka
Kesalahan pada struktur data
Kesalahan performance
Kesalahan inisialisasi dan terminasi
e. Penerapan dan Pemeliharaan Program
Perangkat lunak yang sudah dibuat dan digunakan oleh penggunanya
biasanya mendapat feedback yang dimana untuk memperbaiki kelemahan
atau kekurangan perangkat lunak baik dari segi fitur dan fungsional yang
disediakan maupun kurangnya penyesuaian peripheral (sistem operasi)
maka daripada itu perlu ada pengembang baik itu analisa aliran daya tahap
33
D. Diagram Alir Penelitian
V. KESIMPULAN DAN SARAN
A. Kesimpulan
Dari hasil visualisasi aliran daya tiga fasa tak seimbang pada studi kasus penyulang
kangkung PLN Distribusi Lampung maka dapat diambil beberapa kesimpulan, yaitu
sebagai berikut:
1. Pada hasil visualisasi aliran daya tiga fasa tak seimbang, voltage drop terbesar
pada sistem yakni dari bus 3 dengan besar tegangannya untuk a, b, c = 0.951 pu,
0.952 pu, 0,945 pu ke bus 4 yang tegangannya untuk a, b, c = 0,672 pu, 0,703 pu,
0,659 pu. Pada elemen grafik magnitude tegangan hasil visualisasi juga tampak
perbedaan di level warna magnitude tegangannya.
2. Saat melakukan visualisasi aliran daya dengan studi kasus penyulang kangkung
dimana terdapat 191 bus, jangka waktu mem-plot elemen grafik serta
kelengkapan GIS jauh lebih lama dibandingkan saat melakukan uji coba sistem 3
bus maupun 30 bus. Sehingga dapat disimpulkan bahwa waktu mem-plot
visualisasi dari simulasi aliran daya sebanding dengan jumlah bus sistem yang
59
3. Informasi magnitude tegangan yang ditampilkan dalam bentuk kotak dengan
variasi level warna masih belum dapat dikatakan presisi dan masih kesulitan
untuk dibaca secara sekilas. Hal ini karena penulisan keadaan/state dari
magnitude tegangan hanya dapat direpresentasikan dalam lima level warna
(diskrit).
4. Penggunaan panah yang menunjukkan arah aliran daya masih kurang maksimal,
karena tidak menunjukkan informasi numerik ataupun teks mengenai powerline
serta losses line pada sistem (penggunaan panah dimaksudkan untuk
mempresentasikan salah satu dari dua point sebelumnya). Sehingga hanya
sebatas indikator penunjuk arah aliran.
5. Penggunaan Matplolib-Basemap untuk melakukan pemetaan pada perangkat
lunak yang dirancang kurang responsif dan cepat. Hal ini terlihat ketika
melakukan percobaan mem-plot map dengan resolusi tertinggi. Penyebab kurang
responsif ini dikarenakan dasar pem-plot-an map dua dimensi ini menggunakan
fungsi titik dan garis.
B. Saran
Berdasarkan hasil penelitian dan kesimpulan yang telah diperoleh maka disarankan:
1. Pada penelitian selanjutnya, perangkat lunak sebaiknya dimodifikasi kembali
untuk menghasilkan output yang lebih baik, penggunaan toolkit serta penampilan
60
kinerja perangkat lunak sistem tenaga yang dimana mensyaratkan mampu
bekerja cepat agar evalusi sistem tenaga semakin lebih efektif.
2. Pemetaan menggunakan Matplotlib-Basemap, masih tergolong kurang cepat
dalam melakukan proses mapping dengan resolusi tinggi dimana hal ini menjadi
point penting ketika melakukan mapping pada area yang berskala kecil. Maka
daripada itu perlu penggantian plugin pemetaan yang mungkin lebih baik,
contohnya melakukan sinkronisasi pada google maps ataupun menggunakan
library pemetaan lainnya.
3. Pembentukan elemen grafis diawal masih terbatas, dan untuk penelitian
selanjutnya dapat dibuat lebih interaktif, dan memaksimalkan penggunaan
interaksi mouse terhadap interface serta toolkits yang disediakan.
4. Perlu dilakukan optimasi algoritma yang lebih baik pada saat melakukan
simulasi aliran daya dan pada proses visualisasinya. Dengan menekankan
optimasi algoritma tersebut, dapat diharapkan perangkat lunak bekerja lebih
responsif dan cepat.
5. Penggunaan database pada parsing input data menurut penulis jauh lebih sulit
konfigurasinya ketika saat menjalankan perangkat lunak di sistem operasi lain
ataupun komputer lain. Sehingga perlu disepakati penggunaan format/metode
parsing input data yang lebih efektif dan baik.
6. Karena perangkat lunak yang dibuat masih bersifat interpreter programme dan
hanya dapat berjalan pada enviroment Python, sehingga perlu di-compile
menjadi perangkat lunak yang dapat di-executable dan dapat dijalankan pada
DAFTAR PUSTAKA
[1] Bernhardsen, T. 2002. Geographic Information Systems: An Introduction, 3rd
Edition. John Wiley & Sons Ltd. Canada.
[2] Cholid, S. 2009. Sistem Informasi Geografis: Suatu Pengantar. Staff Akademik Departemen Ilmu Kesejahteraan Sosial FISIP UI. Bogor.
[3] Cugnet, Pierre. 1997. Chapter 2: Power Distribution Systems. http://scholar.lib.vt.edu/theses/available/etd-61697-14555/unrestricted/Ch2.pdf. (5 Februari 2014)
[4] De Azevedo, G.P., De Souza, C.S. , Feijo, B. May 1996. Enhancing the
Human-Computer Interface of Power System Applications. IEEE Trans. Power
Systems no. 2 Vol. 11, pp. 646-652.
[5] Grainger, J.J., Stevenson, W.D. 1994. Power System Analysis. Mc Graw-Hill. New York.
[6] Grigsby, L.L. 2012. The Electronic Power Engineering Handbook: Power
Systems Third Edition. CRC Press. Florida.
[7] Hakim, L. 2013. Buku Ajar Matakuliah Analisa Sistem Tenaga. Universitas Lampung. Bandar Lampung.
[8] Kadir, Abdul. 2003. Pengenalan Sistem Informasi. Andi Publisher. Yogyakarta.
[9] Kittavit, B., et al. 2011. GIS Based Distribution Load Flow for Better Planning
and Operation. IEEE: Utility Exhibition on Power and Energy Systems:
Issues & Prospects for Asia (ICUE).
[11] Matplotlib. 2011. Introduction. Matplotlib-Basemap.
http://matplotlib.org/basemap/index.html (09 Februari 2014)
[12] Matthew, N., Stones, R. 2005. Beginning Databases with PostgreSQL From
Novice to Professional 2nd Edition. Springer. New York.
[13] Milano, F. 2009. Power System Modelling and Scripting. Springer. London.
[14] Overbye, T.J. , Weber, J.D. 2000. Visualization of Power System Data. Proceedings of the 33rd Annual Hawaii International Conference on System Sciences. Maui.
[15] Pyevolve. 2014. Python: accessing near real-time MODIS images and fire data
from NASA’s Aqua and Terra satellites.
http://pyevolve.sourceforge.net/wordpress/?p=86 (10 Februari 2014)
[16] PyGTK. 2004-2010. PyGTK: GTK+ for Python. http://www.pygtk.org/ (09 Februari 2014)
[17] Python. 1990-2014. General Python FAQ.
http://docs.python.org/2/faq/general#what-is-python (08 Februari 2014)
[18] Python. 1990-2014. What is Python Good for?.
http://docs.python.org/2/faq/general.html#what-is-python-good-for (08 Februari 2014)
[19] Python. 1990-2014. What is Python? Executive Summary.
http://www.python.org/doc/essays/blurb/ (08 Februari 2014)
[20] Saadat, H. 1999. Power System Analysis. McGraw-Hill. New York.
[21] Selvan, M.P. 2005. Synopsis of: Object-Oriented Modeling and Implementation
for Steady State Analysis of Power System.Indian Institute of Technology.
Madras.
[22] Stevenson, W.D. 1975. Elements of Power System Analysis Third Edition. McGraw-Hill. New York.
[23] Taufik. 2005. Sistem Informasi Geografis. Universitas Gadjah Mada. Surabaya.
[24] The Brown Book. IEEE Std. 399-1997. IEEE Recommended Practice for
[25] Von Jouanne, A., Banerjee, B.B. October 2001. Assessment of Voltage
Unbalance. IEEE Trans. Power Delivery no. 4 Vol. 16, pp. 782-79.
[26] Wahidi, M. 2014. Studi Kasus Aliran Daya Tiga Fasa Tak Seimbang di PLN Distribusi Lampung Menggunakan Methode Newton-Raphson Dalam
Bentuk Rectangular. Skripsi Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik
Universitas Lampung. Bandar Lampung.
[27] Wainwright, I. 1997. Engineering The Benefits of a Geographical Information
System: The Business Case for GIS. Engineering the Benefits of
GIS(Digest No:1977/105). IEE Colloquium on. 2/1-2/7.
[28] Weedy, B.M., et al. 2012. Electric Power System Fifth Edition. John Wiley & Sons Ltd. West Sussex.
[29] Wikipedia Indonesia. 2014. Python (bahasa pemrograman).
