BAB I
PENDAHULUAN
1.1 LATAR BELAKANG
Permintaan tenaga listrik yang terus meningkat secara konstan/tetap, disisi lain perluasan pembangkit tenaga listrik dan pembangunan saluran transmisi yang dipaksakan pada pembangkit tenaga listrik dan transmisi yang terlampau berat, mengakibatkan rugi-rugi pada sistem menjadi lebih besar.
Permasalahan yang sering terjadi pada sistem transmisi terkait dengan variasi profil tegangan sistem antara lain disebabkan berbagai gangguan pada sistem distribusi seperti kenaikan beban, swell, dip dan sag serta terjadinya over voltage, karena over injection yang disebabkan sambaran petir dan open circuit. Untuk mengatasi gangguan jatuh tegangan (voltage drop) pada sistem transmisi, dipasang kapasitor bank (fix capacitor) dan Flexible AC Transmision System (FACTS) Device, salah satunya adalah Static Var Compensator (SVC).
Static Var Compensator (SVC) adalah alat yang dapat menghasilkan atau menyerap data reaktif statis yang dihubungkan paralel dan mempunyai keluaran (output) yang bervariasi untuk menjaga atau mengontrol parameter spesifik dari suatu sistem tenaga listrik. SVC terdiri dari komponen TCR (Thyristor Controlled Reactor), TSC (Thyristor Switched Capasitor) dan Filter Capasitor (FC). Filter harmonisa terhubung paralel dengan TCR yang berfungsi untuk mengatasi harmonisa yang dihasilkan oleh TCR. Prinsip kerja SVC adalah dengan mengatur sudut penyalaan thyristor, sehingga dapat mengatur keluaran daya reaktif dari SVC. Tujuan utama
Untuk menentukan posisi penempatan atau pemasangan SVC yang tepat, maka digunakan metode optimasi dengan menggunakan fungsi obyektif berdasarkan parameter rugi-rugi daya pada saluran (Sloss), tegangan jatuh (Vdrop) dan kapasitas
SVC. Metode optimasi terdiri dari metode Deterministik seperti aplikasi Dynamic Programming (DP), Simplex, dan Linear Programming (LP) dan Metode Underministik seperti Ant Colony Optimization (ACO), Harmony Search Algorithm (HSA), Simulated Annealing (SA), Fuzzy Logic dan Genetic Algorithms (GA).[1]
Ant Colony Optimization (ACO), sebuah metode optimalisasi heuristic penyelesaian masalah mengenai jalur tercepat atau permasalahan optimalisasi yang lainnya dengan menggunakan azas tingkah laku semut secara biologi
Tugas akhir ini membahas optimasi penempatan SVC pada transmisi Jawa-Bali 500 KV. Dan pada tugas akhir ini untuk memperbaiki profil tegangan menggunakan SVC dengan metode yang digunakan yaitu Ant Colony Optimization (ACO).
1.2 RUMUSAN MASALAH
1. Bagaimana cara mengatasi jatuh tegangan (voltage drop) pada sistem transmisi tenaga listrik menggunakan SVC?
2. Bagaimana mengoptimalkan penempatan SVC dengan menggunakan metode ACO?
3. Bagaimana perbandingan data profil tegangan pada sistem transmisi tenaga listrik yang menggunakan SVC dengan yang tidak menggunakan SVC?
1.3 TUJUAN
1. Mengatasi gangguan jatuh tegangan (voltage drop) pada sistem transmisi tenaga listrik menggunakan SVC
3. Untuk menentukan perbandingan data profil tegangan pada sistem transmisi yang menggunakan SVC dengan yang tidak menggunakan SVC
1.4 BATASAN MASALAH
1. Data pembangkit dan beban yang digunakan pada tugas akhir ini berupa data sekunder.
2. Pengujian dilakukan melalui simulasi Matlab
1.5 METODOLOGI
Metode yang digunakan dalam penyusunan tugas akhir ini adalah bersifat aplikatif dengan urutan sebagai berikut :
a. Study Literatur
Dalam mencari studi literatur, penulis menggunakan beberapa sumber informasi buku dan jurnal maupun media elektronik seperti internet ataupun dari buku laporan penelitian.
b. Studi Lapang
Yaitu memperoleh data dengan cara langsung dalam analisis pada pemodelan sistem. c. Perancangan dan Pengujian Sistem
Melakukan perancangan SVC dengan memasukkan data pembangkitan/beban, data impedansi saluran, serta parameter algoritma semut.
d. Analisa Data
Yaitu berisikan analisa dari simulasi yang telah dibuat. Pada tahap ini akan dilakukan analisis pada karakteristik tanpa SVC dan pada karakteristik menggunakan SVC e. Pengambilan Kesimpulan
1.6 SISTEMATIKA PEMBAHASAN
Sistematika penulisan pada Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut: BAB I PENDAHULUAN
Pada Bab I berisi pendahuluan yang terdiri atas latar belakang, ruang lingkup permasalahan, tujuan, metode penelitian dan sistematika pembahasan tentang tugas akhir.
BAB II DASAR TEORI
Pada Bab II berisi tentang dasar teori yang mendukung atau berkenaan. BAB III PERANCANGAN SISTEM
Pada Bab III ini akan membahas tentang perancangan sistem BAB IV SIMULASI DAN ANALISIS
Pada Bab IV ini akan membahas tentang hasil simulasi pada SVC dengan program MATLAB dengan menggunakan algoritma ACO yang telah dirancang sebelumnya di Bab III. Simulasi ini untuk menentukan nilai optimal agar penempatan SVC ini agar lebih optimal dengan menggunakan metode ACO.
BAB V PENUTUP
OPTIMASI PENEMPATAN
STATIC VAR
COMPENSATOR
(SVC) PADA TRANSMISI JAWA-BALI
500 KV MENGGUNAKAN
ANT COLONY
OPTIMIZATION
(ACO)
TUGAS AKHIR
Disusun Oleh :
Arnelly Wilujeng NIM. 201010130311038
JURUSAN ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
KATA PENGANTAR
Dengan memanjatkan puji syukur kehadirat Allah SWT. Atas limpahan rahmat dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini. Shalawat serta salam tak lupa dipanjatkan kepada seorang revolusioner besar sepanjang sejarah peradaban manusia yaitu Nabi Muhammad SAW yang telah memberikan pencerahan di muka bumi ini.
Tugas akhir ini merupakan salah satu syarat untuk menyelesaikan studi S1 Jurusan Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Malang. Tugas akhir ini berjudul
“OPTIMASI PENEMPATAN STATIC VAR COMPENSATOR (SVC) PADA
TRANSMISI JAWA-BALI 500 KV MENGGUNAKAN ANT COLONY
OPTIMIZATION (ACO)”Adapun tugas akhir ini disusun berdasarkan hasil data yang
diperoleh dari Pembangkit Jawa-Bali 500 KV kemudian dianalisa dengan bantuan simulasi MATLAB R2010a.
Di dalam tugas akhir ini disajikan pokok - pokok bahasan yang meliputi profil sistem transmisi Jawa-Bali 500 KV dan setelah itu akan dihitung aliran dayanya menggunakan Metode Newton-Raphson kemudian dipasangkan Static Var Compensator (SVC) dan dioptimalkan menggunakan Metode Ant Colony Optimization (ACO).
Penulis menyadari sepenuhnya bahwa dalam penulisan tugas akhir ini masih banyak kekurangan dan keterbatasan. Oleh karena itu peneliti mengharapkan saran yang membangun agar tulisan ini bermanfaat bagi perkembangan ilmu pengetahuan kedepan.
Malang, 6 Mei 2015
DAFTAR ISI
1.6 Sistematika Pembahasan ... 4
BAB II DASAR TEORI ... 5
2.1 FACTS (Flexible AC Transmission System) ... 5
2.2 Jenis Peralatan FACTS ... 7
2.2.1 Studi Aliran Daya ... 7
2.2.2 Persamaan Aliran Daya ... 8
2.2.3 Jenis Rel pada Sistem Tenaga ... 9
2.3 Metode Aliran Daya Newton-Raphson ... 12
2.4 Static Var Compensator (SVC) ... 17
2.5.1 Pendahuluan ... 22
2.5.1.1 Ant Algorithm ... 27
BAB IIIPERANCANGAN SISTEM ... 30
3.1 Model Sistem Transmisi Jawa-Bali 500 KV ... 30
3.2 Perhitungan Aliran Daya pada Sistem Transmisi Jawa-Bali 500 KV di Matlab tanpa menggunakan SVC ... 33
3.3 Perhitungan Aliran Daya pada Sistem Transmisi Jawa-Bali 500 KV di Matlab menggunakan SVC ... 38
3.1 Penentuan Kapasitas SVC ... 39
3.4 Pengoptimalan Menggunakan Ant Colony Optimization ... 40
BAB IVSIMULASI DAN ANALISIS ... 44
4.1 Hasil Perhitungan Aliran Daya Sistem Transmisi Jawa-Bali 500 KV di Matlab tanpa menggunakan SVC ... 44
4.2 Hasil Perhitungan Aliran Daya menggunakan SVC ... 50
4.2.1 Perhitungan Q SVC pada Bus 17 dan Bus 22 ... 51
4.2.2 Perhitungan Nilai Kapasitor (C) pada SVC di Bus 17 dan Bus 22 ... 55
4.2.3 Perbandingan Nilai Tegangan Sebelum dan Sesudah dipasangkan SVC 56 4.3 Rugi-rugi Daya pada Saluran Transmisi Jawa-Bali 500 KV... 58
4.4 Hasil Pengoptimalan Menggunakan Ant Colony Optimization ... 59
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 60
5.1 Kesimpulan ... 60
5.2 Saran ... 60
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Diagram Satu Garis Sistem Tenaga Listrik ... 7
Gambar 2.2 Diagram Satu Garis Sistem 2 Rel ... 8
Gambar 2.3 Diagram Impedansi Sistem 2 Rel ... 9
Gambar 2.4 Static Var Sistem ... 19
Gambar 2.5 Pemodelan SVC ... 20
Gambar 2.6 Koloni semut akhirnya akan memilih lintasan terpendek menuju sumber makanan ... 22
Gambar 3.1 Sistem Transmisi Jawa-Bali 500 KV ... 30
Gambar 3.2 Pemodelan Single Line Diagram Sistem Transmisi Jawa-Bali 500 KV di Matlab ... 33
Gambar 3.3 Flowchart Analisis Aliran Daya Metode Newton-Raphson ... 34
Gambar 3.4 Phasor Diagram ... 39
Gambar 3.5 Flowchart Ant Colony Optimization (ACO)... 41
Gambar 4.1 Grafik Voltage Magnitude Hasil Perhitungan Aliran Daya pada Matlab 46 Gambar 4.2 Grafik Sudut Tegangan Hasil Perhitungan Aliran Daya pada Matlab .... 47
Gambar 4.3 Grafik Daya Aktif Generator Hasil Perhitungan Aliran Daya pada Matlab.. ... 48
Gambar 4.4 Grafik Daya Reaktif Generator Hasil Perhitungan Aliran Daya pada Matlab..49
Gambar 4.5 Grafik Voltage Magnitude Hasil Perhitungan setelah dipasangkan SVC 54 Gambar 4.6 Grafik Perbandingan Hasil Pemasangan SVC ... ..49
Gambar 4.7 Grafik Perubahan Tegangan di Bus 17 dan Bus 22 ... 57
Gambar 4.8 Tampilan Nilai Best Tour Length dan Best Tour pada command window Matlab ... 59
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Tabel Klasifikasi Rel pada Sistem Tenaga ... 10
Tabel 3.1 Data Pembangkitan dan Beban ... 31
Tabel 3.2 Data Impedansi Saluran ... 32
Tabel 4.1 Hasil Perhitungan Aliran Daya sebelum Pemasangan SVC ... 45
Tabel 4.2 Hasil Perhitungan Aliran Daya sebelum Pemasangan SVC ... 50
DAFTAR PUSTAKA
Saadat, Hadi. “Power Sytem Analysis”, America, 1999, The McGraw-Hill Companies.
Fajar. “Penentuan Mvar Optimal SVC pada Sistem Transmisi Jawa Bali 500kv
Menggunakan Artificial Bee Colony Algorithm”, Surabaya , 2010, Jurusan
Elektro ITS.
Qornain, Andzil. “Analis Perbaikan Tegangan dengan Pemasangan Static Var
Compensator di Gardu Induk Probolinggo”, Malang, 2014, Jurusan
Elektro UMM.
Anwar, Syarifil; Suyono, Hadi; Soekotjo, Harry, 2012, Optimasi Penempatan SVC untuk Memperbaiki Profil Tegangan dengan Menggunakan Algoritma Genetika, ELTEK, ISSN: 2086-8944.
Mutakhiroh, I’ing; Indarto; Hidayat, Taufiq, 2007, Pencarian Jalur Terpendek menggunakan Algoritma Semut, Universitas Islam Indonesia,
Yogyakarta, ISSN: 1907-5022
Karpagam, Devaraj, 2009, Fuzzy Logic Control of Static Var Compensator for Power System Damping, International Jurnal of Electronics Engineering 3:10
http://www.elektroindonesia.com/elektro/elek15.html
