1 BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Sistem tenaga listrik modern direpresentasikan oleh sebuah sistem
interkoneksi yang sangat bergantung pada sistem kontrol untuk memanfaatkan
secara optimal sumber daya yang ada. Masalah utama yang dihadapi oleh sistem
tenaga listrik modern adalah jatuh tegangan atau ketidakstabilan tegangan setelah
gangguan terjadi pada sistem aliran daya. Ketidakstabilan steady state
berhubungan dengan ketidakstabilan sudut daya dan kehilangan sinkronisasi antar
generator secara perlahan, jatuh tegangan bus beban dibawah kondisi beban tinggi
dan batas daya reaktif [4].
Dinamika sistem tenaga menjadi faktor penting untuk memenuhi operasi
sebuah sistem. Hal itu dipengaruhi oleh komponen-komponen dinamika sistem
seperti ; generator, beban jaringan transmisi, peralatan Flexible AC Transmission
System (FACTS), dan peralatan kontrol lainnya. Sifat-sifat dinamik dari sistem
tenaga sangat kompleks dan harus dipahami dalam merencanakan sistem operasi
yang baik dan aman [4].
Permasalahan untuk menjaga tegangan sistem pada batasan yang
ditentukan sangatlah rumit, karena beban yang sangat banyak dan daya yang
disuplai diperoleh dari banyak unit pembangkit yang beragam. Dengan beban
yang bervariasi, suplai daya reaktif memerlukan sistem transmisi yang bervariasi
pula. Sehingga, diperlukan sistem pengaturan (controlling) tegangan
menggunakan alat khusus yang dipasang ke dalam sistem (jaringan) aliran daya
untuk dapat mengatur/ menjaga tegangan transmisi tetap berada pada ambang
batas yang ditentukan (standard). Pemilihan yang tepat dan koordinasi peralatan
untuk mengontrol daya reaktif dan tegangan merupakan tantangan besar pada
teknik sistem tenaga listrik. Salah satu cara untuk menyuplai daya reaktif pada
sistem tenaga listrik dapat dilakukan dengan menginjeksi daya reaktif pada
masing-masing bus pada gardu induk (GI) tenaga listrik [6].
2
Injeksi daya reaktif dapat berupa penambahan peralatan FACTS seperti
static var compensator (SVC) yang memberikan kompensasi aktif. Daya reaktif
yang diserap atau disuplai secara otomatis disesuaikan untuk menjaga tegangan
bus yang terhubung dengan peralatan tersebut, dan secara bersama-sama dengan
pembangkit untuk mempertahankan tegangan pada titik yang ditentukan pada
sistem tenaga listrik [3].
Peralatan SVC adalah salah satu jenis perangkat elektronika daya FACTS
(Flexible AC Transmission Systems) yang dapat digunakan untuk mengontrol
sistem aliran daya. Aliran daya yang optimal dapat dicapai dengan penentuan
lokasi SVC yang tepat dan ukuran (rating) yang sesuai. SVC memiliki kinerja
(performance) yang jauh lebih baik dalam meningkatkan kemampuan memikul
beban (loadability) sistem dibandingkan dengan jenis peralatan FACTS lainnya
[3].
PLN (Perusahaan Listrik Negara) selaku user sistem kelistrikan Indonesia
mengatasi permasalahan jatuh tegangan dalam penyaluran tenaga listrik dengan
mengatur Tap-Changing pada sisi trafo daya. Nilai drop tegangan diatasi dengan
menyesuaikan nilai OLTC (On Load Tap Changer) Transformer sesuai dengan
nilai tegangan sistem nya. Sedangkan dalam pengerjaaan tugas akhir ini penulis
mengoperasikan data aliran daya normal tanpa dilakukan tapping, atau pengaturan
tegangan sistem pada trafo daya.
Peralatan SVC diaplikasikan untuk memperbaiki kinerja (performance)
sistem tenaga listrik. Di Negara-negara maju, kini banyak dikembangkan
implementasi kontrol modern sebagai peralatan yang cerdas untuk memperbaiki
kinerja sistem tenaga listrik, seperti metode Genetic Algorithm. Dalam
aplikasinya, metode Genetic Algorithm atau GA banyak digunakan dalam mencari
solusi optimal. GA adalah teknik pencarian berdasarkan cara kebiasaan lebah
dalam mencari makanan dan digunakan sebagai metode untuk menyelesaikan
permasalahan optimasi numerik.
SVC digunakan untuk mengontrol tegangan dan daya reaktif pada
terminalnya secara cepat dalam sistem tenaga listrik. Manfaat utama dari SVC ini
adalah perbaikan sistem stabilitas dan pengaturan tegangan. Sistem
3
pengkompensasian SVC dikendalikan melalui kombinasi secara mekanis atau
secara listrik terhadap kapasitor dan reaktor paralel dari SVCtersebut [2].
Dalam pengerjaan tugas akhir ini akan dirumuskan masalah sistem tenaga
mengenai pengaturan injeksi daya reaktif dari SVC untuk menghasilkan sistem
jaringan transmisi yang optimal. Penentuan titik lokasi optimum SVC yang
berpengaruh terhadap profil tegangan bus yang terpasang.
Penelitian tugas akhir ini tidak membahas aspek biaya yang menjadi
pertimbangan utama dalam pemilihan peralatan FACTS dengan peralatan
konvensional. Penelitian dilakukan dengan simulasi pada program ETAP dan
disimulasikan dalam keadaan seimbang. Studi aliran daya menggunakan metode
Newton Rhapson dengan bantuan softwa re ETAP. Dan penentuan lokasi optimal
pemasangan SVC dilakukan dengan metode Genetic Algorithm (Algoritma
Genetika).
Optimasi dilakukan dengan menggunakan metode Genetic Algorithm yang
dijalankan bersama dengan metode Newton-Rhapson dalam perhitungan aliran
daya untuk menentukan parameter letak optimal static var compensator pada
bus-bus gardu induk (GI) tenaga listrik berdasarkan batas tegangan dan kontrol daya
reaktif pada saluran transmisi. Program optimasi dijalankan dengan menggunakan
bahasa pemrograman bahasa C yang diadaptasi ke dalam matlab.
1.2 Tujuan Penulisan
Adapun tujuan penelitian adalah :
1. Mengetahui titik lokasi optimum pemasangan static var compensator
pada jaringan transmisi sumbagut 150 KV untuk memperoleh
kompensasi daya reaktif optimum dan didukung dengan faktor tegangan
yang lebih baik.
2. Mengetahui profil tegangan pada jaringan transmisi sumbagut 150 KV
baik yang terhubung ataupun tidak dengan static var compensator.
4 1.3 Batasan Masalah
Adapun batasan batasan masalah dalam penelitian tugas akhir ini adalah:
1. Tugas Akhir ini membahas tentang pemasangan SVC pada sistem
transmisi Sumbagut berbasis metode Algoritma Genetika untuk proses
optimasi.
2. Simulasi dilakukan menggunakan softwa re ETAP untuk menentukan
aliran daya berbasis metode Newton Rhapson dan untuk menjalankan
program genetika algoritma menggunakan softwa re Matlab.
3. Penelitian dilakukan berdasarkan data transmisi PLN Sumbagut 150
KV.
4. Penelitian tidak meninjau dari aspek ekonomis (biaya).
1.4 Manfaat Penelitian
Adapun manfaat utama dari penelitian yang dilakukan ini adalah perbaikan
stabilitas dan pengaturan tegangan serta dapat menentukan lokasi pemasangan
static var compensator yang paling optimal untuk memperoleh sistem jaringan
yang lebih efisien. Efisien yang dimaksud dalam hal ini adalah digunakan secara
tepat untuk perbaikan sistem stabilitas dan profil tegangan dalam jaringan
transmisi.
1.5 Luaran Tugas Akhir
Adapun luaran dari tugas akhir ini adalah penulis akan membuat jurnal
tugas akhir yang dapat dimanfaatkan sebagai referensi untuk kegiatan penelitian
lebih lanjut. Selain itu, penelitian ini dapat dipublikasikan dalam bentuk jurnal
maupun penelitian ilmiah pada acara seminar dan kegiatan akademik lainnya.
