SKRIPSI
OPTIMASI PENEMPATAN DAN KAPASITAS DISTRIBUTED GENERATION (DG) DENGAN MENGGUNAKAN METODE ARTIFICIAL
IMMUNE NEGATIVE SELECTION
Diajukan untuk memenuhi persyaratan menyelesaikan pendidikan sarjana (S1) pada Departemen Teknik Elektro Sub Konsentrasi Teknik Energi Listrik
Oleh:
Hans Zwingly
NIM : 110402029
DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas
segala berkat dan rahmatNya yang diberikanNya kepada penulis sehingga penulis
dapat menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul “Optimasi Penempatan dan
Kapasitas Distributed Generation (DG) dengan Menggunakan Artificial Immune
Negative Selection”. Penulisan Tugas Akhir ini merupakan salah satu persyaratan
untuk menyelesaikan studi dan memperoleh gelar Sarjana Teknik di Departemen
Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
Tugas Akhir ini penulis persembahkan untuk kedua orang tua yang telah
membesarkan penulis, saudara kandung penulis dan kepada semua yang memberi
perhatian dan dukungannya hingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini
dengan baik. Selama masa perkuliahan sampai penyelesaian Tugas Akhir ini,
penulis mendapat dukungan, bimbingan, dan bantuan dari berbagai pihak. Untuk
itu, penulis hendak menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar - besarnya
kepada:
1. Bapak Ir. Zulkarnaen Pane, MT dan Rahmad Fauzi, S.T, M.T selaku Dosen
Pembimbing Tugas Akhir yang telah banyak meluangkan waktu dan
pikirannya untuk memberi bantuan,bimbingan, dan pengarahan kepada
penulis selama penyusunan Tugas Akhir ini. Terima kasih sebesar - besarnya
penulis ucapkan untuk beliau.
2. Ir. Eddy Warman, MT dan bapak Ir. Syafruddin HS, M.Sc, PhD selaku Dosen
Penguji
3. Bapak Suherman, ST., M.Comp., Ph.D selaku Dosen Wali penulis
4. Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.Si selaku Ketua Departemen Teknik
Elektro USU dan Bapak Rahmat Fauzi, ST, MT selaku Sekretaris
Departemen Teknik Elektro FT USU
5. Seluruh staf pengajar dan administrasi Departemen Teknik Elektro, Fakultas
Teknik Universitas Sumatera Utara.
6. Para asistan Laboratorium Konversi Energi dan Laboratorium Analisis Sistem
7. Ayah, ibu, serta kakak penulis yang sudah memberi dukungannya.
8. Kepada Dwi Putri Simamora yang menyemangati penulis dalam
menyelesaikan tugas akhir ini.
9. KK Holong ( Bg Gerhard, Hendrik Hutagalung, Harry Panjaitan, Anriadi
Sinaga) yang menegur dan menopang penulis ketika mengalami keterjatuhan
dalam pengerjaan tugas akhir.
10. Teman - teman stambuk 2011 yang selalu membuat lelucon dan hiburan.
11. Saudara Anriadi Sinaga dalam membantu penulis memperoleh data
12. Semua abang - kakak senior, terkhusus abang - kakak senior yang mau
berbagi pengalaman dan motivasi kepada penulis.
13. Semua orang yang tidak dapat penulis sebutkan satu per satu, penulis ucapkan
terima kasih.
Medan, 31 Maret 2017
Penulis,
ABSTRAK
Distributed Generator (DG) merupakan pembangkit berkapasitas kecil
yang terletak pada sistem distribusi tenaga listrik. Pemasangan DG mempunyai
banyak keuntungan yaitu meningkatkan efisiensi dan keandalan system serta
dapat memperbaiki kualitas daya dan level tegangan. Permasalahan yang dihadapi
pada saat ini dalam DG adalah mendapatkan titik koneksi dan kapasitas yang tepat
untuk pemasangan DG yang akan dikoneksikan pada saluran distribusi tegangan
20 kV. Letak dikatakan maksimal apabila memiliki nilai rugi-rugi minimum dan
level tegangan yang terjaga berada pada tegangan standar. Pada tugas akhir ini
penulis ingin melakukan pengoptimasian penempatan dan kapasitas DG dengan
menggunakan kecerdasan buatan yaitu Artificial Immune Negative Selection.
Dengan menggunakan metode artificial immune dengan prinsip negative selection
maka hasil yang di dapat adalah penempatan titik koneksi DG yang optimal
berada pada bus 58 dengan jarak 2.79 km dari bus 69 (bus generator) dengan
kapasitas 1.5 MW dimana penempatan pada bus tersebut dapat memperbaiki
kualitas tegangan dari 0.9703 pu menjadi 0.9754 pu dan mengurangi rugi-rugi
daya aktif dari 0.086 MW menjadi 0.03 MW pada saluran.
Kata Kunci : Artificial Immune Negative Selection, Rugi-rugi daya, Kualitas
Daftar Isi
2.1.1. Konsep Perhitungan Aliran Daya ... 4
2.1.2. Persamaan Aliran Daya... 6
2.1.3. Metode Penyelesaian Aliran Daya ... .7
2.2. Rugi-rugi daya pada saluran...10
2.3. Impedansi Seri pada Jaringan...11
2.3.1. Resistansi ...11
2.3.2. Induktansi...11
2.3.3. Perhitungan per unit...12
2.4. Distributed Generation...13
2.4.1. Dampak dari Distributed Generation yang Terpasang pada Jaringan ...13
2.4.2. Kalkulasi Drop Tegangan pada saat penambahan DG ...15
2.4.3. Pengaturan tegangan DG dan pengaruh terhadap rugi-rugi ...17
2.5. Kekebalan tubuh berbasis Negative Selection ...19
2.5.2. Mekanisme proses negative selection...22
BAB III METODE PENELITIAN ...25
3.1. Tempat dan Waktu...25
3.2. Bahan Penelitian...25
3.3. Variabel Yang Diamati...25
3.4. Prosedur penelitian...25
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ...30
4.1. Pengumpulan data...30
4.1.1. Data Beban ...30
4.1.2. Data pembangkit...35
4.1.3. Data saluran distribusi ...36
4.2. Kandidat bus yang terpilih untuk di interkoneksikan...40
4.3. Pemasangan DG titik interkoneksi pada bus 68...44
4.3.1. Kapasitas 0.75 MW ...44
4.3.2. Kapasitas 1 MW ...45
4.3.3. Kapasitas 1.25 MW ...46
4.3.4. Kapasitas 1.5 MW ...48
4.4. Pemasangan DG titik interkoneksi pada bus 52...50
1.4.1. Kapasitas 0.75 MW ...50
1.4.2. Kapasitas 1 MW ...51
1.4.3. Kapasitas 1.25 MW ...52
1.4.4. Kapasitas 1.5 MW ...54
4.5. Pemasangan DG titik interkoneksi pada bus 56...56
1.5.1. Kapasitas 0.75 MW ...56
4.2. Kapasitas 1 MW ...57
4.3. Kapasitas 1.25 MW ...58
4.4. Kapasitas 1.5 MW ...60
4.6.1. Kapasitas 0.75 MW ...62
4.6.2. Kapasitas 1 MW ...63
4.6.3. Kapasitas 1.25 MW ...64
4.6.4. Kapasitas 1.5 MW ...66
4.7. Pemasangan DG titikinterkoneksipada bus 24...68
4.7.1. Kapasitas 0.75 MW ...68
4.7.2. Kapasitas 1 MW ...69
4.7.3. Kapasitas 1.25 MW ...70
4.7.4. Kapasitas 1.5 MW ...72
4.8. Penentuan titik interkoneksi yang optimal...74
4.9. Perbandingan Hasil Peletakan Titik Koneksi dan Penentuan Kapasitas DG Antara Metode Ant Colony Optimization (ACO) dengan Metode Artificial Immune Negative Selection...76
BAB KESIMPULAN DAN SARAN...78
5.1. Kesimpulan...78
5.2. Saran...78
Daftar Gambar
Gambar 2. 1 Diagram satu garis dari n-bus dalam suatu sistem tenaga listrik ... 6
Gambar 2. 2 Diagram representasi rugi-rugi daya ... 10
Gambar 2. 3Transposisi pada saluran tiga fasa ... 12
Gambar 2. 4 Sistem tenaga listrik konvensional ... 14
Gambar 2. 5 Interkoneksi DG pada jaringan distribusi ... 15
Gambar 2. 6 Saluran dengan beban akhir (a)one-line diagram; (b)phasor diagram ... 16
Gambar 2. 7 Saluran dengan satu beban dan satu DG... 17
Gambar 2. 8 Sistem kekebalan tubuh yang berbasis negative selection... 21
Gambar 3. 1 Flowchart penelitian ... 26
Gambar 4. 1 Bus yang terpilih pada lokasi I ... 41
Gambar 4. 2 Bus yang terpilih pada lokasi II... 41
Gambar 4. 3 Bus yang terpilih pada lokasi III ... 42
Gambar 4. 4 Bus yang terpilih pada lokasi IV ... 43
Gambar 4. 5 Grafik rugi-rugi daya ... 75
Gambar 4. 6 Level tegangan rata-rata... 76
Daftar Tabel
Tabel 2. 1Tipe bus dalam sistem tenaga listrik ... 5
Tabel 2. 2Representasi permasalah dalam pengoptimasian DG pada jaringan 20
kV... 21
Tabel 4. 1 Data beban saluran distribusi 20 kV... 30
Tabel 4. 2 Data saluran distribusi 20 kV... 36
Tabel 4. 3 Estimasi jarak dari bus pembangkit ke bus yang akan di
interkoneksikan ... 43
Tabel 4. 4 Level tegangan pada saat interkoneksi di bus 68 dengan kapasitas 0.75
MW. ... 44
Tabel 4. 5 Level tegangan pada saat interkoneksi di bus 68 dengan kapasitas 1
MW. ... 45
Tabel 4. 6 Level tegangan saat interkoneksi di bus 68 dengan kapasitas 1.25 MW.
... 46
Tabel 4. 7 Level tegangan saat interkoneksi di bus 68 dengan kapasitas 1.5 MW.
... 48
Tabel 4. 8 Level tegangan pada saat interkoneksi di bus 52 dengan kapasitas 0.75
MW. ... 50
Tabel 4. 9 Level tegangan pada saat interkoneksi di bus 52 dengan kapasitas 1
MW. ... 51
Tabel 4. 10 Level tegangan pada saat interkoneksi di bus 52 dengan kapasitas 1.25
MW. ... 53
Tabel 4. 11 Level tegangan pada saat interkoneksi di bus 52 dengan kapasitas 1.5
MW... 54
Tabel 4. 12 Level tegangan pada saat interkoneksi di bus 56 dengan kapasitas 0.75
MW... 56
Tabel 4. 13 Level tegangan pada saat interkoneksi di bus 56 dengan kapasitas 1
MW... 57
Tabel 4. 14Level tegangan pada saat interkoneksi di bus 56 dengan kapasitas 1.25
Tabel 4. 15Level tegangan pada saat interkoneksi di bus 56 dengan kapasitas 1.5
MW. ... 60
Tabel 4. 16 Level tegangan pada saat interkoneksi di bus 58 dengan kapasitas 0.75 MW... 62
Tabel 4. 17 Level tegangan pada saat interkoneksi di bus 58 dengan kapasitas 1 MW. ... 63
Tabel 4. 18 Level tegangan pada saat interkoneksi di bus 58 dengan kapasitas 1.25 MW. ... 65
Tabel 4. 19 Level tegangan pada saat interkoneksi di bus 58 dengan kapasitas 1.5 MW. ... 66
Tabel 4. 20 Level tegangan pada saat interkoneksi di bus 24 dengan kapasitas 0.75 MW. ... 68
Tabel 4. 21 Level tegangan pada saat interkoneksi di bus 24 dengan kapasitas 1 MW. ... 69
Tabel 4. 22 Level tegangan pada saat interkoneksi di bus 24 dengan kapasitas 1.25 MW. ... 71
Tabel 4. 23 Level tegangan pada saat interkoneksi di bus 24 dengan kapasitas 1.5 MW. ... 72
Tabel 4. 24 Profil tegangan,kapasitas dan total rugi-rugi ... 74
Tabel 4. 25 Nilai Fitness ... 75
Daftar Simbol
P = Daya Aktif (Watt)
Q = Daya Reaktif (Var)
|V| = Tegangan (volt)
δ = Sudut Fasa Tegangan (°)
y = Admitansi (Ʊ )
I = Arus (Ampere)
Gik = Konstanta
Bik = Konstanta
S = Daya Semu (VA)
R0 = Resistansi (Ω )
ρ = Resistansi Konduktor (Ω m)
L = Panjang Konduktor (m)
A = Luas Penampang Konduktor ( m2)
La = Induktansi (h/m)
XLa = Reaktansi Induktif (Ω /mi)
Z = Impedansi (Ω )
