1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Sistem tenaga listrik terdiri atas komponen tenaga listrik yaitu pembangkit, sistem transmisi dan sistem distribusi. Pembangkit-pembangkit tenaga listrik yang lokasinya berjauhan satu dengan lainnya terhubung ke sistem melalui sistem transmisi yang panjang untuk mencatu tenaga listrik pada beban yang tersebar. Sistem ini disebut sebagai sistem interkoneksi. Adanya sistem interkoneksi memberikan keuntungan keandalan sistem yang semakin tinggi, efisiensi pembangkitan tenaga listrik dalam sistem meningkat dan mempermudah penjadwalan pembangkit.
Tujuan utama operasi sistem tenaga listrik yaitu memenuhi kebutuhan daya pelanggan dengan biaya yang minimum, sistem harus aman, mempunyai keandalan yang memenuhi standar, kualitas tegangan dan frekuensi yang dijaga sedemikian rupa sehingga tetap pada kisaran yang ditetapkan dan dapat melayani permintaan secara kontinu sepanjang waktu. Berkaitan dengan tujuan tersebut, dua hal yang perlu dilakukan yaitu pertama penjadwalan pembangkitan secara efisien, kedua sistem hendaknya selalu pada kondisi aliran daya optimal (OPF). Dengan OPF biaya total dari suplai (pembangkitan), transmisi dan permintaan (beban) dapat diminimumkan.
Berbagai permasalahan pokok yang dihadapi dalam pengoperasian sistem tenaga listrik adalah biaya operasi, keterbatasan saluran (sifat fisik saluran), tegangan sistem, pengaturan frekuensi, gangguan dalam sistem, pemeliharaan peralatan dan perkembangan permintaan. Masalah tegangan sistem disebut juga masalah keamanan operasi sistem yang terkait dengan masalah pembebanan dan rugi-rugi daya.
Pembebanan maksimum di saluran transmisi dapat menyebabkan sistem berada dalam kondisi kontingensi yang membahayakan keamanan sistem. Peningkatan
loading margin dengan divais Flexible AC Transmission System (FACTS) dapat
dilakukan untuk menghindari kondisi kontingensi.
Kondisi pembebanan maksimum (beban puncak) juga dapat menambah rugi-rugi daya yang menyebabkan gangguan penyaluran daya. Permasalahan tersebut juga dapat diatasi dengan divais FACTS (fungsi FACTS diantaranya adalah stabilisasi dinamika sistem, pengaturan tegangan dan kendali aliran daya untuk memperoleh aliran daya optimal dimana sasaran pokoknya adalah memperbaiki kemampuan penyaluran daya, keamanan sistem, keandalan, controllability dan kualitas).
Permasalahan selanjutnya akibat pembebanan maksimum adalah collapse tegangan yang merupakan masalah keamanan sistem. Collapse tegangan dapat diatasi dengan memaksimumkan margin dari collapse tegangan yaitu dengan cara menurunkan rugi-rugi daya.
Fungsi FACTS yang telah disebutkan di atas dapat diperoleh dengan menentukan lokasi FACTS secara optimal disertai memilih tipe dan menghitung parameter (untuk mencapai keefektifan fungsi kendalinya dan untuk memperoleh biaya investasi FACTS yang rendah sebab biaya pembangunan FACTS serta kendali dan infrasrtruktur pendukungnya adalah tinggi).
Adapa (2005) menjelaskan bahwa FACTS adalah sekumpulan teknologi kendali transmisi daya berbasis solid-state elektronika daya dengan daya tinggi. Komponen elektronika daya yang umum digunakan untuk FACTS adalah thyristor tradisional
Silicon Control Rectifier (SCR) 5000V/5000A dan Gate Turn Off thyristor (GTO)
4500V/2000A. Solid state tegangan tinggi lainnya yang digunakan seperti MOS
Controlled Thyristor (MCT) dan Insolated Gate Bipolar Transistor (IGBT)
6500V/1000A. MCT identik dengan GTO dimana sinyal gate lebih sederhana besarannya. Sebelumnya telah digunakan beberapa teknologi tradisional dalam transmisi yaitu reaktor seri berfungsi menahan pembebanan akibat pembatas termal, kapasitor seri berfungsi menaikkan aliran daya, bank kapasitor shunt adalah lower
Teknologi FACTS secara umum dapat dibagi ke dalam dua era, yaitu: (i) teknologi tradisional dimana performans dan kecepatan responnya terbatas (terhubung shunt atau seri untuk kendali tegangan dan aliran daya) seperti reaktor terkendali thyristor, reaktor dengan switch thyristor, kapasitor dengan switch
thyristor dan Static Var Compensator (SVC); SVC terhubung shunt berfungsi
sebagai kendali tegangan bus dan injeksi daya reaktif yang dimodelkan dengan model injeksi daya reaktif, (ii) Teknologi baru (kendali tegangan dan aliran daya tanpa membutuhkan reaktor atau kapasitor bank fisikal) seperti Thyristor Controlled
Series Compensation (TCSC) terhubung seri; berfungsi meningkatkan kemampuan
pembebanan saluran transmisi yang dimodelkan dengan reaktans seri adjustable,
Unified Power Flow Controller (UPFC) maupun Generalized Unified Power Flow Controller (GUPFC) terhubung shunt dan seri; digunakan untuk kendali aliran daya
aktif, kendali tegangan bus dan injeksi daya reaktif yang dimodelkan dengan model injeksi daya, STATic Synchronous COMpensator (STATCOM) terhubung shunt; berfungsi seperti SVC, Static Synchronous Series Compensator (SSSC) terhubung seri; berfungsi seperti TCSC, Interline Power Flow Controller (IPFC) terhubung seri; berfungsi meningkatkan aliran daya dan pertukaran daya antara saluran; dimodelkan dengan model injeksi daya. Teknologi UPFC, GUPFC, STATCOM, SSSC, dan IPFC berbasis pada penggunaan teknologi Voltage Source Converter (VSC) yang merupakan blok pembangun dasar dari FACTS. Sifat FACTS dengan VSC beroperasi bebas dari kekuatan sistem ac yang terhubung dan menggunakan
switch solid state gate-turn-off yaitu GTO dan IGBT.
UPFC di gardu induk Inez adalah satu contoh penerapan FACTS di Amerika Serikat (USA) dalam pengendalian aliran daya untuk memperoleh pengaliran daya yang handal ke Inez dimana dapat meningkatkan transfer daya sebesar 100 MW (Adapa, 2005). FACTS ini merupakan proyek American Electric Power - Electric
Power Research Institute - Siemens (AEP-EPRI-Siemens) di bagian timur USA.
ke 700 MW dan mengendalikan tegangan untuk memperbaiki stabilitas sistem (Adapa, 2005). Kasus UPFC di Inez ini adalah contoh dari penerapan FACTS yang berhasil menurunkan rugi-rugi sehingga dapat menaikkan transfer daya. Disamping FACTS tersebut ada Marcy Convertible Static Compensator (CSC) yaitu proyek
NewYork Power Authority - Electric Power Research Institute - Siemens
(NYPA-EPRI-Siemens) yang merupakan solusi hybrid FACTS dan peralatan konvensional. Marcy CSC ini dibangun guna kebutuhan pengendalian aliran daya, generator dan proteksi (short-term) dan fleksibilitas operasi sistem masa mendatang. CSC merupakan varian dari GUPFC dengan suatu instalasi tunggal pada sistem transmisi NYPA yang dapat dihubungkan sebagai dua VSC berbasis kompensator seri pada dua saluran transmisi dengan common dc-link untuk kompensator. CSC mempunyai kemampuan:
1. Melakukan upstate-to-downstate transfer daya yaitu sebesar 240 MW pada koridor 9000 MW.
2. Dapat direkonfigurasi untuk melayani fungsi yang berbeda, yaitu sebagai STATCOM, SSSC, UPFC dan IPFC.
3. Membebaskan bottleneck transmisi. 4. Mereduksi congestion transmisi.
5. Menaikkan daya lenting dinamis sistem dan memperbaiki kendali tegangan. Perkembangan lain tentang penerapan FACTS untuk peningkatan operasi aliran daya dilakukan di Qatar Transmission System (QTS) (El-Sayed et. al., 2010). Penerapan FACTS untuk pengendalian aliran daya dinamis pada QTS mencakup sepanjang pantai bagian barat Qatar atau saluran dari utara ke barat. Pembangkit listrik dominan berlokasi di utara dan selatan dengan jarak antara utara dan selatan sejauh 200 km dengan tegangan jaringan 400 kV dan tegangan pusat beban 200 kV. Tujuan utama penerapan FACTS tersebut adalah mempertahankan keseimbangan aliran daya dan mensuplai daerah yang lemah serta mendukung keamanan operasi jaringan bila permintaan dalam daerah ini meningkat. Permasalahan yang ada yaitu:
1. Penetapan keberadaan infrastruktur QTS.
2. Perlunya perbaikan dalam QTS untuk mendukung implementasi FACTS dan kendalinya serta perlengkapan komunikasi dan analisis biaya.
3. Permasalahan selanjutnya adalah pertimbangan penerapan FACTS dalam saluran paralel atau terinterkoneksi yaitu apakah menggunakan sejumlah UPFC atau menggunakan satu GUPFC saja dalam rangka memenuhi kebutuhan kendali aliran daya dan untuk mencapai keamanan yang dikehendaki.
4. Tercapainya Wide Area Control (WAC) berbasis teknologi synchrophasor dapat meningkatkan proses pembuatan keputusan dari operator sistem untuk menaikkan pengaliran daya hingga mencapai limit dinamis saluran transmisi juga merupakan pertimbangan selanjutnya.
FACTS dalam suatu sistem tenaga mempunyai peran vital dalam memperbaiki performans sistem tenaga baik statis maupun dinamis. Peran vital tersebut adalah memperbaiki stabilitas, meningkatkan keamanan sistem, meningkatkan keandalan pembebanan dan mengurangi rugi-rugi. Selanjutnya pada bagian berikut ini disusun rumusan masalah untuk mengimplementasikan peran vital tersebut.
1.2. Rumusan dan Batasan Masalah 1.2.1. Masalah
Berdasarkan latar belakang seperti tertera di bagian atas, permasalahan penerapan FACTS yang sangat penting dapat dirumuskan sebagai berikut:
1. Penerapan FACTS memerlukan penentuan lokasi secara optimal disertai pemilihan tipe dan perhitungan parameter divais FACTS untuk memperoleh keefektifan fungsi kendalinya serta biaya investasi yang rendah.
2. Pengembangan teknik ataupun algoritma yang digunakan untuk penentuan lokasi, pemilhan tipe, perhitungan parameter dan biaya investasi untuk penempatan optimal divais FACTS dapat meningkatkan loading margin atau menurunkan rugi-rugi daya. Studi tentang berbagai teknik atau algoritma yang
ada adalah penting karena masing-masing memiliki berbagai kelebihan dan kekurangan. Selanjutnya memilih dan mengembangkan teknik terpilih untuk mencapai tujuan penempatan optimal FACTS.
3. Sistem yang stabil belum tentu berada pada daerah operasi yang aman sehingga analisis statis hendaknya didampingi analisis dinamis untuk memperkuat validasi penempatan FACTS.
1.2.2. Batasan masalah
1. Pengaruh antar generator tidak dibahas.
2. Tipe divais FACTS yang digunakan adalah SVC, TCSC, UPFC dan. 3. Biaya pembangkitan tenaga listrik tidak dibahas.
4. Biaya investasi FACTS dibahas secara singkat. Pembahasan difokuskan pada aspek teknik atau keefektifan fungsi kendali FACTS meskipun perbedaan lokasi dan tipe divais juga membutuhkan biaya berbeda. Akan tetapi untuk pasangan antara SVC dengan STATCOM dan TCSC dengan SSSC maka yang dipilih adalah SVC dan TCSC sebab lebih murah dan fungsi kendalinya sama meskipun STATCOM dan SSSC mempunyai kelebihan karena berbasis VSC.
5. Lokasi optimal yang diperoleh tersebut diuji dengan analisis performans statis dan analisis performans dinamis.
1.3. Keaslian Penelitian
Penelitian ini dilakukan untuk memperoleh teknik penempatan divais FACTS pada lokasi optimal dalam jaringan transmisi daya listrik untuk OPF dan keamanan sistem. Pemilihan lokasi dilakukan dengan menerapkan teknik sensitivitas faktor pembebanan sistem dan kriteria kontingensi N-1 berbasis analisis Continuation
Power Flow (CPF). Lokasi yang telah diperoleh tersebut diuji dengan analisis statis
yaitu dengan algoritma Nonlinear Predictor-Corrector Primal-Dual Interior-Point
Algorithm OPF (NLPCPDIPA-OPF) dengan fungsi sasaran jamak yaitu
berbasis pelayanan beban. Algoritma ini telah diterapkan oleh Milano (2003), (2004) dan (2005) pada sistem real Italia 129-bus untuk menghitung aliran daya optimal tanpa FACTS. Sistem yang digunakan pada penelitian ini adalah sistem Institution of
Electrical and Electronics Engineering (IEEE) yang dimodifikasi baik tanpa FACTS
maupun dengan FACTS.
Penelitian ini juga disertai penentuan tipe, perhitungan parameter dan biaya investasi FACTS. Tipe FACTS yang diuji adalah SVC, TCSC, UPFC dan GUPFC. Sistem yang digunakan dalam penempatan optimal ini adalah IEEE 57-bus. Jika SVC, TCSC dan UPFC yang diuji maka digunakan simulasi domain-waktu yang tersedia dalam Power System Analysis Toolbox (PSAT) untuk meninjau performans dinamisnya. Selanjutnya jika GUPFC yang diuji maka digunakan program simulasi model taklinear dinamis untuk studi performans dinamisnya sebagai validasi lokasi terpilih.
Penjelasan ringkas tentang penelitian terdahulu diuraikan dalam telaah penelitian terdahulu (tinjauan pustaka) serta Tabel 1.1 yaitu tentang penempatan divais FACTS pada lokasi optimal dengan berbagai metodenya. Berikut ini beberapa hal yang umumnya dilakukan pada penelitian terdahulu:
1. Penerapan algoritma yang digunakan umumnya diuji dengan jenis FACTS yang tidak bervariasi atau kurang bervariasi. Jumaat et. al. (2013) menggunakan 𝜎-MOPSO pada sistem IEEE 30-bus dan 118-bus untuk penempatan SVC (tetapi hanya menguji SVC). Akan tetapi diketahui kebutuhan sistem terhadap divais kendali tergantung pada karakteristik pembangkit, saluran transmisi dan beban. 2. Fungsi sasaran yang digunakan untuk OPF umumnya masih dalam lingkup:
meminumkan rugi-rugi transmisi dan biaya investasi FACTS oleh Jumaat et. al. (2013); biaya pembangkitan daya aktif (tanpa penempatan FACTS) oleh Shunmugalatha and Slochanal (2008) dan Duman et. al. (2012); biaya pembangkitan daya aktif dengan penempatan IPFC oleh Naresh Babu and Sivanagaraju (2012).
3. Alat atau algoritma yang umum digunakan adalah algoritma secara tunggal, parameter sistem yang ditinjau atau diuji oleh alat atau algoritma tersebut hanya satu yaitu sensitivitas sistem atau kontingensi saja. Menggunakan analisis statis saja atau analisis dinamis saja. Dixit and Jhapte (2013) meneliti lokasi optimal dan setting parameter optimal TCSC dengan mempertimbangkan minimisasi rugi-rugi daya aktif (dalam analisis statis) dengan metode berbasis pendekatan sensitivitas pada lokasi TCSC ditempatkan di antara sistem 2-bus dan 2-area dengan jarak saluran 412 km.
4. Literatur yang berfokus pada pemodelan dan penempatan GUPFC masih sedikit. Fardanesh et. al. (2000) memodelkan GUPFC menggunakan tiga konverter dengan model frekuensi dasar dengan Electromagnetic Transient Program (EMTP). El-Sadek et. al. (2009) hanya merumuskan GUPFC dengan model statis injeksi daya aktif dan reaktif dalam sistem IEEE 30-bus tanpa membahas penempatannya. Shah et. al. (2013) memodelkan GUPFC dengan Matlab/Simulink dan menempatkannya pada sistem SMIB dengan strategi kendali Simulated Sine Pulse Width Modulation (SPWM). Vyakaranam and Villaseca (2014) melakukan pemodelan serta analisis dinamis GUPFC tanpa membahas penempatannya.
Hal baru dalam penelitian ini adalah: (1) Teknik sensitivitas faktor pembebanan sistem dan kriteria kontingensi N-1 berbasis analisis CPF digunakan untuk menentukan lokasi FACTS dalam sistem tenaga listrik. Rumusan matematis teknik sensitivitas faktor pembebanan sistem sebanding dengan persamaan keseimbangan daya aktif dan reaktif terhadap perubahan besaran tegangan maupun sudut fase tegangan pada masing-masing saluran. Bila FACTS ditempatkan pada suatu saluran maka tanggapan (aksi kendali) FACTS yang ditempatkan sesuai dengan nilai sensitivitas dan nilai kontingensi pada saluran tersebut. (2) Sasaran OPF pada penelitian ini adalah meminimumkan biaya suplai dan permintaan serta memaksimumkan loading margin pada kondisi sebelum dan setelah penempatan
FACTS. Sasaran OPF ini bertujuan meningkatkan kemanfaatan sosial karena ditinjau dari sisi sosial yaitu meringankan biaya yang harus dibayar konsumen (permintaan) serta biaya yang harus ditanggung suplai (pembangkitan). (3) Hasil penelitian ini adalah tipe, lokasi, parameter dan biaya investasi FACTS serta penurunan rugi-rugi dan peningkatan loading margin setelah penerapan FACTS. Disamping itu diperoleh perubahan nilai sensitivitas faktor pembebanan sistem dan kriteria kontingensi N-1 yang dapat digunakan sebagai petunjuk derajat keamanan sistem setelah dipasang FACTS. Hasil penelitian tersebut ditunjukkan dalam Gambar 1.1 yaitu Fishbone
diagram posisi penelitian. Fishbone diagram ini terkait dengan metode jalannya
penelitian yang telah dilakukan.
Bahan atau Data Teori
Alat
Teknik Metode OPF Pembahasan
Kesimpulan dari pembahasan Hasil-hasil · Tipe · Lokasi · Parameter FACTS · Biaya investasi · Rugi-Rugi · Loading margin · Sensitivitas Data: Awal, Tambahan, Modifikasi
OPF (Torres and Quintana 1999) Statis Aliran Daya (Newton Raphson) Sistem FACTS Dinamis Statis (Milano, 2008) dan GUPFC Dinamis (Hadi, 2011) GUPFC Statis (2011) Sensitivitas (2012) Kontingensi N-1 (Milano, 2005) CPF CPF Parameter FACTS
(Sing and Erlich, 2005)
SNB, LIB Komputer Bahan: Jurnal, Proceedings, Teks book Windows Matlab PSAT: Aliran daya dan OPF & interface: GAMS dan Uwpflow
(Milano, 2005)
Statis: Aliran daya, OPF (2014), Sensitivitas & Grafik (Profil tegangan) Dinamis: Stabilitas
sinyal kecil dan Grafik eigenvalue
Nilai terbaik dari hasil dinamis pada kondisi dipasang FACTS
Nilai terbaik dari hasil statis pada kondisi tanpa dan
dengan FACTS Matlab PSAT PCPDIPA dengan FACTS (2013) Statis: membandingkan hasil-hasil dengan teori pada kondisi tanpa dan
dengan FACTS Dinamis: membandingkan hasil-hasil dengan teori pada; FACTS terpasang Simulasi Dinamis (2012)
Gambar 1.1. Fishbone diagram posisi penelitian
Tabel 1.1 adalah posisi penelitian di antara beberapa penelitian terahulu tentang penempatan FACTS dengan berbagai metode dalam berbagai sistem pengujian maupun sistem real. Tabel 1.1 disusun untuk melengkapi penjelasan Gambar 1.1.
Tabel 1.1 Posisi penelitian tentang penempatan FACTS Peneliti Metode dan dengan
mempertimbangkan
Tujuan Penempatan
Sistem dan tipe FACTS Lokasi FACTS Visakha et. al., (2003); India Observasi; kontingensi N-1 dan stabilitas tegangan L-indeks, pada kondisi normal dan kontingensi.
Memperbaiki keamanan dan stabilitas sistem
Sistem real EHV 36-bus India; UPFC Line (36-30) Sadikovic et. al. (2006); Switzerland Observasi; Analisis sensitivitas dan metode residu Biaya investasi Sistem 39-bus; TCSC Line (26-29) Donapati and Verma (2008); India Observasi; Sensitivitas parameter pembebanan (𝜆), pada kondisi kontingensi Peningkatan loading margin Sistem 75-bus India, Uttar Pradesh State Power Corporation Network; UPFC Line (29-38) Magaji and Mustafa (2009); Malaysia Observasi; Metode faktor residu, pada kondisi normal dan kontingensi dinamis Meredam osilasi mode inter-area Sistem TNB 25-bus Malaysia bagian selatan; TCSC Line (8-13) Magaji et. al. (2010); Malaysia Observasi; Metode faktor residu, pada kondisi normal dan kontingensi kritis dinamis Mereduksi osilasi sistem Sistem TNB 25-bus Malaysia bagian selatan; UPFC Line (9-10) Lubis, et al. (2012); Indonesia Observasi; Lokasi diperoleh dengan metode observasi; Pemodelan GUPFC untuk memperoleh OPF
OPF Sistem IEEE
30-bus; GUPFC Line 20), 17), 21), (10-22). Lubis, et al. (2012); Indonesia Observasi; Teknik sensitivitas faktor pembebanan sistem dan kriteria kontingensi N-1, analisis statis dan dinamis OPF dan keamanan operasi sistem. Sistem IEEE secara berturut: 30-bus, 57-bus, 118-bus; UPFC dan GUPFC. UPFC Line (2-5), GUPFC Line (9-10) dan (9-11), UPFC Line (9-10) Lubis, et al. (2012); Indonesia Observasi; Lokasi diperoleh dengan teknik sensitivitas faktor pembebanan sistem dan kriteria kontingensi N-1, analisis dinamis. Memperbaiki dan meningkatkan Stabilitas dinamis. Sistem IEEE 57-bus; GUPFC. Line (9-10) dan (9-11).
Lanjutan Tabel 1.1 Peneliti Metode dan dengan
mempertimbangkan
Tujuan Penempatan
Sistem dan tipe FACTS Lokasi FACTS Lubis, et al. (2013); Indonesia Observasi; Lokasi diperoleh dengan metode sensitivitas, OPF dengan VSC-OPF berbasis pelayanan beban dengan mempertimbangkan kontingensi N-1 Meningkatkan OPF Sistem IEEE 14-bus; SVC, TCSC dan UPFC. UPFC pada Line (2-5) Lubis, et al. (2014); Indonesia
Observasi; Lokasi dengan metode sensitivitas, OPF dengan VSC-OPF
berbasis pelayanan beban.
Available Transfer Capability (ATC) Sistem IEEE 57-bus, 118-bus; UPFC dan GUPFC 57-bus: UPFC Line-8, GUPFC Line-9, 10, 11, 12, 80; 118-bus UPFC Line-9, GUPFC Line-7, 9 Dixit and Jhapte (2013); India Observasi; Analisis komparatif, Reduksi rugi-rugi daya Sistem Rourkela-Gardu induk Raipur , India 400 kv, saluran 412 km; TCSC 50 km dari bus generator
Lie and Deng (1996); Singapore
Metode optimasi; Metode
decomposition-coordination dan teknik
kompensasi jaringan; Meminimumkan biaya operasi Meningkatkan performans Sistem IEEE 30-bus; Phase-shifter Line (1-3) Fang and Ngan (1999); Hongkong Metode optimasi; Peningkatan pengali Lagrange; Sasaran: investasi UPFC dan rugi daya aktif Meningkatkan pembebanan Sistem IEEE 14-bus; UPFC Line(9-14) dan (10-11)
Lima, et. al. (2002); Brazil
Metode optimasi; Mixed
Integer Linear Programming (MILP); Meminimumkan biaya pembangkitan dan memaksimumkan pembebanan sistem Performans pembebanan IEEE 24-bus; TCPST Line (9-12), (10-11), (11-3)
Lanjutan Tabel 1.1 Peneliti Metode dan dengan
mempertimbangkan
Tujuan Penempatan
Sistem dan tipe FACTS Lokasi FACTS Unsihuay et. al. (2005); Brazil Metode optimasi; Linear successive programming dengan metode interior-point Menempatkan kompensasi seri optimal untuk mempertahank an margin stabilitas sinyal kecil. Sistem 6-bus; TCSC Line (2-5)
Paterni et. al. (1999); Prancis.
Metode heuristic: Algoritma genetic, fungsi sasaran baru adalah perbandingan antara penguatan yang diberikan phase-shifter terhadap biaya
investasi total
phase-shifter dan biaya
tahunan operasi. Meningkatkan pembebanan. Sistem jaringan Prancis 400 kV, 200 –bus; Phase-shifter. 2- Phase-shifter pada 45-cabang.
Gerbex et. al. (2001); Switzerland.
Metode heuristic: Algoritma genetic, Fungsi sasaran yang digunakan disesuaikan dengan konfigurasi pembebanan saluran transmisi dengan FACTS terpasang Meningkatkan pembebanan. Sistem IEEE 118-bus; TCSC,TCPST, TCVR dan SVC TCSC: bus 5-8, 23-14, 92-100. TCPST: bus 24-72, 71-72, 82-83. TCVR: bus 80-97, 94-96, 53-54. SVC: bus 43, 44, 95, 96 Cai et. al.
(2004); Jerman.
Metode heuristic: Algoritma genetic, Fungsi sasaran: biaya suplai, permintaan dan biaya investasi FACTS
Biaya pembangkitan lebih murah. Sistem 10-bus; TCSC Line (4-7) Baskaran and Palanisamy (2005); India Metode heuristic: Algoritma genetic, Fungsi sasaran: biaya pembangkitan, rugi energi dan investasi.
Mengurangi rugi-rugi dan meningkatkan performans. Sistem IEEE 30-bus; TCPAR Line (9-6) Miguez et. al. (2007); Italia. Metode heuristic; benders decomposition, mempertimbangkan kontingensi Meningkatkan loading margin. Sistem grid Italia 1228-bus; SVC Bus 313, 240, 241 dan 242.
Lanjutan Tabel 1.1 Peneliti Metode dan dengan
mempertimbangkan
Tujuan Penempatan
Sistem dan tipe FACTS Lokasi FACTS Sutha and Kamaraj (2008); India Metode heuristic; Contingencys Severity Index (CSI) dihitung
untuk lokasi terbaik.
Particle Swarm Optimization (PSO)
untuk tipe dan biaya instalasi. Mengeliminas i atau meringankan beban lebih saluran. Sistem IEEE 30-bus; SVC dan TCSC sebagai UPFC Line (2-6)
Idris et. al. (2009); Malaysia
Metode heuristic; Bees
Algorithm (BA), efisiensinya setara dengan optimasi nonlinear integer Meningkatkan Available Transfer Capability (ATC) sebesar 51,33 MW IEEE 30-bus; SVC dan TCSC SVC: Bus (10-20). TCSC: Line (6-9).
Jumaat et. al. (2013); Malaysia.
Metode heuristic: Multi
Objective PSO (MOPSO) Meminimumk an rugi-rugi transmisi dan biaya investasi sistem. Sistem IEEE
30-bus dan IEEE
118-bus: SVC 30-bus: 26 dan bus-29; 118-bus: bus-20 dan bus-53 Ramesh and Reddy (2013); India. Metode heuristic: Partial Swarm Optimization (PSO), meminimumkan rugi-rugi Memperbaiki keandalan transfer daya dan profil tegangan. Sistem IEEE 30-bus; SVC dan IPFC Bus-7; Line 12-20 Ongsakul and Jirapong (2009); Thailand. Metode heuristik hybrid; Improved Evolutionary Programming (IEP) tersusun dari Evolutionary
Programming (EP) dan
Simulated Annealing (SA). Penerapan FACTS tipe-jamak; Meningkatkan nilai Total Transaction Capability (TTC) dan efisiensi transmisi. I. Sistem IEEE 30-bus, II. Sistem Thailand EGAT 58-bus; SVC, TCSC, TCPS dan UPFC. I. SVC (bus-17), TCSC (Line 10-20), TCPS (Line 12-15), UPFC (Line 4-12); II. SVC (bus-35), TCSC (Line 37-17), TCPS (Line 21-1), UPFC (Line 38-39). Kalaivani and Kamaraj (2012); India. Metode heuristic hybrid: PSOGA, optimasi multi-objective. Memperbaiki Stabilitas tegangan. IEEE 14-bus, 30-bus,57 -bus, 118-bus; SVC Bus-10, bus-10, bus-35, bus-95
Lanjutan Tabel 1.1 Peneliti Metode dan dengan
mempertimbangkan
Tujuan Penempatan
Sistem dan tipe FACTS Lokasi FACTS Bhasaputra and Ongsakul, (2010); Thailand.
Metode heuristik hybrid;
Tabu Search (TS) dan Simulated Annealing (SA),
meminimumkan biaya bahan bakar generator dan fungsi pelanggaran dalam
Multi-Objective Optimal Placement (MOOP) FACTS tipe-jamak. Penerapan FACTS tipe-jamak; Meminimumka n biaya bahan bakar generator Sistem Thailand EGAT 160-bus; SVC, TCSC, TCPS dan UPFC SVC (bus-152), TCSC (Line-87), TCPS (Line-104) dan UPFC (Line-15) 1.4. Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian yang ingin dicapai adalah memperoleh metode untuk menentukan lokasi optimal, tipe, parameter dan biaya investasi divais FACTS untuk mendapatkan aliran daya optimal dan keamanan operasi sistem.
1.5. Manfaat Penelitian Hasil penelitian memberikan faedah untuk:
1. Hasil utama: Diperolehnya metode (teknik atau algoritma) untuk penempatan divais FACTS dalam optimasi sistem tenaga listrik yaitu teknik sensitivitas faktor pembebanan sistem dan kriteria kontingensi N-1 berbasis analisis CPF. Teknik pertama merupakan persamaan keseimbangan daya aktif dan reaktif terhadap perubahan besaran dan sudut fase tegangan pada suatu saluran, teknik kedua yaitu menghitung nilai kontingensi pada suatu saluran. Lokasi terpilh diuji dengan analisis statis yaitu algoritma NLPCPDIPA-OPF dan analisis dinamis. 2. Aplikasi praktis: Simulasi metode perencanaan atau operasi sistem tenaga listrik
berupa pemilihan lokasi, tipe, parameter dan biaya investasi divais FACTS dengan komputer.
3. Akademis: Pembelajaran pentingnya FACTS untuk meningkatkan OPF, keamanan sistem, pembebanan dan aspek ekonomi dalam sistem tenaga.
