BAB II LANDASAN TEORI

7

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1. Sistem Distribusi Tenaga Listrik

Energi listrik yang dihasilkan (dibangkitkan) tidak dapat disimpan, melainkan langsung habis digunakan oleh konsumen. Oleh karena itu, daya yang dibangkitkan harus selalu sama dengan daya yang digunakan oleh konsumen. Apabila pembangkitan daya tidak mencukupi kebutuhan konsumen, maka hal ini akan ditandai oleh turunnya frekuensi dalam sistem. Sebaliknya, apabila pembangkitan daya lebih besar daripada kebutuhan konsumen, maka frekuensi sistem akan naik.

Dalam sistem distribusi tenaga listrik, penyaluran dari tempat dibangkitkan sampai ke tempat pelanggan memerlukan penanganan teknis. Tenaga listrik hanya dibangkitkan pada tempat-tempat tertentu, sedangkan pemakaian tenaga listrik atau pelanggan tenaga listrik tersebar diberbagai tempat.

Tenaga listrik dibangkitkan di pusat-pusat pembangkit listrik seperti PLTA (Pembangkit Listrik Tenaga Air), PLTU (Pembangkit Listrik Tenaga Uap), PLTG (Pembangkit Listrik Tenaga Gas), PLTP (Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi), dan PLTD (Pembangkit Listrik Tenaga Diesel) kemudian disalurkan melalui saluran transmisi setelah terlebih dahulu dinaikkan tegangannya oleh transformator penaik tegangan (step up transformer) yang ada di pusat listrik. Saluran tegangan tinggi di PLN mempunyai tegangan 150 kV. Khusus untuk tegangan 500 kV dalam prakteknya saat ini disebut sebagai tegangan ekstra tinggi (TET).

Penempatan sistem distribusi (distribution plant) menduduki tempat yang paling penting dalam suatu sistem penyaluran tenaga listrik, dan

keberhasilan dalam sistem distribusi dapat terjamin bila beberapa persyaratan berikut ini dapat dipenuhi :

1. Kontinuitas pelayanan baik

2. Fleksibilitas terhadap pertumbuhan beban.

Hanya disayangkan bahwa tidak satupun dari sistem distribusi yang dapat digunakan betul-betul ekonomis dari keseluruhan keadaan beban, hal ini disebabkan karena :

1. Kerapatan beban

Penyaluran listrik yang merata untuk sistem distribusi pada setiap gardu Perbedaan Gardu Induk (GI) dapat memaksimalkan kontinuitas penyaluran, begitupun dengan beban-beban yang terpasang pada setiap penyulangnya. Banyaknya beban yang terkonsentrasi pada waktu-waktu tertentu menyebabkan Gardu Induk harus bekerja lebih optimal, dengan demikian mengharuskan peralatan-peralatan yang terpasang dalam kondisi terawat.

2. Keadaan penempatan beban

Penyaluran listrik untuk konsumen disesuaikan dengan karakteristik bebannya, misalnya untuk beban industri dikelompokkan dengan beban industri begitu pula untuk beban-beban rumah tangga, perkantoran, pusat perbelanjaan, dan lain-lain. Hal ini berpengaruh terhadap peralatan yang digunakan pada sistem distribusi, misalnya untuk industri penggunaan kapasitor bank sangat dibutuhkan sebab beban-beban yang di gunakan bersifat induktif.

3. Keadaan atau kondisi setempat

Sistem distribusi untuk daerah pedalaman yang memerlukan investasi sangat besar sudah semestinya memperhitungkan biaya agar penyaluran sistem distribusi benar-benar efektif dengan jumlah penduduk di daerah tersebut.

Saluran transmisi jaringan tegangan menengah terdiri dari 2 (dua) jenis, yaitu saluran transmisi dengan menggunakan kawat udara (overhead line cable) dan kabel bawah tanah (underground cable). Pada saluran transmisi dan distribusi PLN yang digunakan kebanyakan yaitu kawat udara karena kawat udara harganya lebih murah dibandingkan dengan kabel bawah tanah

Jaringan keluar (out going) dari Gardu Induk (GI) biasa disebut jaringan distribusi, sedangkan jaringan antara pusat pembangkit listrik dengan Gardu Induk (GI) disebut jaringan transmisi. Setelah tenaga listrik disalurkan melalui saluran transmisi maka sampailah tenaga listrik di Gardu Induk (GI) untuk diturunkan tegangannya oleh transformator penurun tegangan (step down transformer) dari tegangan tinggi menjadi tegangan menengah atau yang sering dikenal tegangan distribusi primer. Tegangan distribusi primer yang digunakan oleh PLN adalah 20 kV. Seperti yang terlihat pada Gambar 2.1.

Gambar 2.1. Skema Penyaluran Daya Listrik dari Pusat Listrik yang melalui Saluran Transmisi ke Gardu Induk

Keterangan : G = Generator

P.S = Pemakaian Sendiri T.T = Tegangan Tinggi

T.M = Tegangan Menengah

Setelah tenaga listrik disalurkan melalui jaringan distribusi primer kemudian tenaga listrik diturunkan tegangannya dalam gardu-gardu distribusi menjadi tegangan rendah dengan tegangan 380/220 Volt, yang kemudian disalurkan melalui jaringan tegangan rendah untuk selanjutnya disalurkan ke rumah-rumah pelanggan (konsumen) PLN melalui sambungan rumah.

Dari Gambar 2.1. terlihat bahwa di pusat listrik maupun di gardu induk selalu ada trasformator pemakaian sendiri guna melayani keperluan tenaga listrik yang diperlukan dalam pusat listrik maupun gardu induk.

Pelanggan yang mempunyai daya tersambung besar tidak disambung langsung pada jaringan tegangan rendah melainkan disambung langsung pada jaringan tegangan menengah, seperti pada pelanggan besar atau industri.

Transformator banyak sekali diperlukan gunanya untuk menaikkan dan menurunkan tegangan, pada dasarnya tujuan utamanya adalah untuk meminimalkan rugi-rugi dijalan. Karena luasnya jaringan distribusi sehingga diperlukan banyak sekali trafo distribusi, maka gardu disrtibusi seringkali disederhanakan menjadi trafo tiang, hal tersebut seperti ditunjukkan pada Gambar 2.2.

Gambar 2.2. Jaringan Tegangan Menengah (JTM), Jaringan Tegangan Rendah (JTR), dan Sambungan Rumah (SR) ke Pelanggan

Setelah tenaga listrik melalui Jaringan Tegangan Menengah (JTM), Jaringan Tegangan Rendah (JTR), dan Sambungan Rumah (SR) maka tenaga listrik selanjutnya mengalir melalui alat pemutus daya dan KWH meter. Rekening listrik pelanggan tergantung kepada daya tersambung serta pemakaian KWH, oleh karena itu PLN memasang pembatas daya dan KWH meter.

KWH meter yang masuk ke rumah ialah instalasi milik PLN, dimana KWH meter yang dipasang oleh PLN bertujuan untuk mengetahui pemakaian beban listrik yang digunakan oleh pelanggan sehingga untuk selanjutnya dapat digunakan untuk menghitung berapa rincian biaya yang harus dibayar oleh pelanggan kepada PLN. Setelah melalui KWH meter seperti yang terlihat pada Gambar 2.3, maka tegangan listrik masuk dalam instalasi rumah yaitu instalasi milik pelanggan. Instalasi PLN pada umumnya hanya sampai dengan KWH meter dan setelah itu instalasi listrik umumnya adalah milik pelanggan. Pelanggan bebas untuk menggunakan tenaga listrik yang ada di rumah-rumah sesuai dengan kebutuhan masing-masing pelanggan. Pada umumnya pelanggan menggunakan tenaga listrik untuk langsung digunakan pada peralatan listrik milik pelanggan tersebut seperti lampu, radio, televisi, lemari es, dan lain-lain.

Gambar 2.4. Bagan Penyaluran Tenaga Listrik kepada Pelanggan

Gambar 2.4. menggambarkan tentang proses penyaluran tenaga listrik mulai dari pembangkit sampai kepada pelanggan melalui saluran udara (overhead cable line) dan saluran kabel bawah tanah (underground cable line) pada saluran transmisi dan distribusi yang disalurkan untuk pelanggan besar atau industri, pelanggan domestik maupun rumah tangga.

2.2. Konsumsi Pertumbuhan Daya Listrik di Indonesia

Pertumbuhan pemakaian tenaga listrik di Indonesia, ditinjau dari perkembangan penjualan listrik PLN relatif pesat dengan tingkat pertumbuhan rata-rata 15 % pertahun selama kurun waktu 1968-1997. Daya terpasang pembangkit PLN meningkat dari 666 MW pada tahun 1968 menjadi 20.580 MW pada 1998. Untuk kurun waktu yang sama produksi tenaga listrik meningkat dari 1756 GWh menjadi 74.965 GWh. Jumlah konsumen yang dilayani meningkat dari 3 juta pelanggan pada tahun 1981 menjadi 12,4 juta pada tahun 1991 dan 26,4 juta pelanggan pada tahun 1998. Sementara itu daya terpasang pembangkit yang dimiliki swasta diluar PLN (captive power) juga meningkat dari 2,5 GW pada tahun 1981 menjadi 8,6 GW pada tahun 1991 dan 14,9 GW pada tahun 1998. Sementara itu daftar tunggu langganan baru PLN

pada tahun 1998 ada sebanyak 872.652 dengan jumlah permintaan daya sebesar 4.802.066 kVA.

Walaupun pertumbuhan listrik di Indonesia relatif pesat, tingkat pemakaiannya masih relatif rendah bila dibandingkan dengan berbagai Negara lain. Pemakaian rata-rata tenaga listrik dunia pada tahun 1992 sebesar 2.000 kWh per kapita dengan tingkat PDB rata-rata 4.300 US$ per kapita, sedangkan Indonesia tingkat pemakaiannya baru 430 kWh per kapita dengan PDB rata-rata 700 US$ per kapita pada 1998. Negara industri tingkat pemakaian listrik dan PDB-nya lebih dari 6.000 kWh per kapita dan lebih dari 20.000 US$ per kapita walaupun mengalami krisis politik/ekonomi pada tahun 1998 dengan penurunan PDB sebesar -13,20%, pertumbuhan pemakaian listrik masih tumbuh +1,48%.

2.3. Tipe Jaringan Distribusi

Jaringan distribusi primer PLN pada umumnya menggunakan tegangan 20 kV. Tipe jaringan distribusi primer yang ada pada saat ini adalah :

1. Jaringan tipe radial

2. Jaringan tipe ring atau loop 3. Jaringan tipe spindel.

2.3.1. Jaringan Tipe Radial

Pada prinsipnya jaringan distribusi tipe radial adalah suatu jaringan yang hanya memiliki 1 (satu) sumber daya, dan sumber daya tersebut hanya didapat dari satu sumber arah. Bila gangguan terjadi pada salah satu sistemnya, maka semua beban yang dipikul pada saluran tersebut akan mengalami gangguan dan akan berfungsi kembali jika gangguan tersebut telah teratasi dengan baik. Jaringan tipe ini biasanya digunakan di daerah pedesaan.

Jaringan radial adalah bentuk jaringan yang paling sederhana yang menghubungkan beban-beban ke titik sumber, biayanya relatif murah. Pada struktur radial ini, tidak ada alternatif pasokan, oleh sebab itu tingkat

keandalannya relatif rendah. Jaringan tipe radial mempunyai sifat sebagai berikut :

1. Kontinuitas pelayanan tidak begitu baik 2. Reliabilitas atau keandalan kurang baik 3. Untuk perluasan jaringan kurang baik

4. Investasi jaringan paling murah dibandingkan dengan tipe lain

Pada Gambar 2.5 dapat dilihat bentuk yang sederhana dari jaringan tipe radial, yang sistem jaringannya dimulai dari jaringan distribusi primer, gardu distribusi dan ke pelanggan.

2.3.2. Jaringan Tipe Ring atau Loop

Jaringan ini merupakan jaringan tertutup, dimulai dari Gardu Induk (GI) melewati beberapa pusat beban (Gardu Distribusi) dan kembali ke sumber semula. Jaringan ini biasanya digunakan untuk mensuplai beban dengan kerapatan tinggi dan melayani beban yang membutuhkan kontinuitas pelayanan baik, misalnya untuk beban seperti industri, pabrik dan bangunan komersil lainnya, dimana kontinuitas penyaluran tenaga listrik sangat ditekankan.

Hal ini dimungkinkan karena sistem ini memiliki 2 (dua) penyuplai dengan 2 (dua) pemutus tenaga (PMT) seperti ditunjukkan pada Gambar 2.6 terlihat bahwa jaringan tersebut memiliki 2 (dua) buah sumber dan 2 (dua) buah pemutus tenaga sehingga bila terjadi gangguan, maka seksi yang mengalami gangguan tersebut dapat diperbaiki tanpa harus mengganggu seksi satunya. Jaringan distribusi tipe ring atau loop, bila dibandingkan tipe radial adalah :

1. Biaya investasinya lebih mahal 2. Kontinuitas pelayanan lebih baik

3. Untuk perluasan jaringan lebih baik (fleksibel)

4. Dapat melayani beban dengan kerapatan yang lebih tinggi.

2.3.3. Jaringan Tipe Spindel

Jaringan ini merupakan gabungan dari jaringan radial dan ring yang telah dimodifikasi menjadi suatu sistem yang memiliki keandalan cukup tinggi dan lebih ekonomis. Jaringan ini biasanya memiliki beberapa penyulang yang kesemuanya bertemu di sebuah gardu hubung. Selain itu terdapat 1 (satu) penyulang yang tidak dibebani langsung (express feeder) yang berfungsi sebagai penyulang cadangan bila terjadi gangguan pada feeder yang lain.

Saluran cadangan harus selalu diberikan tegangan, yang dimaksudkan agar saluran tersebut selalu siap bila sewaktu-waktu diperlukan untuk

membantu menormalkan tegangan di salah satu jaringan yang terganggu.

Gambar 2.7. Jaringan Tipe Spindel

Keterangan: = Gardu Distribusi (•) = Gardu Hubung (GH) = Gardu Induk (GI) = Pemutus (PMT)

2.4. Klasifikasi dan Karakteristik Umum Beban 2.4.1. Klasifikasi Beban

Secara garis besar beban listrik dapat diklasifikasikan dalam 3 (tiga) golongan beban yaitu :

1. Beban rumah tangga

Pada umumnya beban berupa peralatan listrik seperti lampu untuk penerangan, kipas angin, lemari es, pemanas air, penyejuk udara, oven, mixer, motor pompa air dan sebagainya. Nilai dari beberapa faktor dari beban rumah tangga ini adalah : faktor demand 70 – 100 % ; faktor diversitas 1,2 – 1,3 dan faktor beban 10 – 15 %.

2. Beban komersial atau Bisnis

Umumnya terdiri dari penerangan untuk toko dan alat-alat listrik lainnya yang diperlukan untuk restoran, hotel, pusat perbelanjaan, bioskop dan sebagainya. Faktor demand biasanya berkisar antara 90 – 100 %, faktor-diversitas 1,1 – 1,2 dan faktor beban berkisar antara 25 – 30 %.

3. Beban industri

Terdapat 2 (dua) jenis skala untuk beban industri ini yaitu skala kecil dan skala besar. Untuk industri skala besar faktor demand-nya dapat diambil 70 – 80 % dan untuk industri skala kecil faktor beban berkisar 60 - 65 %.

2.4.2. Karakteristik Umum Beban

Tujuan utama sistem distribusi tenaga listrik adalah mendistribusikan tenaga listrik dari gardu induk atau sumber ke sejumlah pelanggan atau beban. Banyak sekali metoda atau desain dalam menentukan sistem distribusi tersebut. Karena itulah para sarjana sistem planning dan design mempunyai kebebasan dalam mendesain sistem tersebut.

Akan tetapi ada suatu faktor yang penting dan sering menjadi permasalahan pokok dalam menentukan dan pembuatan perencanaan tersebut. Faktor tersebut adalah karakteristik dari berbagai beban.

Karakteristik umum beban atau biasa disebut dengan karakteristik beban adalah gambaran yang menyatakan kebutuhan beban dari suatu sistem terhadap suatu periode tertentu yaitu harian, mingguan, bulanan dan tahunan.

Dengan menggunakan gambaran tersebut, maka keadaan awal dalam perencanaan kebutuhan beban pada masa yang akan datang dapat ditentukan.

Terdapat tiga karakteristik beban yang digunakan sebagai acuan atau dasar dari perhitungan, yaitu :

1. Karakteristik beban harian

Karakteristik beban harian merupakan dasar daripada perhitungan tentang kebutuhan pembebanan. Karakteristik ini bervariasi menurut keadaan daerah dari beban tersebut, apakah daerah pemukiman, industri, atau lainnya. Juga bagaimana keadaan cuaca ataupun keadaan saat ini, apakah hari libur atau hari besar lainnya.

2. Karakteristik beban bulanan

Karakteristik beban bulanan merupakan gambaran kebutuhan beban puncak yang diperoleh dari beban puncak harian selama satu bulan. 3. Karakteristik beban tahunan

Sama seperti karakteristik beban bulanan, karakteristik tahunan juga merupakan beban puncak daripada kebutuhan beban bulan selama satu tahun daripada pelanggan listrik.

2.5. Peramalan di Bidang Tenaga Listrik

Pertumbuhan beban pada suatu areal geografis tertentu merupakan faktor penting yang mempengaruhi pengembangan sistem distribusi. Dalam hal ini peramalan terhadap laju pertumbuhan beban dan reaksi atau respon sistem terhadap kondisi demikian merupakan titik tolak proses perencanaan sistem distribusi tersebut.

Peramalan (forecasting) adalah istilah yang sangat umum dan populer digunakan di dunia bisnis dan industri, yang pada dasarnya adalah kegiatan yang berhubungan dengan meramalkan atau memproyeksikan hal-hal yang terjadi dimasa lampau ke masa depan. Peramalan pada dasarnya merupakan suatu perkiraan atau dugaan kejadian yang akan terjadi di masa yang akan datang. Peramalan mempunyai peranan penting karena merupakan awal mulai

kegiatan dari suatu proses perencanaan. Dimana sasaran akhir dari keseluruhan aktifitas peramalan adalah perkiraan mengenai kebutuhan daya listrik dalam suatu periode tertentu.

Peramalan dibagi dalam 2 (dua) bentuk bila dilihat menurut sifatnya, yaitu :

1) Peramalan Kualitatif, yaitu peramalan yang tidak berbentuk angka misalnya ramalan cuaca. Peramalan kualitatif lebih mendasar pada pertimbangan subjektif atau intuisi dari pada pada data historis. Dalam hal ini ketepatan peramalan sangat tergantung pada kemampuan, pengalaman, pendidikan dan kepekaan orang yang melakukan peramalan.

2) Peramalan Kuantitatif, yaitu peramalan yang berbentuk angka misalnya peramalan hasil produksi, peramalan penjualan tenaga listrik, dan lain-lain. Metode yang meramalkan suatu variabel (kejadian) dimasa datang dengan berdasarkan data variabel sebelumnya (data historis). Data tersebut kemudian diolah oleh suatu metode statistik untuk mendapatkan hasil yang diinginkan.

Kebutuhan energi listrik adalah merupakan bagian dari kebutuhan energi secara keseluruhan, maka untuk memenuhi kebutuhan tersebut perlu dipersiapkan data berupa angka-angka peramalan. Hasil peramalan ini merupakan. proses dan syarat yang digunakan untuk membuat rencana pemenuhan kebutuhan maupun pengembangan penyediaan tenaga listrik setiap saat secara cukup dan baik serta terus menerus.

Bila dilihat menurut jangka waktu, ramalan dibagi dalam tiga jangka waktu, yaitu :

1) Peramalan Jangka Pendek (short range) dengan jangka waktu 1 – 2 tahun. Ramalan ini sangat tepat digunakan dalam pengaturan program pembangunan fasilitas distribusi dan penyaluran serta menetapkan jadwal pemeliharaan yang bertujuan untuk pengoperasian sistem dengan biaya seminimal mungkin.

2) Peramalan Jangka Menengah (medium range) dengan jangka waktu 3 – 10 tahun. Peramalan pada periode ini memiliki tujuan yaitu untuk mendapatkan biaya perluasan yang sekecil-kecilnya. Periode ini merupakan waktu kritis bagi perencanaan fisiknya.

3) Peramalan Jangka Panjang (long range) dengan jangka waktu 10 – 30 tahun. Pada periode ini berguna dalam menentukan rencana, mengevaluasi serta menentukan tujuan dan sasaran yang akan dicapai dan berguna juga untuk menentukan besar modal pembangunan dan pengelolaan dalam mencapai suatu sasaran.

Jika semakin jauh perhitungan yang dilakukan dalam jangka waktu ke depan, maka semakin tidak terjamin pula ketepatan ramalan. Metoda apapun yang diterapkan untuk menghitung ramalan itu hanyalah dapat memberikan nilai perkiraan, namun untuk mendapatkan suatu hasil ramalan angka yang mendekati kebenaran dan ketepatan hasil ramalan maka harus selalu dilakukan penelitian yang dalam perkembangannya akan terus ditinjau ulang terhadap data yang digunakan.

Dalam hal peninjauan ulang tersebut, data memiliki peranan penting karena apabila data yang digunakan itu salah maka akan memberikan ramalan yang salah (tidak sesuai) pula, sehingga dapat menyebabkan suatu perencanaan atau keputusan yang salah. Untuk itu, diperlukan data yang benar dalam pembuatan suatu ramalan.

2.5.1. Kebutuhan Daya dan Beban Tenaga Listrik

Dari hasil peramalan kebutuhan daya dan beban tenaga listrik dapat dibuat perencanaan penyediaan tenaga listrik atau perencanaan fasilitas lainnya antara lain :

1) Perencanaan pembangkit tenaga listrik.

2) Perencanaan penyaluran (transmisi) dan distribusi serta sambungan tenaga listrik.

Di lain pihak hasil ramalan kebutuhan listrik akan memberikan bahan untuk menetapkan tarif maupun biaya pembangunan fasilitas penyediaan tenaga listrik.

Kebutuhan terhadap energi listrik yang diperlukan sebagai dasar dari suatu perencanaan adalah :

Kebutuhan energi konsumen = energi yang terjual

2.6. Jenis dan Akibat Kesalahan Peramalan

Tenaga listrik memiliki peranan yang sangat penting dalam kehidupan sehari-hari bagi para pemakainya terutama bagi sektor industri. Namun pada kenyataannya seringkali terjadi gangguan, baik gangguan yang disebabkan oleh alam (sambaran petir terhadap kawat saluran transmisi atau distribusi) maupun gangguan kerusakan peralatan karena saluran distribusi di Indonesia pada umumnya adalah saluran kabel udara, sehingga sering terjadi pemutusan dari suplai tenaga listrik.

Untuk mengatasi gangguan-gangguan tersebut, maka perusahaan tenaga listrik harus menyediakan cadangan yang selalu siap untuk menanggulanginya.

2.6.1. Jenis Kesalahan Peramalan 2.6.1.1. Kesalahan Tidak Terduga

Kesalahan ini tidak dapat dihindari karena terjadi secara tidak terduga. Hal ini terutama disebabkan oleh :

1) Faktor kekacauan ekonomi. 2) Kekacauan politik yang berlanjut.

2.6.1.2. Kesalahan Sistematis

Kesalahan pada peramalan ini terjadi diakibatkan adanya gejala sistematis dari kebutuhan. Secara prinsip kesalahan ini dapat dikurangi tetapi tidak dapat dihilangkan, misalnya pengaruh penggunaan variabel bebas,

penentuan parameter persamaan regresi dan pengambilan asumsi dari metoda peramalan yang akan digunakan pada perhitungan.

2.6.2. Akibat Kesalahan Peramalan

Peramalan seharusnya bukan merupakan angka atau bilangan yang bisa digunakan begitu saja, karena hasil peramalan tidak pernah tepat 100%. Penggunaannya masih membutuhkan pertimbangan dari para pemakainya. Pengaruh yang diakibatkan kesalahan dalam peramalan itu berbeda serta sangat tergantung dari metoda yang dipakai dan perioda waktu yang digunakan dalam peramalan.

Dalam peramalan ditetapkan pengoperasian dengan biaya terendah, tetapi akibat adanya kesalahan pada peramalan menyebabkan penggunaan sumber daya yang diperlukan berkurang. Jika peramalan yang dihasilkan itu tinggi maka dapat mengakibatkan banyaknya unit pembangkit yang dioperasikan dan banyaknya persediaan tenaga listrik yang tidak diperlukan. Sebaliknya apabila peramalan yang dihasilkan itu rendah maka dapat menghasilkan ketidaksanggupan dan ketidakandalan sistem dalam memenuhi kebutuhan. Kesalahan dalam peramalan juga dapat mengakibatkan kenaikan biaya operasi dan tingginya biaya pelayanan listrik.

2.7. Beban

Beban adalah suatu kebutuhan energi listrik yang besarnya berubah-ubah tergantung kepada kebutuhan dari konsumen yang harus disuplai oleh PLN melalui sumber-sumber energi listrik.

Beban-beban tersebut dapat dikelompokkan menjadi :

1. Beban harian, yaitu beban yang disuplai oleh PLN selama kurun waktu 24 jam atau selama satu hari satu malam.

2. Beban bulanan, yaitu beban yang disuplai oleh PLN selama satu bulan atau selama 720 jam.

3. Beban tahunan, yaitu beban yang harus disuplai oleh PLN kepada para pelanggan listrik selama satu tahun atau selama 8640 jam.

Selama ini banyak sekali data-data yang didapat baik dari perhitungan ataupun dari pengukuran yang dilakukan untuk mengetahui kebutuhan tenaga listrik yang harus disuplai oleh PLN. Akan tetapi sampai saat ini belum juga dapat memecahkan permasalahan tentang kebutuhan tersebut.

2.7.1. Karakteristik Beban berdasarkan Klasifikasi Beban 2.7.1.1. Beban Rumah Tangga

Ciri khas dari kurva beban rumah tangga ialah besarnya variasi beban terhadap waktu.

Beban mulai naik pada jam 4 – jam 5 pagi tergantung kebiasaan masyarakat dalam memulai aktifitasnya. Kemudian sekitar jam 7 pagi, penerangan mulai dimatikan sehingga beban kembali turun. Antara jam 7 pagi – jam 4 sore, variansi terhadap waktu kecil. Pada periode tersebut, jenis beban umumnya berupa peralatan listrik rumah tangga misalnya, lemari pendingin, televisi, kipas angin dan lain-lain. Setelah jam 5 – jam 6 sore, beban listrik mulai naik kembali karena alat-alat penerangan dan hiburan seperti televisi, radio mulai dinyalakan.

Puncak beban biasanya terjadi pada jam 6 – jam 8 malam. Setelah jam 8- jam 9 malam beban mulai turun karena lampu-lampu sudah dimatikan sebagian dan terus menurun sampai jam 11 – jam 12 malam. Kemudian dari jam 12 – jam 4 pagi beban rendah.

2.7.1.2. Beban Komersil

Karakteristik pada beban komersil ini meliputi beban-beban yang satu sama lain berbeda pola kurva bebannya. Jenis-jenis beban ini adalah :

1) Gedung pertunjukan/bioskop ; kurva beban teratur karena umumnya jadwal waktu pertunjukan tetap dan besar beban juga sama.

2) Tempat penginapan/hotel ; kurva beban mirip dengan kurva beban rumah tangga tapi besar beban ditentukan jumlah tamu.

3) Restoran ; yang menggunakan alat memasak dengan energi listrik, biasanya kurva beban tinggi pada jam makan yaitu pada siang hari antara jam 12 – jam 2 siang dan antara jam 6 – jam 8 malam, juga tergantung dari jumlah pengunjung.

4) Tempat rekreasi ; yang menyediakan permainan-permainan/atraksi-atraksi, kurva beban umumnya besar terutama pada malam hari menjelang hari libur dan pada hari libur.

Masing-masing jenis beban tersebut berbeda dalam aktivitas, besar dan lamanya beban.

2.7.1.3. Beban Industri

Karakteristik pada beban industri sangat tergantung pada macam industri tersebut dan jadwal kegiatannya. Industri yang melakukan suatu proses seperti pada pabrik kimia, tekstil, logam, dan lain-lain biasanya bekerja 24 jam dengan beban yang tidak banyak variasinya.

Sekitar jam 5 pagi, beban mulai membesar karena mulai dijalankan sebagian mesin-mesin pabrik untuk pemanasan sebelum dioperasikan. Pada jam 8 pagi, umumnya pabrik telah beroperasi dan besar beban listrik tetap sampai dengan siang. Sekitar jam 12 – jam 1 adalah waktu istirahat, pada saat itu beberapa mesin dihentikan dan beban turun untuk sementara waktu. Kemudian pabrik bekerja sekitar jam 4 sore, umumnya beban mulai turun karena beberapa bagian dalam pabrik menghentikan mesin-mesinnya. Ini berlangsung terus sampai jam 5 – jam 6 (jam pulang karyawan) dimana semua mesin telah dihentikan. Jam 6 sore – jam 5 pagi hari berikutnya beban rendah, saat itu beban hanya berupa penerangan, mesin pendingin dan beberapa peralatan listrik yang terus bekerja selama 24 jam.

2.8. Analisa Data Berkala dan Regresi 2.8.1. Analisa Data Berkala

2.8.1.1. Arti dan Pentingnya Analisa Data Berkala

Data berkala yang sering disebut time series, adalah data yang dikumpulkan dari waktu ke waktu untuk menggambarkan perkembangan suatu kegiatan. Analisa data berkala memungkinkan kita untuk mengetahui perkembangan suatu atau beberapa kejadian serta hubungan dan pengaruhnya terhadap kejadian lainnya.

2.8.1.2. Klasifikasi Variasi Data Berkala

Salah satu hal yang menyulitkan perhitungan peramalan adalah fluktuasinya aktivitas pemakaian sepanjang waktu. Sangat jarang sekali dijumpai bahwa pemakian/atau permintaan itu bersifat konstan dan merata sepanjang masa. Dari segi fluktuasi ini, maka pola permintaan akan tenaga listrik dapat dibagi menjadi empat jenis, yaitu kecenderungan (trend), musiman (seasonal), Siklikal (cyclical) dan tak teratur (irregular) :

1) Kecenderungan (trend), adalah tendensi keseluruhan yang bersifat naik atau turun, atau rata tidak tidak naik dan tidak turun selama jangka waktu yang cukup lama.

2) Variasi Musiman (Seasional variation) adalah pola gerakan yang fluktuasi perubahannya terjadi secara lengkap dan tetap dalam periode waktu satu tahun, dan fluktuasi ini berulang dari tahun ke tahun.

3) Variasi Siklikal (cyclical variation) adalah fluktuasi perubahannya terjadi tidak mengikuti jangka waktu yang tetap tetapi bervariasi dari beberapa bulan sampai beberapa tahun. Bisa juga tidak terulang dalam jangka waktu yang sama.

4) Gerakan variasi yang tidak teratur (irregular movements), yaitu gerakan/variasi yang acak atau sporadis sifatnya dan sulit dijelaskan penyebabnya.

Dalam banyak hal variasi atau gerakan yang lumayan dapat diprediksi adalah pola kecenderungan, musiman dan siklikal. Meskipun demikian, selalu saja akan terjadi perbedaan antara perhitungan peramalan dengan kenyataan yang sesunguhnya. Hal ini terjadi karena tidak semua variabel dan faktor yang menyebabkan berubahnya data dapat diketahui dan dihitung.

Gambar 2.8. Pola variasi trend permintaan daya listrik

2.9. Teknik-Teknik Peramalan Metode Kuantitatif

Beragamnya metode peramalan yang ada memberikan keuntungan kepada para pemakainya, tetapi juga kadang memberikan suatu permasalahan yang cukup rumit bagi pemakai tersebut, karena dengan semakin banyak metode peramalan yang dikenal maka semakin dibutuhkan kejelian untuk dapat menentukan metode peramalan yang tepat untuk diterapkan dengan kondisi yang ada.

Adapun teknik-teknik peramalan pada metode kuantitatif yang akan kita bahas diantaranya :

1. Metode Peramalan Regresi Linear 2. Metode Peramalan Kuadratik 3. Metode Peramalan Eksponensial 4. Metode Peramalan Konstan

2.9.1. Metode Peramalan Regresi Linear

Merupakan suatu metode yang populer dan umum digunakan untuk berbagai macam permasalahan. Metode peramalan linear ini digunakan untuk peramalan dengan pola data cenderung berbentuk garis lurus dari setiap periodenya. Untuk menentukan nilai peramalan dengan metode ini, maka digunakan rumus sebagai berikut :

Bentuk persamaannya : Y’(t) = a + bt, dimana Y’(t) = Peramalan beban pada periode t

a = intercept (titik potong sumbu y pada periode t=0 b = koefisien kecenderungan (bilangan tetap)

t = variabel bebas (waktu)

Dimana untuk menentukan nilai-nilai a dan b dapat dicari dengan persamaan berikut ini a = n t b ) t ( y

∑

∑

− b =

∑

∑

∑

∑ ∑

− − 2 2 ) t ( t n ) t ( y . t ) t ( ty n

Bila telah ditentukan nilai a dan b maka dapat diketahui nilai persamaannya. Kemudian dapat dihitung standar deviasinya (Sd) atau kesalahan perhitung atau disebut juga dengan Standard Error of Estimate (SEE) dengan menggunakan rumus :

SEE = f n ) ' y y ( 2 − −

∑

Dimana :

SEE = Standard Error of Estimate y = Pemakaian aktual pada periode t

y’ = Pemakaian hasil peramalan pada periode t n = Jumlah data yang digunakan

f = Derajat kebebasan fungsi

2.9.2. Metode Peramalan Kuadratik

Pola peramalan ini data masa lalu yang ada cenderung menunjukan bentuk parabola. Peramalan ini digunakan untuk pola data yang cenderung berbentuk kuadratik dari tiap periodenya. Untuk menentukan nilai peramalan dengan metode ini, maka digunakan persamaan :

Y(t) = a + bt + ct2

Dimana: Y(t) = Peramalan pada periode t t = Variabel tahun

a, b,c = Koefisien

Untuk mencari niilai-nilai a, b dan c adalah sebagai berikut :

a = n t c t b ) t ( y

∑

∑

2

∑

− − b = ₂ α − γβ θα − γδ c = γ α − θ b

Untuk mencari simbol-simbol diatas adalah : γ = (

_∑

t2)2 −n

_∑

t4 δ =

∑ ∑

t y(t)−n

∑

ty(t) α =

∑ ∑

_{t t}2 −_n

∑

_t3 θ =

_{∑ ∑}

t2 y(t)−n

_∑

t2y(t) β = (

_∑

t)2 −n

_∑

t2

2.9.3. Metode Peramalan Eksponensial

Pendekatan regresi tidak saja dapat digunakan untuk model linear atau kuadratik, tapi dapat juga digunakan untuk model eksponensial. Metode ini digunakan jika data masa lalu yang tersedia menunjukan pola yang cenderung naik turun. Peramalan model eksponensial dapat dituliskan dengan persamaan sebagai berikut :

Y(t) = a.e bt

Nilai a dan b persamaan diatas dapat diperoleh dengan cara transformasi logaritmik dan dapat juga digunakan untuk mengantarkan persamaaan tersebut menjadi pendekatatn regresi. Transformasi logaritkmik pada persamaan diatas menghasilkan persamaan :

Y(t) = ln a + ln (ebt) Y(t) = ln a + bt

Pada persamaan diatas memiliki pola sebagaimana persamaan regresi linear, untuk itu pencarian nilai a dan b dapat dilakukan seperti perolehan parameter a dan b pada persamaan linear sebagai berikut :

ln a = n t b n ) t ( y ln

∑

∑

₋ b =

∑

∑

∑

∑

∑

− − 2 2 ) t ( t n t ) t ( y ln ) t ( y ln . t n

2.9.4. Metode Peramalan Konstan

Jika permintaan cenderung konstan tetapi memiliki variasi acak, maka fungsi peramalan konstan cocok untuk digunakan. Fungsi peramalan untuk fungsi konstan adalah :

Y’ = F

Dalam metode ini dilakukan perhitungan dari data beban aktual dengan menggunakan rumus fungsi dibawah ini:

F = n

A

∑

Dimana :

F = nilai peramalan (Forecast) A = nilai aktual per periode (Actual) n = jumlah periode peramalan