ISSN: 2086 - 2156
SNPPTI 2OIO
PROSIDING
SEMINAR NASIONAL
PENGI(AJIAN DAN PENERAPAN TEKNOLOGI INDUSTRI
(SNPPTI)
Bidang:
Teknik Informatika dan Sistem Informasi Teknik Mesin dan Metalurgi
Auditorium Universitas Mercu Buana Jakarta Indonesia
20 Februari 2010
Reuiewers:
Dr Mardani Ali Sera ST MEng Ir Dana Santoso MEngSc PhD
Dr-Ing Mudrik Alaydrus Dr Hardianto Iridiastadi
Dr M M Sarinanto Dr Hamzah Hilal
Dr Ir Eliyani Diorganisasikan oleh
MERCU BUANA
rh
Fakultas Teknologi Industri
Universitas Mercu Buana
S N P P T I 2 O 1 O I S S N : 2 0 8 6 - 2 1 5 6
Kata Pengantar dari Panitia
B i s m i l l a h i r r a h m a n i r r a h i m . A s s a l a m u ' a l a i k u m W r . W b . Salam sejahtera bagi kita semua.
Puji dan syukur ke Hadirat Allah SWT, karena berkat nikmat, rahmat, dan karunia- Nya, pada pagi hari ini kita dapat hadir bersama-sama di Auditorium Menara Universitas Mercu Buana untuk mengikuti Seminar Nasional Pengkajian & Penerapan Teknologi Industri (SNPPTD dalam rangka peringatan Lustrum Universitas Mercu Buana ke V.
Seminar Nasional Pengkajian dan Penerapan Teknologi Industri (SNPPTI) 2010 ini merupakan kegiatan ilmiah yang bernrjuan untuk menjadi ajang pertemuan, silaturrahim, berbagi pengalaman dan membenruk jaringan sesama dosen, peneliti dan praktisi di bidang teknologi industri, pada bidang Teknik Elektro, Teknik Mesiru Tekni Industri, Teknik Energi dan Teknologi Informasi. Tema Seminar Nasional ini adalah: Menuju penerapan otomatisasi telorologi industri yang memanfaatkan energi terbarukan untuk meningkatkan daya saing bangsa.
Syukur alhamdulillah, jumlah makalah yang masuk ke Panitia berl'umlah 152 buah makalah. Setelah melalui proses review dari Tim reviewer yang kompoten di bidangnya masing-masing, maka makalah yang layak untuk dipresentasikan dan akan dipublikasikan dalam bentuk prosiding berjumlah sebanyak I l5 makalah.
Makalah tersebut dapat dikatagorikan sebagai berikut:
Dilihat dari latar belakang bidang studi yang terdiri dari:
l. Bidang Elektronika Te lekomunikasi l7 makalah 2. Bidang Tenaga Listrik l7 makalah
3. Bidang Energi I I makalah
4. Bidang Informatika dan Sistem Informasi 20 makalah 5. Bidang Teknik Mesin dan Metalurgi 14 makalah 6. Bidang Teknik Industri 40 makalah
Dilihat dari latar belakang daerah asal penulis makalah yang terdiri dan:
l . M e d a n ll m a k a l a h 2. Riau 2 makalah
3. Pontianak, Kalimantan I makalah 4.Iakarta, Bandung, Cilegon 5l makalah
5. Semarang, Yogyakarta, Surakarta dan sekitarnya l0 makalah 6. Surabaya, Malang dan sekitarnya 7 makalah
7 . Dari Mancanegara Malaysia 3 makalah
Serta, beberapa instansi pemerintah yang terdiri dari:
l. Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi 4 makalah 2. BAKOSURTANAL I makalah
3. Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia 5 makalah
Akhirnya, izinkanlah kami selaku Ketua Panitia Seminar Nasional Pengkajian & Penerapan Teknologi Industri 2010 menyampaikan terima kasih kepada seluruh anggota Panitia Seminar Nasional yang telah mengorbankan waktunya dan beke{a secara maksimal. Kepada pimpinan universitas dan fakultas serta semua pihak yang telah membantu Panitia,tak lupa kami sampaikan penghargaan yang setinggi-tingginya. Semoga Allah SWT membalas amal baik Bapak/ibu dan saudara sekalian.
De ngan kerendahan hati, saya atas nama seluruh panitya,memohon maaf untuk semua kekurangan yang mungkin tidak nyaman bagi peserta.
" Kanzen ni shusi suru shigoto o sareteinai ".
Yang dalam bahasa terangnya "Tiada pekerjaan yang sepenuhnya sempurna"
Wabillahi Taufi q Walhidayah Assalamu'alaikum Wr. Wb.
Jakarta, l5 Februari 2010 Ketua Panitia
Dr. Ir. Abdul Hamid, M.Eng
S N P P T I 2 O I O I S S N : 2 0 8 6 - 2 1 5 6
Sambutan Dekan Fakultas Teknologi Industri Universitas Mercu Buana
A ssalamu' alaikum Lltarahmatullahi Wabarokatuh Peserta Seminar yang kami hormati,
Rasa syukur yang mendalam kita panjatkan kehadirat Allah SWT, karena berkat rahmat dan karunia yang diberikan sehingga kita dapat menyelenggarakan Se minar Nasional Pengkajian dan Penerapan Teknologi Industri dengan tema "Menuju penerapan otomatisasi teknologi industri yang memanfaatan energi terbarukan untuk meningkatkan daya saing banssa ".
Seminar ini bertuiuansebagai media tukar menukar informasi antar pihak perguruan tinggi, industri serta diharapkan memberikan kontribusi bagi perkembangan lembaga peneliti, pemerintah dan pihak
teknoloei di Indonesia
Atas nama civitas akademika Fakultas Teknologi Industri Universitas Mercu Buana menyampaikan ucapan terima kasih kepada :
l. Drs. Suharna Surapranata, MT selaku Menteri Negara Riset dan Teknologi.
2. Pimpinan dan staf Universitas Mercu Buana yang telah memberikan dukungannya.
3. Semua pihak yang telah memberikan bantuan moril maupun materil Akhir kata selamat berseminar, semoga
perkembangan teknologi.
Jakarta, l5 Februari 2010 Dekan,
Torik Husein, Ir, MT
seminar ini bermanfaat dan dapat memberikan tindak lanjut
l l l
S N P P T I 2 0 1 O
Susunan Panitia
Penanggttng Jqv,ab;
- Dekan Fakultas Teknoloei Industri UMB: Ir. Torik Husein. MT Pengarah:
- Ketua Program Srudi Magister Teknologi Industn
- Ketua Program Studi Magister Manajemen dan Teknologi Telekomunikasi - Ketua Program Srudi Teknik Industri, Teknik Elektro dan Teknik Mesin Ketua Pelaksana:
- Dr. Ir. AbdulHamid, M.Eng Ilakil Ketua Pelaksana'
- Dr. Ir. Andi Adriansyah, M.Eng Reviewers:
- Dr. Mardani Ali Sera, ST., M.Eng (Ketua) - Ir. Dana Santoso, M.Eng.Sc., PhD - Dr.-Ing. Mudrik Alaydrus - Dr. Hardiyanto Iridiastadi - Dr. M. M. Sarinanto - Dr. Hamzah Hilal - Dr. Ir. Eliyani
Sekretariat dan Pros iding : - Muhammad Kholil, ST., MT - Ir Indra Almahdy MSc - Alfa Firdaus, ST. MT Acara:
- Yudhi Gunardi. ST., MT - Nanang Ruhyat, ST., MT - Fina Supegina, ST., MT - Ir. Badaruddin, MT Registrasi dan Umum:
- Edryon Nopian, SE - Miryam Anastasia, AMd
I S S N : 2 0 8 6 - 2 1 5 6
S N P P T I 2 0 I O
Daftar Isi
Kata Pengantar dan Panitia
Sambutan Dekan Fakultas Teknologi Industri Universitas Mercu Buana
Sambutan Rektor Universitas Mercu Buana
Susunan Panitia
Daftar Isi
I S S N : 2 0 8 6 - 2 l 5 6
l l
i i i
l v
v i
S N P P T I 2 0 I O I S S N : 2 0 8 6 - 2 1 5 6
JUDUL DAN PEMAKALAH BIDANG: TEKNIK INFORMATIKA DAN SISTEM INFORMASI
No Judul dan Pemakalah Hal
I Analisis Dan Perancangan Aplikasi Intelegensi Bisnis Berbasis Web Untuk Memonitor I Academic Key Performance Indicqtor Dalam Rangka Penjaminan Mutu Internal
Irya Wisnubhadra
2 PerencanaapModel Arsitektur Bisnis, Arsitektur Sistem Informasi Dan Arsitektur Teknologi 6 Dengan Menggunakzn The Open Group Architecture Framework (Togaf) Studi Kasus Di
Bakosurtanal Iyan Supriyana
3 Perencanaan Teknologi Informasi Dalam Mendukung Alignment Bisnis Pada PT MPP 12 TriPujadi
4 Rancangan Datawarehouse Pada Subjek Area Pelaporan Bank Umum (LKPBU) 16 Tri Pujadi
5 Perancangsn Sistem Auditing Dan Akunting Pada Koneksi Internet Di Universitas Kristen 2l Maranatha
Semuil Tjiharjadi, Marvin Chandra Wijaya
6 Implementasi Qrcode Pada Resep Dokter 27
Nur Ani, Rolies Deby
7 Pengukuran Kompleksitas Spatial Class Dan Object Dari Perangkat Lunak Berorientasi 33 Obyek Java Programming Menggunakan Tools Pemodelan
Abdul Kadir, Herri Trisna Frianto
8 Model Pembelajaran Efektif Melalui Elektronik Learning (E-Learning) 39 Wachyu Hari Haji
9 Protokol Controller Area Network Pada Aplikasi Tangki Penggabung 44 Tigor Yudha Perkasa, Deddy Susilo, Darmawan Utomo
l0 The Effectiveness Of Using Sitemap 5l
Azmuri Wahyu Azinar
l1 Aplikasi Penghitung Kepuasan Pelanggan Berbasis Web 56
Devi Fitrianah, Astri Christanti Surbakti
12 Development Of Dental Care Medical Record Information System For Private Dentist Clinic 62 Rinto Priambodo, Trie Maya Kadarina
l3 Studi Cloud Computing Untuk Layanan High-Availability Di Jaringan Telekomunikasi 66 Pedesaan
Eko Didik Widiatno, Armein Z. R. Langi
14 Aplikasi Tehnik Klassifikasi Hierarki Untuk Menentukan Land Cover Menggunakan Data 69 Penginderaan Jauh Resolusi Tinggi Spot Studi Kasus : Hutan Rawa Gambut Merang,
Sumatera Selatan Muchlisin Arief
15 Identifikasi Citra Tulisan Tangan Dengan Metode Alihragam Gelombang Singkat Untuk 74 Memprediksi Kematangan Emosional
Supatman
16 Perancangan Dan Manajemen Data Center 8l
Sulistyo Heripracoyo
l'7 Pembuatan Aplikasi Secure-SMS Untuk Mengamankan Pengiriman Pesan Singkat 86 Menggunakan Teknik Cryptography dengan Algoritma Triple-Des
Kurnia Wahyu Ningsih, Atiqah Meutia Hilda, Harry Ramza
l8 Pembelajaran Dibantu Komputer Yang Terdiri Dari Komponen Gambar, Warna, Animasi 92 Dan Interaksi Dari Segi Perancangan, Keefektifan Dan Kecepatan Pembuatannya: Studi
Kasus Mata Kuliah Statistik Di Fakultas llmu Komputer Universitas Mercu Buana Anis Cherid dan Raka Yusuf
19 Aplikasi Digital Library Berbasis WEB Service di Kampus ITATS 98 Kunjung Wahyudi
20 Aplikasi Sistem Informasi Lahan Pertanian Dan Perkebunan Kabupaten Gresik Berbasis 103 GIS (Geographic Information System)
Kunjung Wahyudi dan Dila Wahyuni
v l l
SNPPTI 2010 ISSN: 2086-2156
BIDANG: TENAGA LISTRIK
No Judul danPemakalah
J Karakteristik Tegangan Tembus Minyak Transformator IBBTOI Akibat Treatment A.Sofwan, 1. Setiawan
2 Koordinasi Sistem Proteksi Antara 'Reaktor Seri' Dan 'Pembatas Arus' Dalam Menanggulangi Secara Efektif Gangguan Arus Lebih Pada Jaringan Listrik A.Sofwan, Haryanta,
3 Optimalisasi Daya Reaktif Pada Sistem Tenaga Listrik Dengan Menggunakan Program ETAP
Pardamean Sinurat, Mahrizal Masri, Riana Puspita
4 Analisis Pengaruh Ketidakseimbangan Tegangan Terhadap Kinerja Motor Induksi Tiga Fasa Dengan MATLAB
Mahrizal Masri, Pardamean Sinurat, Suwamo
5 Modifikasi Koefisien Susut Dalam Penentuan Jadwal Pembangkitan Tenaga Listrik Optimum
Harnzah Hilal
6 Kestabilan Teknik Aliran Daya Untuk Analisis Kestabilan Tegangan Sistem Distribusi Harnzah Hilal
7 System Proteksi Petir Pada Saluran Udara Tegangan Ekstra Tinggi 275 KV Di Daerah Tropis
Fri Murdiya, Reynaldo Zoro
8 Rancangan Model Pembangkit Listrik Tenaga Air Gelombang Laut Vertikal (Pltagl-V) Massus Subekti
9 Penerapan ANFIS (Adaptive Neural Fuzzy Inference System) Untuk Memprediksi Sifat Panas Dari Transformator Distribusi
Mahrizal Masri, Hermansyah Alam
10 Simulations Analysis Of 3-Phase Z-Source Inverter B.Y. Husodo and M. Anwari,
11 Kinerja Bahan Isolasi Resin Epoksi Dengan Pengisi Rha Terkontaminasi Polutan Laut Ditinjau Dari Arus Bocor Kritis Flashover
Rimbawati
12 Rancang Bangun Prototipe Troli Listrik Untuk Rumah Sakit Muhammad Redho Kumia
13 Pengembangan Proses Desain Bodi Mobil Hibrid LIPI Muhammad Redho Kumia , Sunarto Kaleg, dan Abdul Hapid
14 Kajian Losses Jariogan Tegangan Menegah Sistem Kelistrikan Kota Balikpapan Kalimantan Timur
Sudirman Palaloi
15 Kajian Unjuk Kerja Pengendalian Jaringan Saraf Tiruan Untuk Menurunkan Konsumsi Elekroda Pada Tungku Eusur Listrik
Sudirman Palaloi
16 Dampak Pembangunan Pembangkit 2 X 100 MVA Dan Gardu Induk 150kv Di Tenayan Raya, Terhadap Sistem Kelistrikan Riau
Harnzah, Abdullah Asuhaimi bin Mohd Zin
17 Indonesia Dalam Kaca Mata Security Of Energy Supplay Massus Subekti
VIII
Hal 94 99
105
112
117
122 126
132 138
143 149
153 157 162
. 167
173
179 c,
SNPPTI 2010 ISSN: 2086-2156
173
Dampak Pembangunan Pembangkit 2 x 100 MVA dan Gardu Induk 150kV di Tenayan Raya terhadap
Sistem Kelistrikan Riau
Hamzah
1
,Abdullah Asuhaimi bin Mohd Zin
2
Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Univ. Lancang Kuning1 Departement. of Electrical Power Engineering, Universiti Teknologi Malaysia2
Jl. Yos Sudarso, km 8 Rumbai, Pekanbaru, 28265, Indonesia1 Skudai, Johor Bahru Darul Ta’zim, Johor, 81310, Malaysia2 E-mail : [email protected]1, [email protected]2
Abstrak – Defisit energi listrik di Riau sudah mencapai tingkat yang cukup parah, dan pernah mencapai 160 MW, dengan total beban terpasang 204,3 MW serta lebih dari 5.000 permohonan konsumen. Penambahan pembangkit baru telah disepakati pemerintah pusat, dengan total pembangkitan 2 x 100 MW dan berlokasi di Tenayan Raya. Diperlukan adanya kajian secara teknis, mengenai dampaknya terhadap sistem Riau. Dengan menggunakan metode Newton- Rapson untuk analisis aliran dayanya dan, dilakukan dengan menggunakan MatLab dan Power System Analysis ToolBox. Penambahan pembangkit baru ini telah menaikkan profil tegangan di Duri (5,97 kV), Dumai (7,69 kV), dan Bagan Batu (7,88 kV), dan menurunkan rugi-rugi daya pada saluran transmisi sebesar 0,14% (dari 3,43%, turun menjadi 3,29%).
Kata Kunci : Sistem 150 kV Riau, Pembangkit baru, GI Tenayan raya
I. PENDAHULUAN
Studi aliran daya (power flow studies) yang umumnya dikenal dengan istilah aliran daya (load flow) adalah studi yang dilakukan untuk mendapatkan informasi mengenai aliran daya dan rugi-rugi yang terdapat pada saluran transmisi dan juga untuk mengetahui profil tegangan pada masing-masing rel yang ada [1]. Studi ini merupakan tulang punggung dari analisis dan desain sistem tenaga listrik, yang juga berguna untuk perencanaan sistem tenaga, operasional sistem tenaga, penjadualan ekonomis sistem tenaga.
Analisis aliran daya juga diperlukan untuk keperluan pada banyak analisis lainnya seperti stabilitas transien dan penentuan biaya tidak diduga [2].
Data yang diperoleh dari hasil analisis ini akan digunakan untuk mengevaluasi sistem, guna perbaikan unjuk kerja (performance), maupun pengembangan sistem. Ada beberapa metode perhitungan aliran daya yang digunakan pada saat ini. Teknik yang paling umum digunakan untuk solusi iterasi (pengulangan) dari persamaan-persamaan numerik melalui penyelesaian persamaan aljabar non-linier telah sangat dikenal dalam penyelesaian masalah aliran daya [3,4].
Diantaranya adalah penyelesaian Gauss-Seidel, Newton-Raphson, dan Quasi-Newton, serta metode Fast Decouple [1,2,5]. Cara lain yang juga sudah banyak dipergunakan untuk penyelesaian aliran daya adalah dengan memanfaatkan model kecerdasan buatan (AI = Artificial Intelligent) seperti sistem cerdas (ES = Expert System), algoritma genetika (GA
= Genetic Algorithm), Jaringan Syaraf Tiruan (JST) atau dikenal juga dengan Artificial Neural Network (ANN) [5,6,7].
Diantara beberapa pendekatan ini, dalam makalah ini metode yang digunakan untuk penyelesaian aliran daya pada sistem Riau ini adalah metode Newton- Raphson. Metode ini secara matematik lebih unggul dari metode Gauss-Seidel dan lebih cepat konvergennya, sehingga proses iterasinya akan lebih pendek. Untuk sistem yang lebih besar, metode inipun lebih efisien dan lebih praktis [2].
II. LANDASAN TEORI
Gambar 1: Sistem kelistrikan dengan n rel.
Untuk keperluan studi aliran daya, diasumsikan sistem tenaga tiga fasa dalam kondisi seimbang dan nilai admitansi bersama (mutual admittance) antara elemen diabaikan. Dalam sistem tenaga listrik, dikenal ada tiga jenis rel, yaitu; (1) Rel ayun atau referensi (swing bus atau slack bus), yaitu rel pedoman yang dipilih berdasarkan bus yang terhubung dengan pembangkit yang terbesar untuk mensuplai kebutuhan daya aktif (P) dan daya reaktif (Q). (2) Rel generator (PV bus), yaitu rel yang terhubung dengan pembangkit dan mampu dioperasikan untuk mengontrol tegangan pada rel menjadi normal. (3) Rel beban (PQ bus),
SNPPTI 2010 ISSN: 2086-2156
174 yaitu rel yang hanya hanya memiliki beban (load) tanpa ada tersambung dengan pembangkit.
Ada 4 (empat) variable / parameter yang terdapat pada setiap rel, yaitu; (1). Nilai skalar tegangan, |Vi|.
(2). Sudut fasa tegangan δi. (3) Daya Aktif = Pi. (4).
Daya Reaktif, Qi. Pada setiap rel hanya ada dua besaran yang ditentukan, sedangkan dua besaran yang lain dicari menggunakan persamaan aliran daya. Dari empat besaran umumnya hanya ada dua nilai yang dicari pada masing-masing bus, sedangkan kedua besaran yang lain merupakan hasil akhir dari perhitungan, dan nilainya tersebut tergantung pada dua nilai yang telah ditentukan sebelumnya [1,2]. Nilai tersebut adalah : (1) rel ayun, nilai yang ditentukan : nilai |Vi| dan δi, dan nilai yang dicari nilai Pi. dan Qi. (2) rel generator, nilai yang ditentukan : nilai |Vi| dan Pi., dan nilai yang dicari nilai Qi. dan δi. (3) rel beban, nilai yang ditentukan : nilai Pi. dan Qi, dan nilai yang dicari nilai |Vi| dan δi.
Secara umum sistem ketenagalistrikan dapat dilihat pada gambar 1. Dengan menggunakan hukum Kirchoff, maka akan diperoleh persamaan arusnya sebagaimana terlihat dalam persamaan (1).
1 n
i ij j
j
I Y V
=
=
∑
⋅ (1)Atau dalam bentuk polarnya adalah :
1
n
i ij j ij j
j
I Y V θ δ
=
=
∑
⋅ ∠ + (2)Sementara daya kompleks pada rel ke i, dihitung dengan menggunakan persamaan (3).
*
i i i i
P− jQ =V I⋅ (3)
Dengan mensubstitusikan persamaan (2) ke persamaan (3), maka akan didapat persamaan aliran daya dengan metode Newton-Raphson sebagai berikut:
( )
1 n
i i i i ij j ij j
j
P jQ V δ Y V θ δ
=
− = ∠ −
∑
⋅ ∠ + (4)Dengan memisahkan bahagian nyata (real) dan semu (imaginary), maka akan didapat persamaan daya aktif dan daya reaktif pada rel ke i, yaitu sebagaimana terlihat dalam persamaan berikut ini :
( )
1
cos
n
i i j ij ij i j
j
P V V Y θ δ δ
=
=
∑
⋅ ⋅ − + (5)( )
1
sin
n
i i j ij ij i j
j
Q V V Y θ δ δ
=
= −
∑
⋅ ⋅ − + (6)Persamaan (5) dan persamaan (6) adalah merupakan sepasang persamaan aljabar non-linier dengan variable bebas, yang dikenal juga dengan istilah persamaan aliran daya statis. Dimana, besar tegangan dinyatakan dalam satuan per unit (pu), sedangkan besar sudut fasa dinyatakan dalam besaran radian (rad). Selanjutnya persamaan diatas dikembangkan dengan menggunakan deret Taylor [7], maka akan diperoleh persamaan (7) dan juga persamaan (8).
P H N
Q J L V
V δ
∆
∆
= ⋅ ∆
∆
(7)
Atau dapat juga ditulis seperti persamaan berikut ini,
H N 1 P
V J L Q
V
δ −
∆
∆
∆ = ⋅
∆
(8)
Dimana H, N, J, L adalah merupakan submatriks dari matriks Jacobian dengan nilai seperti berikut ini;
i,
ik i
H P δ
=∂
∂ m ik k
N P V
V
= ∂
∂
k ,
km k
J Q δ
=∂
∂
i
km k
k
L PV
V
= ∂
∂
( )
1
cos
n
i i j ij ij i j
j
P V V Y θ δ δ
=
=∑ ⋅ ⋅ − +
( )
1
sin
n
i i j ij ij i j
j
Q V V Y θ δ δ
=
= −∑ ⋅ ⋅ − +
P H N
Q J L V V
δ
∆
∆ = ⋅ ∆
∆
Gambar 2: Algoritma Newton-Rapson untuk penyelesaian aliran daya.
Penyelesaian dari persamaan (8) ini, untuk setiap rel generator (PV bus) terdapat vektor koreksi sebesar
∆δ, sementara untuk setiap beban (PQ bus) ada vektor
SNPPTI 2010 ISSN: 2086-2156
175 koreksi sebesar ∆δ, dan ∆V. Vektor koreksi ini berguna untuk memperbaiki nilai perkiraan (estimasi) awal dari nilai ∆δ, dan ∆V. Proses ini akan berulang (iterasi) hingga dipenuhi vektor nilai kesalahan ∆P untuk semua rel generator dan rel beban, serta ∆P untuk semua rel beban menjadi lebih kecil dari nilai toleransi ε yang telah ditentukan. Selanjutnya dengan menggunakan persamaan (7) dan (8), pada setiap iterasi, dihitung besar dari elemen matriks Jacobiannya, baru kemudian di invers-kan. Adapun algoritma dari pada metoda Newton-Raphson adalah sebagaiman bagan alir (flow chart) yang terdapat pada gambar 2.
Setelah aliran daya yang terdapat pada masing- masing saluran diperoleh, atau proses aliran dayanya selesai dilaksanakan, maka selanjutnya dihitung rugi- rugi daya yang terjadi pada saluran transmisi. Jika kita asumsikan rel i dan rel j dihubungkan melaui suatu saluran transmisi, maka akan mengalir arus sebesar Iij. Arus yang terukur pada rel i akan bernilai positif jika mengalir ke arah rel j. Arus Iij yang mengalir itu adalah sebesar :
( )
0 0
ij l i ij i j i I
I = I + I = y V V− +y V (9) Begitu pula jika sebaliknya j ⇒ i, maka diperoleh:
( )
0 0
ji l j ji j i j j
I = − + I I = y V − V + y V
(10) Daya kompleks Sij dari rel i ke rel j, adalah :* * * *
( )
ij ij ij i ij i i j ij
S = P +Q = ⋅ =V I V V −V y (11) Sedangkan Sji atau daya kompleks bus j ke bus i;
*
ji j ij
S = V I⋅ (12)
Rugi-rugi daya pada saluran antara rel i dan rel j;
Lij ij ji
S = S + S (13)
III. SISTEM KELISTRIKAN RIAU SAAT INI Riau merupakan salah satu propinsi yang cukup pesat perkembangannya. Oleh karena itu, pertumbuhan beban kelistrikan cukup tinggi. Saat ini saja ada lebih dari 5.000 permohonan pasang baru kepada PT. PLN cabang Pekanbaru. Sementara defisit tenaga listrik di Riau pernah mencapai lebih dari 160 MW.
Sistem ketenagalistrikan di Riau merupakan bagian dari sistem interkoneksi Sumatera dengan tegangan transmisi 150 kV. Sistem kelistrikan Riau dihubungkan melalui saluran transmisi antara Gardu Induk (GI) Payakumbuh dan GI Koto Panjang.
Diagram satu garis (single line diagram) dari sistem ketenagalistrikan Riau dapat dilihat pada gambar 3.
Pada gambar tersebut terlihat bahwa sistem 150 kV Riau memiliki tujuh unit GI yang terdiri dari GI Koto Panjang (KTP), GI Bangkinang (BKN), GI Garuda Sakti (GST), GI Teluk Lembu (TLB), GI Duri (DRI), GI Dumai (DMI), dan GI Bagan Batu (BGT).
Disamping itu juga, ada dua lokasi pusat pembangkit tenaga listrik yaitu, PLTA Koto Panjang dengan daya terpasang 3 x 38 MW dan PLTG Teluk Lembu dengan daya mampu 2 x 21,6 MW dan 1 x 18 MW [8],
sehingga pada keadaan normal total daya yang tersedia adalah sebesar 175,2 MW.
Gambar 3: Diagram satu garis sistem 150 kV Riau Tabel 1. Data Rel (Bus)
Generation Load No.
Bus Bus Name Bus
Type MW MVAr MW MVAr 1 Payakumbuh SW 140.0 112.0 0.0 0.0 2 Koto Panjang PV 114.0 96.9 11.5 8.79 3 Bangkinang PQ 0.0 0.0 13.8 10.55 4 Garuda Sakti PQ 0.0 0.0 60.3 46.11 5 Teluk Lembu PV 61.2 52.0 62.4 47.72 6 D u r i PQ 0.0 0.0 24.0 18.35 7 Dumai PQ 0.0 0.0 23.4 17.89 8 Bagan Batu PQ 0.0 0.0 8.9 6.80 Data pembangkitan dan data beban dari masing- masing Rel (Bus) dapat dilihat pada table 1. Dari tabel dapat dilihat bahwa sekitar 60% beban ada di Kota Pekanbaru dan sekitarnya. Energi ke beban disuplai melalui GI Garuda Sakti sebesar 29,5% (60,3 MW) dan GI Teluk Lembu 30,5% (62,4 MW) dari total keseluruhan daya yang ada. Sementara untuk pembangkitan energi listrik itu sendiri Kedua GI ini menyuplai beban yang berada pada kota Pekanbaru dan sekitarnya sebesar 122,7 MW. Sementara total daya yang terpasang adalah sebesar 204,3 MW. Jadi pada kondisi normal terjadi defisit energi listrik pada sistem Riau sebesar 29,1 MW. Namun dalam kondisi kemarau dimana PLTA tidak bisa dioperasikan secara maksimal, ditambah lagi jika ada kerusakan ataupun jika ada jadual perawatan suatu pembangkit, maka defisit energi listrik pun akan semakin besar. Selama
SNPPTI 2010 ISSN: 2086-2156
176 ini kekurangan tersebut selalu di suplai dari sistem Sumatera Barat (Sumbar). Dalam penelitian ini, sistem Sumbar yang diwakili dengan rel Payakumbuh merupakan rel ayun (swing/slack bus) yang akan mensuplai kekurangan daya yang berada di sistem Riau.
Tabel 2. Data Saluran transmisi 150 kV Riau.
Conductor Bus to Bus
mm2 kms R (Ω) X (Ω) 1. PYK 2. KTP 330 84.8 8.3104 j 7.4624 1. PYK 2. KTP 330 84.8 8.3104 j 7.4624 2. KTP 3. BKN 435 18.3 1.3542 j 1.5555 2. KTP 4. GST 435 63.8 4.7212 j 5.4230 3. BKN 4. GST 435 45.5 3.3670 j 3.8675 4. GST 5. TLB 240 20.6 2.7604 j 6.5096 4. GST 5. TLB 240 20.6 2.7604 j 6.5096 4. GST 6. DRI 240 117.0 15.6780 j 36.9720 4. GST 6. DRI 240 117.0 15.6780 j 36.9720 6. DRI 7. DMI 240 59.0 7.9060 j 18.6440 6. DRI 8. BGT 240 115.0 15.4100 j 36.3400
Tabel 3. Data Saluran dalam per unit Bus to Bus R (pu) X (pu) 1. PYK 2. KTP 0.036935 0.033166 1. PYK 2. KTP 0.036935 0.033166 2. KTP 3. BKN 0.006019 0.006913 2. KTP 4. GST 0.020983 0.024102 3. BKN 4. GST 0.014964 0.017189 4. GST 5. TLB 0.012268 0.028932 4. GST 5. TLB 0.012268 0.028932 4. GST 6. DRI 0.069680 0.164320 4. GST 6. DRI 0.069680 0.164320 6. GST 7. DMI 0.035140 0.082860 6. GST 8. BGT 0.068489 0.161511
Sebagai sarana penghubung antara GI, digunakan saluran transmisi dengan tegangan sistem 150 kV.
Saluran transmisi ini menggunakan konduktor dari jenis ACSR (Allumunium Conductor Steel Reinforce), dengan berbagai ukuran luas penampang. Data saluran sistem transmisi adalah seperti terlihat pada tabel 2.
Saluran transmisi yang terpanjang adalah yang menghubungkan GI Garuda Sakti yang berada di kota Pekanbaru dengan GI Duri yang berada di kota Duri sejauh 117 km, dengan saluran paralel. Sementara untuk luas penampang konduktor yang terbesar terdapat pada saluran transmisi antara GI Kota Panjang ke GI Bangkinang dan Garuda Sakti, serta dari GI Bangkinang ke GI Garuda Sakti.Guna memudahkan proses perhitungan, maka data yang ada dikonversi ke nilai per-unit (pu). Nilai ini diperoleh dengan menentukan nilai daya dasar (MVAdasar) dan tegangan dasar (kVdasar). Dalam makalah ini, bersar daya dasar yang dipergunakan MVAdasar = 100, dan
kVdasar = 150, sehingga nilai impedansi dasarnya
adalah :
2 2
150 225 100
dasar
dasar dasar
dasar
Z KV Z
=MVA ⇒ = = Ω
Berdasarkan nilai dasar ini, akan diperoleh data saluran dalam satuan perunit (pu), hasilnya adalah sebagaimana terlihat pada tabel 3.
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
Untuk mendapatkan analisis aliran daya terhadap sistem kelistrikan Riau ini, penyelesiannya adalah menggunakan algoritma Newton Raphson, dengan bantuan Toolbox software Matrix Laboratory (MatLab). Sementara Toolbox yang digunakan adalah PSAT (Power System Analysis Toolbox) [9]. Hasil dari pada aliran dayanya adalah sebagaimana terlihat pada tabel 4 dan tabel 5.
Tabel 4. Profil tegangan dan daya pada GI 150 kV sistem Riau saat ini.
Bus V [kV]
phase [deg]
P gen [MW]
Q gen [MVar]
P load [MW]
Q load [MVar]
PYK 150.00 0.00 59.53 -64.86 0.00 0.00 KTP 150.00 -1.25 114.00 152.97 11.50 87.90 BKN 149.20 -1.58 0.00 0.00 13.80 10.55 GST 147.81 -2.36 0.00 0.00 60.30 46.11 TLB 150.00 -2.96 38.00 159.26 62.40 47.72 DRI 138.62 -4.33 0.00 0.00 24.00 18.35 DMI 134.76 -5.23 0.00 0.00 23.40 17.89 BGT 135.78 -4.99 0.00 0.00 8.90 6.80 Tabel 5. Aliran daya pada saluran sistem transmisi 150
kV Riau saat ini.
From Bus
To Bus
P Flow [MW]
Q Flow [MVar]
P Loss [MW]
Q Loss [MVar]
PYK KTP 29.05 -33.07 0.72 0.64 PYK KTP 29.77 -32.43 0.72 0.64
KTP BKN 85.23 3.27 0.44 0.50
KTP GST 75.37 -4.35 1.20 1.37
BKN GST 70.99 -7.78 0.77 0.89
GST TLB 12.60 -54.83 0.40 0.94 GST TLB 12.60 -54.83 0.40 0.94 GST DRI 28.39 22.09 1.06 2.49 GST DRI 28.39 22.09 1.06 2.49 DRI DMI 23.40 17.89 0.38 0.89
DRI BGT 9.00 7.05 0.10 0.25
Dari tabel 4 dapat dilihat profil tegangan yang ada pada setiap rel pada sistem 150 KV ini. GI-GI yang berada di bahagian utara propinsi Riau memiliki kualitas tegangan yang kurang bagus. Tegangan terendah terdapat pada GI Dumai, dimana tegangannya sudah berada dibawah standar (-10%) yang diizinkan. Sementara pada tabel 5 memperlihatkan kondisi aliran daya dalam kondisi normal (semua pembangkit yang berada di Riau dalam kondisi beroperasi maksimal). Dalam situasi seperti
SNPPTI 2010 ISSN: 2086-2156
177 ini, sistem Riau masih kekurangan daya listrik. Untuk itu perlu di suplai daya listrik mendekati 60 MW dari sistem Sumbar melalui GI Payakumbuh ke Koto Panjang. Sementara aliran daya terbesar terjadi pada saluran transmisi yang menghubungkan GI Kota Panjang dan GI Bangkinang. Hal ini disebabkan karena saluran ini selain mengalirkan daya ke kota Pekanbaru dan bagian utara propinsi Riau, juga mengalirkan daya ke daerah Bangkinang dan sekitarnya. Namun, meskipun demikian rugi daya yang terdapat pada saluran ini tidak lah begitu besar, mengingat salurannya cukup pendek.
Rugi daya yang terbesar terjadi pada saluran transmisi antara GI Garuda Sakti dan GI Duri, yaitu sebesar 2 x 1.06 MW. Hal ini dikarenakan salurannya adalah yang terpanjang pada sistem transmisi 150 kV Riau, dan mengalirkan daya listrik lebih dari 55 MW untuk kebutuhan energi listrik bagian utara propinsi Riau. Saluran lain yang juga menyumbang rugi-rugi daya yang cukup besar adalah antara GI Kota Panjang dan GI Garuda Sakti sebesar 1.2 MW. Total rugi-rugi saluran yang terdapat pada sistem 150 kV Riau saat ini adalah sebesar 7.23 MW.
V. SISTEM KELISTRIKAN RIAU SETELAH PEMASANGAN GI TENAYAN RAYA Propinsi Riau akhirnya dimasukan dalam tahap I (satu), pembangunan 10.000 MW pembangkit tenaga listrik yang dicanangkan pemerintah. Pembangunan pembangkit baru itu rencananya akan berlokasi di daerah Tenayan Raya, dan pelaksanaannya akan dimulai pada tahun 2010 ini. Dengan adanya pembangkit baru, diharapkan krisis listrik yang selama ini dialami akan dapat diatasi. GI Tenayan Raya akan dihubungkan langsung dengan saluran transmisi 150 kV ke GI Teluk Lembu yang berjarak ± 5 km. Gambar 4 memperlihatkan diagram satu garis dari sistem Riau setelah penambahan GI tenayan raya. Penambahan pembangkit yang berkapasitas 2 x 100 MW, dengan bahan bakar batubara ini tentunya akan ikut merubah profil tegangan yang ada pada masing masing GI dan juga arah aliran dayanya. Untuk itulah perlu adanya analisis dampak ataupun pengaruh pembangunan GI Tenayan Raya terhadap sistem kelistrikan di Riau.
Terinterkoneksinya GI Tenayan Raya ke dalam sistem 150 kV Riau, selain dapat mengatasi defisit energi listrik yang terjadi selama ini, juga akan mengakibatkan berubahnya aliran daya pada sistem Riau. Karena kapasitas pembangkitannya hampirsama dengan total daya terpasang pada sistem Riau saat ini.
Untuk itu dilakukan simulasi analisis aliran daya dengan adanya penambahan GI tersebut. Adapun metode yang digunakan adalah Newton-Raphson dengan bantuan software Power System Analysis Toolbox (PSAT), yang merupakan salah satu toolboxnya MatLab untuk penyelesaian permasalahan ketenagalistrikan.
Gambar 4. Sistem Kelistrikan Riau, setelah penambahan GI Tenayan Raya.
Tabel 6. Profil tegangan dan daya pada GI 150 kV sistem Riau setelah penambahan GI Tenayan Raya.
Bus V [kV]
phase [deg]
P gen [MW]
Q gen [MVar]
P load [MW]
Q load [MVar]
PYK 150.00 0.00 -134.37 157.60 0.00 0.00 KTP 150.00 2.95 114.00 -62.23 10.00 0.00 BKN 149.67 3.16 0.00 0.00 11.00 2.00 GST 149.17 3.79 0.00 0.00 69.60 31.80 TLB 150.00 5.35 38.00 75.25 63.40 21.80 DRI 144.59 1.60 0.00 0.00 22.00 5.20 DMI 142.45 0.66 0.00 0.00 21.20 7.20 BGT 143.66 0.94 0.00 0.00 6.90 0.70 TNR 150.00 6.32 200.00 -82.81 0.00 0.00
Hasil yang diperoleh dari analisis ini adalah sebagaimana terlihat pada tabel 6. Pada tabel ini terlihat, bahwa pada rel Payakumbuh, pembangkitan daya aktifnya adalah negatif, yang artinya rel Payakumbuh menerima daya aktif sebesar sebesar 134,37 MW. Maka dengan begitu telah terjadi perubahan arah aliran daya listrik, jika selama ini Riau menerima energi listrik dari sistem Sumatera melalui GI Payakumbuh, maka setelah penambahan GI Tenayan Raya, Riau justru menyalurkan kelebihan daya listriknya ke sistem Sumatera melalui GI Payakumbuh sebesar 134,37 MW, dengan catatan tidak ada penambahan daya baru. Sebagaimana terlihat dalam tabel 7, bahwa aliran daya sebesar itu berasal dari saluran ganda, dimana masing-masing salurannya mengalirkan daya aktif sebesar 71,17 MW dan 67,18 MW.
SNPPTI 2010 ISSN: 2086-2156
178 Sementara profil tegangan pada rel-rel beban juga mambaik, sehingga secara keseluruhan profil tegangan pada setiap rel 150 kV yang terdapat pada sistem Riau sudah sesuai dengan standar yang ada. Kenaikan tegangan tertinggi terjadi pada rel BGT, yaitu dari 135,78 kV menjadi 143,66 kV, atau naik sebesar 7,88 kV (5,49%). GI Duri dari 138,62 kV menjadi 144,59 kV naik 5,97 kV, GI Dumai dari 134,76 kV menjadi 142,45 kV naik 7,69 kV.
Tabel 7. Aliran daya pada saluran transmisi 150 kV sistem Riau setelah penambahan GI Tenayan Raya.
From Bus
To Bus
P Flow [MW]
Q Flow [MVar]
P Loss [MW]
Q Loss [MVar]
PYK KTP -71.14 75.24 3.96 3.56 PYK KTP -67.18 78.80 3.96 3.56 KTP BKN -15.21 44.83 0.13 0.15 KTP GST -23.08 43.43 0.51 0.58 BKN GST -26.34 42.67 0.38 0.43 GST TLB -85.63 18.62 0.95 2.25 GST TLB -85.63 18.62 0.95 2.25 GST DRI 25.17 6.82 0.51 1.20 GST DRI 25.17 6.82 0.51 1.20 DRI DMI 21.20 7.20 0.20 0.46 DRI BGT 6.94 0.78 0.04 0.08 TNR TLB 200.00 -82.81 1.44 3.39
Tabel 7 juga memperlihatkan bahwa terjadi perubahan peta rugi-rugi daya yang terdapat pada saluran transmisi, jika dibandingkan dengan sistem sebelum adanya GI Tenayan Raya. Terjadi penurunan rugi-rugi daya listrik pada seluruh saluran transmisi yang menghubungkan GI-Gi yang berada di Riau, dengan total penurunan rugi-rugi 1,63 MW. Hanya saja terjadi kenaikan rugi-rugi daya pada saluran transmisi yang menghubungkan GI Koto Panjang dengan GI Payakumbuh, dengan total 6,48 MW.
Dengan adanya GI Tenayan Raya, maka secara keseluruhan rugi-rugi saluran transmisi yang terjadi adalah sebesar 13,54 MW, atau naik sebesar 6,29 MW dari sebelumnya. Namun, hal ini terjadi karena total daya yang dibangkitkan menjadi naik hampir 100%.
Oleh karena itu, secara keseluruhan telah terjadi penurunan rugi-rugi daya pada saluran transmisi sebesar 0,14%. Hal ini dikarenakan sebelum pemasangan GI Tenayan Raya dengan total daya yang dibangkitkan 211,53 MW terdapat rugi-rugi daya pada saluran transmisi sebesar 3,43%, sementara sesudah pemasangan GI Tenayan Raya dengan total daya yang dibangkitkan menjadi 411,53 MW, rugi-rugi daya pada saluran transmisi turun menjadi 3,29%.
Dengan masuknya pembangkit baru sebesar 200 MW pada sistem Riau melalui penambahan GI Tenayan Raya, bukan hanya sekedar dapat mengatasi kekurangan energi listrik yang selama ini terjadi di Propinsi Riau, tapi juga mengakibatkan kelebihan energi listrik (surplus) pada sistem Riau, mencapai 140 MW pada kondisi normal. Kelebihan energi listrik ini dapat disalurkan pada sistem Sumatera.
Menyalurkannya ke Sumatera Barat, melalui GI Koto Panjang, atau dapat juga ke Sumatara Utara, melalui GI Bagan Batu, mengingat sistem Sumatera yang sudah terinterkoneksi melalui jaringan transmisi 150 kV. Selain dari pada itu, pihak PT. PLN (persero) juga akan bisa melayani permintaan pemasangan baru bagi masyarakat di Riau, sehingga rasio elektrifikasi di Riau bisa meningkat.
VI. KESIMPULAN
Penambahan pembangkit 2 x 100 MW di Tenayan Raya sangat membantu memenuhi permintaan energi listrik di kota Pekanbaru khususnya dan Propinsi Riau pada umumnya, yang sampai saat ini masih defisit energi listrik. Pada kondisi normal, Riau akan mengalami surplus energi listrik sebesar 134.37 MW.
Meskipun lokasi pembangkit yang berdekatan dengan GI Teluk Lembu (di wilayah Kota Pekanbaru), terjadi perbaikan profil tegangan pada seluruh GI yang berada di Propinsi Riau, termasuk GI yang jauh dari pembangkit seperti DRI, DMI, dan BGT. Secara keseluruhan profil tegangan seluruh GI di Riau dengan adanya penambahan GI Tenayan raya telah memenuhi standar yang ditetapkan PLN, dimana penurunan tegangannya tidak melebihi 5 % dari tegangan sistem.
Rugi-rugi daya pada saluran transmisi naik dalam kapasitas naik sebesar 6,29 MW (dari 7,25 MW, naik menjadi 13,54 MW), namun secara keseluruhan turun 0,14% (dari 3,43%, turun menjadi 3,29%).
VII. DAFTAR PUSTAKA
[1] Cekmas Cekdin. (2007), Sistem Tenaga Listrik, contoh soal dan penyelesaiannya menggunakan Matlab, Penerbit Andi, Yogyakarta.
[2] Hadi Saadat. (2004), Power System Analysis 2nd edition, Mc. Graw Hill, New York.
[3] B. Stott. (1974), Review of load flow calculation methods, IEEE Proc., Vol. 62, PP.916-929.
[4] R. Van Amarongen. (1990), A General-Purpose Version of The Fast Decoupled Load Flow, IEEE Trans. on Power System., Vol. 4, PP. 760-770.
[5] Stevenson Jr, William D. dan Grainger, John J.
(1994), Elements of Power System Analysis, International edition, Mc Graw-Hill International Book Company, Singapore.
[6] Emmy Hosea, dan Yusak Tanoto. (2004).
Perbandingan Analisa Aliran Daya dengan Menggunakan Metode Algoritma Genetika dan Metode Newton-Raphson, Jurnal Teknik Elektro Vol. 4, No. 2, 63 – 69.
[7] Amirullah, Ontoseno Penangsang, Mauridhi Hery Purnomo. (2008). Studi Aliran Daya Menggunakan Jaring Saraf Tiruan Counterpropagation Termodifikasi, Seminar Nasional Aplikasi Teknologi Informasi (SNATI).
[8] PT PLN (Persero) Penyaluran dan Pusat Pengatur Beban (P3B) Sumatera, 2008.
[9] Milano, F., (2005). An Open Source Power System Analysis Toolbox, IEEE Transactions On Power Systems, Vol. 20, no. 3.
