2
BAB I
PENDAHULUAN
Didalam pengantar bab pendahuluan ini berisi beberapa pembahasan.
Dimulai dari latar belakang, rumusan masalah, tujuan penelitian, manfaat penelitian dan sistematika penelitian yang akan dilakukan.
1.1 Latar Belakang
Sistem distribusi merupakan bagian yang sangat penting dalam sistem ketenagalistrikan karena penyaluran daya yang berhubungan langsung dengan beban (konsumen). Dalam sistem distribusi penting halnya dalam menjaga kualitas daya, dikarenakan agar stabilitas sistem tenaga listrik tetap terjaga.
Penurunan kualitas daya dapat disebabkan oleh faktor daya yang menurun, drop tegangan, dan rugi jaringan (Saadat, 1999). Rugi jaringan merupakan salah satu masalah yang selalu dicari cara penyelesaiannya karena dapat mempengaruhi keandalan dan biaya operasi sistem. Rugi jaringan dapat diminimalkan dengan beberapa cara antara lain pemasangan kapasitor, penambahan distributed generator (DG), rekonfigurasi jaringan dan lain sebagainya (Niken, 2017).
Salah satu bentuk gangguan dalam sistem tenaga listrik adalah adanya drop tegangan dan rugi-rugi daya, hal ini diakibatkan oleh beberapa sebab antara lain adalah jarak tempuh antara pusat listrik ke pusat beban yang cukup jauh, dan beban yang cukup besar sehingga tegangan dan dayapada ujung saluran mengalami penurunan. Akibat dari drop tegangan dan rugidaya ini dapat mengganggu kinerja dan keamanan alat-alat elektronik yang ada di rumah-rumah pelangganmaupunsystemlistrikperusahaan. Nilai toleransi jatuh tegangan yang diatur dalam SPLN adalah senilai +5% dan -10% untuk jaringan distribusi dengan nominal tegangan 20 kV. Oleh sebab itu, nilai tegangan yang ada pada ujung saluran harus diperhatikan karena dapat memungkinkan munculnya gangguan- gangguan pada pihak konsumen (SPLN 1/1995).
Solusi dalammenanganipermasalahanteganganjatuh dan rugi-rugidaya (losses)salah satunyadenganmenggunakankapasitorbank. Kapasitor merupakan komponen kompensator daya reaktif yang berfungsi untuk memperbaiki faktor daya. Dengan pemasangan kapasitor pada sistem distribusi, maka kapasitor mampu untuk mengurangi rugi jaringan dan drop tegangan pada sistem distribusi.
Berbagai macam solusi untuk permasalahan pemasangan kapasitor dibagi menjadi 4 kategori: analytical,numerical programming, heuristic dan artificial intelligence based.
Dalam tugas akhir ini, dipilih metodeheuristic dan artificial intelligence based dalampemasangankapasitorbank yaitudenganmenggunakanalgoritmaMoth- Flame Optimization(Mirjalili,2015) pada sistem Mahakam 150 kV. Dengan bantuan dari metode metaheuristik, diharapkan metode ini dapat memberikan kombinasi penempatan kapasitor bank yang optimal yang sertadapat dipakai oleh operator sistem demi memenuhi kebutuhan energi listrik yang disuplai oleh sistem ini secara efisien dimasa mendatang dan dapatmereduksirugidaya (power losses) sekecilmungkin agar systemdapatberjalandenganbaik. Untuk menguji hasil yang telah didapatkan, masalah yang sama juga akan diselesaikan dengan beberapa metode metaheuristik yang sudah lebih dulu dikenal seperti Particle Swarm Optimization (Eberhart, 1995) dan Grasshopper Optimization (Mirjalili dkk, 2017) sebagai algoritma pembanding. Hasil yang diperoleh tiap algoritma dibandingkan satu sama lainnya dan dilihat rata-rata serta standar deviasi dari hasil simulasi.
1.2 Rumusan Masalah
Permasalahan yang diangkat dalam tugas akhir ini adalah
1.
Penyelesaian Optimal Power Flow pada sistem Mahakam 150 kV menggunakan Moth-Flame Optimization dengan mereduksi rugi-rugi daya (Losses).2. Membandingkan hasil penyelesaian Optimal Power Flow pada sistemMahakam 150 kV menggunakan Moth-Flame Optimization dengan metode metaheuritik yang lain, yaitu Particle Swarm Optimization dan Grasshopper Optimization Algorithm.
4
1.3 Tujuan
Tujuan utama dari tugas akhir ini yaitu :
1. Memperoleh kombinasi nilai capacitor bank dan penempatan dari capacitor bank sehingga sistem pembangkit dapat menyuplai kebutuhan listrik dari sistem tersebut dengan rugi-rugi daya (losses) serendah mungkin.
2. Mengetahui aliran daya maupun aliran daya optimal pada sistem Mahakam 150 kV dengan menggunakan Moth-Flame Optimization.
1.4 Manfaat Penelitian
Adapun manfaat penelitian dalam tugas akhir ini yaitu:
1. Dapat mengetahui rugi-rugi daya (losses) pada sistem Mahakam 150 kV.
2. Dapat mengetahui aliran daya maupun aliran daya optimal dan level tegangan pada sistem Mahakam 150 kV.
3. Menjadi saran bagi perusahaan terkait yang menjadi solusi untuk menangani masalah aliran daya pada sistem Mahakam 150 kV.
1.5 Batasan Masalah
Adapun Batasan Masalah yang ditetapkan pada pengerjaan tugas akhir ini ialah sebagai berikut.
1. Sistem yang akan ditinjau ialah sistem Mahakam 150 kV dengan karakteristik sistem dan pembangkit yang dipakai oleh Priyanto dan kolega (Priyanto dkk, 2019).
2. Data sistem Mahakam adalah data primer yang didapatkan langsung dari PT. PLN Balikpapan Utara.
3. Parameter Algoritma yang digunakan yaitu pada Moth-Flame Optimization Algorithm (Mirjalili, 2015), Grasshopper Optimization Algorithm (Mirjalili, 2017), dan Particle Swarm Optimization (Eberhart, 1995) diambil dari masing-masing jurnal untuk setiap algoritma.
4. Pemilihan Jumlah partikel dan iterasi diambil dari jurnal MFOA (Mirjalili, 2015)
5. Algoritma utama yang digunakan pada tugas akhir ini ialah Moth Flame Optimization Algorithm (Mirjalili, 2016). Untuk menentukan kualitas dari algoritma ini, algoritma pembanding yang akan digunakan meliputi Particle Swarm Optimization (Eberhart, 1995) dan Grasshopper Optimization Algorithm (Mirjalili dkk, 2017).
6. Fungsi obyektif yang diminimalkan pada tugas akhir ini ialah rugi-rugi daya yang timbul pada sistem.
7. Batasan (constraint) yang dipertimbangkan pada tugas akhir ini antara lain kapasitas pembangkit dan saluran, persamaan aliran daya, dan batas minimum dan maksimum tegangan.
8. Variabel yang dikontrol dalam tugas akhir ini ialah rugi-rugi daya dan lokasi pemasangan bank kapasitor.
9. Terdapat sejumlah asumsi yang akan digunakan pada tugas akhir ini, mengingat adanya beberapa parameter yang kurang lengkap dari sistem yang pernah digunakan oleh Priyanto dan kolega (Priyanto dkk, 2019).
Parameteryang dimaksud disini ialah kapasitas saluran.
10. Untuk menentukan kapasitas saluran yang dipakai pada penelitian ini, dilakukan observasi terkait ukuran kabel yang umum digunakan pada sistem transmisi di Indonesia. Kapasitas kabel dari jenis kabel yang didapat dari tegangan yang dipergunakan oleh PLN.
1.6 Sistematika Penulisan
Proposal Tugas Akhir ini disusun dengan sistematika sebagai berikut:
BAB I : Pendahuluan
Penjelasan mengenai latar belakang, rumusan masalah, tujuan, dan manfaat penelitian.
BAB II : Dasar Teori
Berisikan teori mengenai analisis aliran dayamaupunanalisisalirandaya optimal, kualitasdayalistrik, dan Moth-Flame Optimization Algorithm.
BAB III : Metodologi Penelitian
Bab ini berisikan mengenai studi literatur, pengolahandata, analisis datadan kesimpulan serta timeline penelitian tugas akhir.
6 BAB IV : Analisis Data
Pada bagian ini permasalahan penelitian Tugas Akhir dititik beratkan pada masalah aliran daya, aliran daya optimal, dan kualitas daya listrik dari sistem Mahakam 150 kV. Data penunjangyang telah didapatkan selanjutnya akan dilakukan analisis untuk dapatmengetahui rugi-rugi daya (losses) pada sistem Mahakam 150 kV.
BAB V : Penutup
Bab ini berisi kesimpulan dan saran dari seluruh pengerjaan tugas akhir yang telah dilaksanakan.
