1 bab i pendahuluan

1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Listrik pada abad ini sudah merupakan kebutuhan primer yang tidak bisa
tergantikan. Karena pentingnya listrik ini, sistem yang menyuplai dan
mengalirkan listrik ini harus bisa memenuhi kebutuhan daya dari konsumen
listrik. Sistem ini biasa disebut dengan sistem tenaga listrik. Sistem tenaga listrik
ini terdiri dari pembangkitan, transmisi, dan distribusi. Sistem ini bisa berjalan
namun masih disertai dengan banyak permasalahan. Salah satunya adalah
permasalahan pada pembangkitan, yaitu penjadwalan pembangkitan atau yang
lebih dikenal dengan sebutan unit commitment (UC).
Pada permasalahan UC ini, terdapat dua permasalahan yang harus
diselesaikan, penjadwalan pembangkitan dan jumlah daya
yang
harus
dibangkitkan oleh pembangkit agar memenuhi kebutuhan konsumen (beban)
dengan biaya pembangkitan yang seminimal mungkin. Cara meminimalisir biaya
pembangkitan ini meliputi upaya meminimalkan biaya pembangkitan awal (startup cost) dan meminimalkan biaya bahan bakar (fuel cost) dengan tidak melanggar
kekangan-kekangan, baik pada sistem maupun unit pembangkit. Kedua
permasalahan pada UC tersebut harus dapat diselesaikan dengan suatu metode
yang dinamakan metode optimisasi.
Dalam perkembangannya dikenal berbagai metode optimasi dengan berbasis
program untuk menyelesaikan permasalahan UC ini. Awal mulanya, metode
optimasi yang digunakan berupa metode iterasi konvensional seperti integer
1
2
programming, dynamic programming, priority list (PL), lagrangian relaxation,
dll (Padhy, 2004) (Tingfang & Ting, Dec 2008). Metode-metode ini sering
terjebak pada lokal optimal. Seiring berjalannya waktu, mulai dikenalkan metode
optimasi lainnya yaitu metode metaheuristik seperti metode algoritma genetika
(AG), fuzzy logic, ant-colony, dll (Dasgupta & McGregor, 1994), (Christiansen,
2000), (Padhy, 2004). Metode-metode ini menggunakan multi-searching point
untuk mencari solusi optimal sehingga output yang dihasilkan pada metodemetode ini dapat mendekati titik global optimal (Momoh, 2001).
Penelitian
yang
akan
disajikan
adalah
mengenai
UC
dengan
mempertimbangkan tambahan kekangan, yakni kekangan pada saluran transmisi
(load flow constraints). Permasalahan UC ini dibagi menjadi dua bagian, yaitu
masalah penjadwalan unit pembangkit dan masalah economic dispatch (ED).
Pada masalah
penjadwalan unit
pembangkit, kondisi on/off unit
pembangkitan diselesaikan. Metode yang digunakan adalah PL. PL digunakan
karena metode ini sederhana dan cepat dalam mendapat solusi. Lalu pada masalah
ED, jumlah daya yang harus dibangkitkan oleh unit-unit pembangkit diselesaikan
dengan memperhatikan load flow constraints. Metode yang digunakan dalam
masalah ini adalah AG. AG dipilih karena dalam pencarian solusi, AG bekerja
tanpa membutuhkan informasi eksak seperti gradient atau informasi tambahan
lainnya dan bekerja secara multi-searching point sehingga solusi yang didapat
dapat mendekati solusi optimal global.
Dalam penelitian ini, akan digunakan data standar uji IEEE (Institute of
Electrical and Electronic Engineering) case 6 bus. Penulis akan menguji metode
3
ini dengan dua kasus. Kasus pertama yaitu menyelesaikan permasalahan UC
dengan tidak memperhatikan load flow constraints. Lalu kasus kedua yaitu
menyelesaikan permasalahan UC dengan memperhatikan load flow constraints.
Dari kasus ini, nantinya dapat dilihat apakah metode yang diusulkan ini dapat
digunakan untuk menyelesaikan permasalahan UC dengan mempertimbangkan
load flow constraints.
1.2
Perumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang yang telah dikemukakan tersebut, dapat
dirumuskan beberapa permasalahan sebagai berikut.
1. Apakah metode hibrid PL dan AG yang diusulkan dapat digunakan untuk
menyelesaikan permasalahan UC dengan mempertimbangkan load flow
constraints?
2. Apakah metode design of experiment (DOE) yang digunakan dapat
mengoptimalkan parameter AG?
3. Bagaimana perbandingan besar total biaya yang didapat dari permasalahan
UC tanpa mempertimbangkan load flow constraints dengan UC yang
mempertimbangkan load flow constraints?
1.3
Batasan Masalah
Batasan masalah pada skripsi ini adalah sebagai berikut.
1. Penelitian dilakukan pada standar uji IEEE case 6 bus.
2. Data pembangkitan yang digunakan adalah sesuai data standar uji IEEE case
6 bus.
4
3. Pembangkit yang digunakan diasumsikan berjalan normal, tidak ada yang
sedang dalam gangguan (perawatan, pembangkit lama, dll).
4. Nilai batas sudut tegangan pada setiap bus diasumsikan minimal -360o dan
maksimal +360o dikarenakan dalam sistem uji tidak disebutkan batasannya.
5. Fungsi biaya bahan bakar pada fungsi objektif dari UC merupakan fungsi
kuadratis, efek valve point tidak dimasukkan ke dalam fungsi biaya bahan
bakar.
6. Untuk mengoptimalkan parameter AG digunakan teknik DOE 4 faktor 2 level
dengan asumsi persamaan prediksi linier dan antar variabel dari AG tidak ada
yang saling berinteraksi.
1.4
Tujuan Penelitian
Tujuan diadakannya penelitian ini adalah :
1. untuk mengetahui apakah metode hibrid PL dan AG yang diusulkan dapat
digunakan
untuk
menyelesaikan
permasalahan
UC
dengan
mempertimbangkan load flow constraints,
2. untuk
mengetahui
apakah
metode
DOE
yang
digunakan
dapat
mengoptimalkan parameter AG,
3. untuk mengetahui perbandingan besar total biaya yang didapat dari
permasalahan UC tanpa mempertimbangkan load flow constraints dengan UC
yang mempertimbangkan load flow constraints.
5
1.5
Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan makalah skripsi ini adalah,
BAB I
: Pendahuluan
Bab ini menjelaskan tentang pendahuluan yang mencakup latar belakang
masalah, perumusan masalah, batasan masalah, tujuan penelitian, dan sistematika
penulisan.
BAB II
: Landasan Teori
Bab ini menjelaskan tentang tinjauan pustaka, dasar teori mengenai UC dan
AG.
BAB III : Metodologi Penelitian
Bab ini menjelaskan tentang alur penelitian yang digunakan oleh penulis,
metode yang digunakan oleh penulis dalam penelitian ini, yaitu bagaimana
metode PL dan AG digunakan, bagaimana pemodelan metodenya, dan bagaimana
penggunaan metode DOE untuk mencari optimal parameter dari AG.
BAB IV : Hasil dan Pembahasan
Bab ini menjelaskan tentang hasil simulasi dari penelitian dan analisis
mengacu hasil simulasi tersebut yang diujikan pada standar uji IEEE case 6 bus.
BAB V
: Kesimpulan dan Saran
Bab ini berisi kesimpulan yang bisa diambil dari penelitian ini dan saran
yang dapat dilakukan untuk lebih menyempurnakan penelitian ini.