1 BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Masalah Bali saat ini

1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang Masalah
Bali saat ini merupakan daerah dengan tingkat pertumbuhan
pembangunan yang tinggi. Ini terlihat dari banyaknya pembangunan yang
dilakukan di segala bidang, Hal ini tentu saja memicu permintaan akan kebutuhan
listrik yang semakin meningkat.
Agar tetap dapat melayani permintaan akan kebutuhan listrik tersebut
tidak hanya bergantung pada ketersediaan pasokan listrik yang kontinyu tetapi
juga meliputi aspek-aspek dalam sistem tenaga listrik yang lain, seperti dari sisi
keandalan yaitu tingkat keamanan sistem terhadap kemungkinan terjadinya
gangguan. Sedapat mungkin gangguan di pembangkit maupun transmisi dapat
diatasi tanpa mengakibatkan pemadaman disisi konsumen, kualitas yang baik
yaitu listrik yang diukur dengan kualitas tegangan dan frekuensi yang dijaga
sedemikian rupa sehingga tetap pada kisaran yang ditetapkan serta ekonomi dalam
hal ini adalah biaya pembangkitan yang minimum.
Untuk kondisi kelistrikan Bali saat ini, beban puncak pada tahun 2011
mencapai 591,60 MW sedangkan Bali sendiri untuk memenuhi permintaan beban
tersebut masih mengandalkan tiga pembangkit utamanya yaitu Pembangkit Listrik
Tenaga Gas (PLTG) Gilimanuk yang berkapasitas 130 MW, Pembangkit Listrik
Tenaga Gas (PLTG) Pemaron dan Pembangkit Listrik Tenaga Diesel (PLTD)
Pemaron dengan total kapasitas sebesar 136 MW serta Pembangkit Listrik
(PLTD) Pesanggaran dan Pembangkit Listrik Tenaga Gas (PLTG)-Minyak
Pesanggaran yang berkapasitas 229.8 MW serta pasokan listrik dari Jawa melalui
dua kabel laut yang berkapasitas 180 MW ( PLN APP Bali, 2011). Saat ini
beberapa perencanaan untuk memenuhi permintaan kebutuhan listrik di Bali juga
terus dilakukan, diantaranya penambahan dua sirkuit kabel laut dengan kapasitas
200 MW pada akhir 2012 serta perencanaan sistem interkoneksi Jawa‐Bali dengan
menggunakan transmisi Saluran Udara Tegangan Ekstra Tinggi (SUTET) 500 kV
pada tahun 2015 mendatang. Dengan demikian Bali tidak lagi bergantung pada
2
ketiga pembangkit listrik yang mana merupakan jenis pembangkit listrik yang
menggunakan HSD (High Speed Diesel) yang menjadikan pembangkit ini
merupakan pembangkit listrik yang mahal dibandingkan dengan pembangkitpembangkit listrik lainnya, seperti pembangkit listrik tenaga uap serta gas alam.
Jika menggunakan BBM dalam hal ini solar sebagai bahan bakar maka BPP
( Biaya Pokok Penyediaan) listrik sebesar 35-40 sen dollar AS per kWh ini jauh
lebih mahal dibandingkan dengan menggunakan gas ataupun bata bara yang mana
BPP listrik menjadi 10 sen dollar AS per kWhnya.
Dalam pengoperasian sistem tenaga listrik terdapat beberapa persoalanpersoalan yang sering terjadi diantaranya pemakaian tenaga listrik yang selalu
berubah dari waktu ke waktu, kondisi alam dan lingkungan yang menghambat
jalannya operasi serta masalah biaya bahan bakar yang relatif tinggi. Menurut
Marsudi (1990), pada operasi suatu sistem tenaga listrik, biaya bahan bakar pada
umumnya adalah biaya yang terbesar, untuk PLN biaya bahan bakar adalah 60
persen dari biaya operasi secara keseluruhan. Oleh karena itu perlu dilakukan
optimasi pada sistem kelistrikan untuk mendapatkan daya optimal pembangkitan
sehingga biaya bahan bakar dapat ditekan. Selain untuk menekan biaya bahan
bakar , suatu sistem akan menjadi optimal jika terpenuhinya beberapa keadaan
seperti keseimbangan beban, rugi-rugi optimal, tidak melanggar kendala-kendala
yang ada seperti batas maksimum dan minimum daya aktif, daya reaktif serta
tegangan.
Berdasarkan permasalahan diatas maka diperlukan suatu metode yang
bertujuan untuk mengoptimalkan daya yang dibangkitkan oleh masing-masing
unit pembangkit dengan tujuan untuk meminimalkan biaya pembangkitan serta
mendapatkan rugi-rugi dengan tetap memenuhi keseimbangan beban. Salah satu
metode yang dapat digunakan adalah dengan menggunakan analisa aliran daya
optimal.
Analisa aliran daya optimal merupakan metode perhitungan untuk
meminimalkan suatu fungsi tujuan yaitu biaya pembangkitan suatu pembangkit
tenaga listrik atau rugi-rugi pada saluran transmisi dengan mengatur
pembangkitan daya aktif dan daya reaktif setiap pembangkit yang terinterkoneksi
3
dengan memperhatikan batas-batas tertentu. Metode perhitungan aliran daya
optimal juga dapat digunakan untuk mengetahui besarnya nilai parameterparameter di setiap bus sistem yang berupa tegangan bus, daya, arus serta
besarnya sudut fasa. Metode perhitungan analisa aliran daya optimal terus
berkembang dari waktu ke waktu mulai dari metode klasik seperti metode
Newton, Gradient, Pemrograman Linear dan Non-Linear serta Pemrograman
Kuadrat lalu berkembang pada implementasi dari kecerdasan buatan yaitu
menggunakan metode Algoritma Genetika hingga penggunaan software-software
yang diciptakan untuk mempermudah analisa suatu sistem jaringan listrik seperti
power world, EDSA, hingga ETAP power station.
Penelitian-penelitian terhadap analisa aliran daya optimal juga sudah
banyak dilakukan diantaranya menghitung alokasi daya aktif dan reaktif optimal
pada sistem kelistrikan Bali dengan menggunakan metode proyeksi gradient
(Mahardika, 2004). Alokasi pembebanan ekonomis dengan menggunakan Metode
Extended Quadratic Interior Point yaitu mengalokasikan pembebanan ekonomis
tanpa memperhatikan rugi-rugi transmisi pada sistem kelistrikan Bali dengan
menekankan pada penjadwalan unit-unit pembangkit thermal (Danny, 2004) serta
Studi Optimasi Aliran Daya Listrik Sistem Kelistrikan Bali dengan hanya
menghitung optimasi daya aktif untuk mendapatkan biaya pembangkitan minimal
menggunakan metode DC Optimal Power Flow (Susanti, 2010).
Dengan demikian maka dalam penelitian ini akan dianalisis bagaimana
mengoptimalkan aliran daya pada sistem kelistrikan Bali menggunakan tiga
skenario yaitu skenario pertama pada saat kondisi existing, skenario kedua pada
saat penambahan dua sirkuit kabel laut pada akhir tahun 2012 serta skenario
ketiga
pada
saat
beroperasinya
sistem
interkoneksi
Jawa-Bali
dengan
menggunakan SUTET 500 kV. Optimasi yang dilakukan berupa optimasi daya
aktif dengan kendala meliputi batasan kendala daya aktif, reaktif serta tegangan.
Optimasi ini dilakukan untuk mengetahui berapa daya optimal yang dapat
dibangkitkan oleh masing-masing unit pembangkit agar mendapatkan biaya
pembangkitan yang minimum serta mendapatkan rugi-rugi dengan tetap
memenuhi keseimbangan beban. Untuk menganalisa permasalahan tersebut
4
digunakan metode Interior Point Primal Dual Algorithms dengan Barrier
Function melalui Optimal Power Flow Simulation (ETAP 5.03). Metode simulasi
dengan bantuan program komputer ini digunakan karena cocok untuk sistem
ketenagalistrikan yang besar dan kompleks. Analisa Aliran Daya Optimal juga
dapat dilakukan dengan lebih sederhana dan cepat.
1.2
Rumusan Masalah
Dari latar belakang diatas maka masalah yang dapat dirumuskan adalah
dengan menggunakan tiga skenario untuk sistem kelistrikan Bali seperti yang
telah disebutkan diatas, maka berapa daya optimal yang dibangkitkan oleh
masing-masing unit pembangkit agar diperoleh biaya pembangkitan minimum dan
rugi-rugi yang optimal.
1.3
Tujuan
Tujuan dalam penulisan tugas akhir ini adalah untuk mengetahui
besarnya daya optimal yang dibangkitkan oleh masing-masing unit pembangkit
agar diperoleh biaya pembangkitan minimum dan rugi-rugi yang optimal dengan
menggunakan tiga skenario untuk sistem kelistrikan Bali.
1.4
Manfaat
Manfaat dari penulisan tugas akhir ini adalah mendapatkan suatu
analisa dari pengoptimalan aliran daya pada sistem kelistrikan Bali pada saat ini
serta kondisi mendatang sehingga nantinya diharapkan dapat digunakan sebagai
bahan masukan dalam pengoperasian unit-unit pembangkit pada sistem kelistrikan
Bali, sehingga dapat diperoleh biaya pengoperasian yang minimum. Selain itu
penulisan tugas akhir ini juga diharapkan dapat memberikan sumbangan
pemikiran yang mungkin dapat diterima dan dapat digunakan sebagai bahan
pertimbangan dalam pengembangan penelitian dan penulisan karya tulis yang
lebih lanjut.
5
1.5
Ruang Lingkup dan Batasan Masalah
Mengingat demikian luas ruang lingkup permasalahan, maka untuk
menghindari perluasan masalah perlu pembatasan masalah dengan asumsi sebagai
berikut:
1.
Analisa optimasi aliran daya hanya pada sistem transmisi Bali dengan
menggunakan tiga kondisi skenario yaitu pada saat kondisi existing, pada
saat masuknya dua buah kabel laut tambahan pada akhir 2012 serta pada
saat beroperasinya sistem interkoneksi Jawa-Bali dengan SUTET 500 kV
pada tahun 2015 mendatang.
2.
Pada saat kondisi existing data pembebanan yang digunakan merupakan
data sampel pembebanan pada beban puncak malam hari Senin, 28 Mei
2012.
3.
Pada saat beroperasinya 4 sirkuit kabel laut pada akhir 2012 sistem
kelistrikan Bali beroperasi normal dengan data pembebanan yang digunakan
merupakan data peramalan beban puncak masing-masing Gardu Induk
untuk tahun 2012.
4.
Pada saat beroperasinya SUTET 500 kV pada tahun 2015 sistem kelistrikan
Bali beroperasi normal dengan data pembebanan yang digunakan
merupakan data peramalan beban puncak masing-masing Gardu Induk
untuk tahun 2015.
5.
Unit Commitment di abaikan.
6.
Metode yang digunakan untuk menganalisa optimasi aliran daya pada
sistem kelistrikan Bali adalah menggunakan metode Interior Point Primal
Dual Algorithms dengan Barrier Function melalui Optimal Power Flow
Simulation (ETAP 5.03).
1.6
Sistematika Penulisan
Secara rinci sistematika penulisan yang digunakan dalam penulisan
tugas akhir ini adalah sebagai berikut :
6
Bab I Pendahuluan
Bab ini berisikan tentang gambaran awal tugas akhir ini yang mana
mencakup latar belakang masalah, rumusan masalah, tujuan
penulisan, manfaat penulisan, batasan masalah serta sistematika
penulisan.
Bab II Tinjauan Pustaka
Bab ini berisikan tentang teori- teori dasar yang mendasari
pembahasan permasalahan dari topik yang dibahas.
Bab III Metodelogi penulisan
Bab ini berisikan tentang tempat dan waktu penelitian, sumber
data, jenis data, teknik pengumpulan data, analisis data serta alur
analisis.
Bab IV Analisis dan Pembahasan
Bab ini berisikan pembahasan dan analisa data-data yang didapat
dari penelitian di lapangan untuk mendapatkan solusi dari
permasalahan yang akan dikaji.
Bab V Penutup
Bab ini berisi tentang rangkuman dari apa yang telah dibahas.
Memuat simpulan serta saran-saran yang ditujukan baik kepada
penentu kebijakan juga untuk penelitian-penelitian yang lebih
lanjut.