Jurnal 11 firmansyah2

ISSN :2085-6989
Optimal Aliran Daya (OPF) Saat PLTA Dalam Kondisi Off-Line
Berbasis PowerWorld_Simulation
Firmansyah
Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Padang
Kampus Unand Limau Manis Padang
email : [email protected] [email protected]
1)
ABSTRACT
This paper determines the Optimization of electric energy generation due to
off-line from some of the hydroelectric generators are interconnected with others in
meeting the needs and economic burden. Use of Power world-simulation (PW-Sim)
describes the condition of the system about the direction of active and reactive
power flow. PW-Sim is able to simulate the actual state of the system and a large
scale. Setting conditions for ON / OFF the system can be done by varying some of
the plants, in order to obtain a picture of system behavior. PW-Sim can analyze the
interference of short circuit, power flow, optimal power flow (OPF), economic
dispatch (ED), and describe the visualization of network state in a state of
overload, under voltage. Ease of PW-Sim makes a hobby of high technology that
can develop the skills and knowledge in the field of power system
Key Word : Liner Programming, Economic Dispatch (ED),Unit Commitment (UC),
Optimal Power Flow (OPF)
PENDAHULUAN
Air merupakan sumber energi
penggerak suatu pembangkit listrik tenaga
air (PLTA). Ketersediaan air yang ada
disungai atau waduk dipengaruhi factor
meterologi dan factor Das. Keterbatasan
ketersediaan
air
ini,
mempengaruhi
kontinuitas pengoperasian pembangkitan
energi listrik, sehingga kemungkinan akan
ada pembangkit PLTA ini Off-line.
Sistem kelistrikan di sumatera lebih dari
70% sumber energi pengggerak generator
berasal dari air, sisanya dibangkitkan
dengan energi batu-bara dan minyak bumi.
Kecenderungan
menggunakan
sumber
energi ini didasarkan pada sumber energi air
sangat mudah diperoleh dengan curah hujan
rata-rata mencukupi pertahun.
Pada lima tahun terakhir curah
hujan menjadi tidak tetap, sehingga
Elektron : Vol 2 No. 2, Edisi Desember 2010
menyebabkan keterserdiaan air waduk
menurun bahkan sampai mendekati ambang
batas minimum. Akibatnya, beberapa
generator harus dioff-kan, sehingga terjadi
kekurangan energi listrik pada sistem.
Akibat kekurangan energi listrik ini,
dilakukan pemadaman secara bergiliran
pada pusat-pusat beban tertentu. Dengan
adanya pemadaman
ini, akan merugikan pihak konsumen,
terutama konsumen yang bergerak dalam
bidang usaha.
Untuk mengatasi kondisi ini, diperlukan
pengoperasian pembangkit lainya yang
sudah
terinterkoneksi
pada
sistem.
Pengaturan pengoperasian pembangkit ini
harus mampu dioperasikan secara optimal,
sehingga daya yang disalurkan ke konsumen
tetap
terpenuhi.
Untuk
mengatur
pengoperasian pembangkit ini diperlukan
sistem penjadwalan yang tepat dan akurat,
yaitu mengatur beberapa pembangkitan dari
energi penggerak yang berbeda secara
optimum dan ekonomis.
93
ISSN :2085-6989
Untuk mengoptimalkan daya yang
disalurkan perlu diperhatikan rugi-rugi
saluran dan biaya operasional sistem
pembangkitan, sehingga ada keseimbangan
biaya operasional sistem pembangkitan dan
harga dasar listrik. Biaya ini harus ditekan
sekecil mungkin, sehingga biaya jual
menjadi rendah.
Pemograman dinamik merupakan
teknik pemograman secara matematis yang
digunakan untuk mengambil keputusan yang
terdiri
banyak
tahap
(multistage).
Pemograman
dinamik
memberikan
sistematis untuk penentuan kombinasi
memaksimumkan atau meminimumkan
nilai-nilai sistem.
Persamaan aliran daya merumuskan
model aliran daya untuk mempunyai hasil
yang lebih realistis dibanding metoda
alternatif yang membandingkan biaya bahan
bakar sistem, losses, standar deviasi atau
daya aktif pembagkit, standar deviasi untuk
bahan bakar sistem, dan standar deviasi
untuk looses sistem [1].
Konsep utama economi dispatch
dari power sistem digunakan untuk
menentukan kombinasi optimal daya
keluaran semua unit pembangkit, yang
bertujuan untuk meminimalkan biaya bahan
bakar dan secara langsung memenuhi
batasan (constrain). Permasalahan tersebut
dapat
diselesaikan
melalui
program
matematika berdasarkan teknik optimasi
seperti methode iterasi lamda, methode
gradient, dan metode dynamic programming
[3]
Masalah ekonomi dispatch dan rugirugi transmisi juga dapat diselesaikan
dengan menggunakan
methode optimal
power flow (OPF). Perhitungan dengan
program OPF dapat ditunjukkan sebagai
urutan dari perhitungan aliran daya Newton
Raphson yang parameternya terkontrol
secara otomatis diatur memenuhi batasan
untuk meminimalkan fungsi objektif [4].
Dengan
memaksimumkan
atau
menimumkan suatu besaran yang ada pada
sistem (disebut fungsi objektif) yang
tergantung pada sejumlah variable masukan
yang mempunyai nilai “constraint”, [5].
Model Aliran Daya
Studi aliran daya digunakan untuk
menganalisa suatu sistem penyaluran daya
listrik dari pusat-pusat pembangkit yang
disalurkan melalui saluran trasmisi sampai
ke
pusat-pusat
beban
dengan
memperhatikan kapasitas daya yang
disalurkan dan losses. Besaran-besaran dari
hasil analisa aliran daya dapat menjadi
informasi utama dalam pengoperasian
sistem tenaga listrik secara keseluruhan,
juga besaran-besaran yang dihasilkan akan
menjadi sumber acuan untuk melakukan
analisis lanjutan seperti perhitungan hubung
singkat, analsis kestabilan atau konsep
optimisasi.
%XV
* HQ
* HQ
a
5
a
/
%
%
3/
3/
Gambar 1 : Model Sistem Aliran daya
Gambar 1, menerangkan bentuk rangkaian
sederhana sistem aliran daya yang
dibangkitkan dari 2 pembangkit, yaitu
generator-1 dan generator-2
Dari model gambar 1, ada dua hal
yang
perlu
dilakukan
didalam
perhitungannya, yaitu:
►
►
Tegangan pada tiap-tiap bus
Aliran daya aktif dan daya
reaktif pada masing-masing saluran,
yang dapat dihitung melalui persamaan
aliran daya sebagai berikut:
*
S ij = Vi I
∗
ij
Vi − V j  .......( 1 )
= Vi 

 Z ij 
Secara umum, untuk tiap bus dari
sistem tenaga listrik dengan i-bus
berlaku :
n
Pi − jQi = Vi * ∑ V J Yij
.........( 2 )
j =1
1
Vi =
Yii
n
 Pi − jQi

Y
V
−


∑
ij
j
*
j =1
 Vi

(3)
Studi Aliran Daya
Elektron : Vol 2 No. 2, Edisi Desember 2010
ISSN :2085-6989
Dalam perhitungan aliran daya, bus
dibedakan atas 3 tipe, yaitu [1] Slack bus,
[2] Generator bus, dan [3] Bus beban.
2.2. Type-type Bus
Penyelesaian masalah aliran daya,
sistem diasumsikan bekerja pada kondisi
balanced dengan permodelan satu phasa
yang digunakan. Besaran yang berhubungan
dengan masing-masing bus yaitu [1] Besar
Tegangan V (kV), [2] Sudut Phasa δ
(derajat), [3] Daya Riil P (MW), dan [4]
Daya Reaktif Q (MVAr) yang dibedakan
atas 3 tipe bus, yaitu;
a. Bus referensi ( swing/slack Bus)
Bus ini memiliki karakteristik utama
yaitu magnitudo dan sudut fasa
tegangan besarnya konstant serta telah
ditentukan
sebelumnya.
Dengan
demikian proses iterasi dapat berjalan
dengan baik, karena ada bus yang dapat
menjamin kekurangan daya selama
proses analisis aliran daya berlangsung.
Pada umunya
generator dengan
kapasitas paling besar efektif berfungsi
sebagai bus referens (slack bus).
b. Bus generator ( P-V bus)
Jenis bus ini mempunyai tegangan dan
daya aktif tertentu yang telah diketahui
sebelumnya, sedangkan nilai daya
reaktif pembangkit (Qg) dan sudut fasa
tegangan akan diperoleh dari hasil aliran
daya.
c. Bus beban ( P-Q bus)
Bus ini adalah bus non-generator atau
non-voltage controlled bus. Daya real
(MW) dan daya reaktif (MVAr)
diketahui dan nilainya tetap. Sudut
phasa
tegangan
dan
magnitude
tegangan ditentukan dari aliran daya..
Bus ini biasa disebut Bus P-Q.
Jenis Bus
Besaran yang
diketahui
Besaran
yang tidak
diketahui
Slack
V =1.0 , θ = 0
P, Q
Generator
(P-V Bus)
P,
Load ( P-Q
bus )
P, Q
Metoda Newton Raphson
………..(4)
Dan persamaan kedua
………..(5)
Dimana k1
konstanta
dan
k2
adalah
konstanta-
Kemudian kita perkirakan jawaban
persamaan ini sebagai x1(0) dan x2(0). Tanda
(0) menunjukkan bahwa nilai-nilai ini
adalah perkiraan pertama. Kita tetapkan pula
bahwa ∆x1(0) dan ∆x2(0) adalah nilai-nilai
yang harus ditambahkan pada x1(0) dan
x2(0) untuk mendapatkan penyelesaian yang
benar. Jadi kita dapat tuliskan
(2.7)
Untuk menyelesaikan ∆x1(0) dan ∆x2(0) kita
lakukan dengannmenguraikan persamaan
diatas dalam deret Taylor sehingga ;
(2.8)
…….(9)
Tabel 1 : Type-tipe Bus
V
Metoda
newton-Rapshon
berdasarkan uraian deret taylor untuk suatu
fungsi dengan dua variabel atau lebih. Kita
tinjau persamaan suatu fungsi dengan dua
variabel x1 dan x2 yang sama dengan suatu
konstata K1 yang dinyatakan sebagai :
Q,
θ
θ,V
Dimana turunan parsial dengan orde
lebih dari satu dalam deret suku-suku uraian
telah diabaikan. Suku [∂f1/∂x1] menunjukkan
bahwa turunan parsial dihitung untuk nilainilai x1(0) dan x2(0). Suku-suku lain
semacam itu dihitung dengan cara yang
sama. Jika turunan parsial orde satu kita
abaikan persamaan dapat diatas dapat ditulis
dengan bentuk matrik seperti berikut :
ISSN :2085-6989
Persamaan ini dinyatakan dalam bentuk
polar sehingga diperoleh
(15)
(2.10)
Dimana matrik bujursangkar turunan parsial
dinamakan J “Jacobian” atau dalam hal
iniJ(0) untuk menunjukkan perkiraan pertama
x1(0) dan x2(0) telah digunakan untuk
dihitung dari K1 untuk perkiraan x1(0) dan
x2(0) tetapi nilai K1 yang dihitung bukanlah
nilai yang ditetapkan persamaan kecuali jika
nilai perkiraan x1(0) dan x2(0) kita adalah
benar. Jika kita tentukan ∆K1(0) sebagai
nilai K1 yang ditetapkan dikurangi dengan
nilai K1 yang dihitung dan mendefinisikan
∆K2(0) dengan cara yang sama, kita peroleh
Daya kompleks di bus i adalah
(16)
Dengan mensubtitusi persamaan dengan
persamaan maka diperoleh
(17)
Dengan memisahkan bagian real dengan
imajinernya maka diperoleh persamaan
(19)
(11)
Tetapi karena uraian deret telah kita potong,
penambahan nilai-nilai ini pada perkiraan
pertama kita tidak memberikan jawaban
Terdapat dua persamaan untuk bus beban
yakni dan satu persamaan untuk bus PV
yakni persamaan. Dengan menjabarkan
persamaan dalam deret Taylor dan
mengabaikan bentuk orde tingkat tinggi
menghasilkan sekumpulan persamaan linear
berikut :
dimana
(12)
(13)
Dan mengulangi proses tersebut hingga
pembetulan menjadi sedemikian kecilnya
sehingga dapat memenuhi persyaratan
indeks ketelitian yang dipilih.
Untuk sistem tenaga berskala besar,
metoda Newton-Rapshon lebih efisien dan
praktis. Jumlah iterasi yang dibutuhkan
tidak tergantung ukuran sistem, tetapi secara
fungsional evaluasi dibutuhkan pada
masing-masing iterasi. Untuk bus pada
gambar, arus yang mengalir ke bus i
diberikan dalam persamaan persamaan ini
ditulis kembali dalam bentuk matrik
admitansi bus sebagai berikut:
(14)
(2.20)
Dalam bentuk sederhana dapat ditulis
(21)
Elemen diagonal dan bukan diagonal dari
matrik J1 adalah
Elektron : Vol 2 No. 2, Edisi Desember 2010
ISSN :2085-6989
(30)
1. Untuk bus beban, dimana Pi,spec dan
(25)
Elemen diagonal dan bukan diagonal dari
elemen J3 adalah
(26)
(27)
Elemen diagonal dan bukan diagonal dari
elemen J4 adalah
Qi,spec diketahui, nilai tegangan dan
sudut fasa di set mendekati nilai pada
bus slack yaitu 1.0 pu dan 0.0 pu, (|Vi(0)|
= 1.0 dan δi(0) = 0.0). untuk bus PV
dimana |Vi| dan Pi,spec diketahui, sudut
fasa di set sama dengan nilai sudut pada
bus slack, yaitu 0 (δi(0)=0.0)
2. Untuk bus beban, nilai Pi(k) dan Qi(k)
dihitung
dengan
menggunakan
persamaan 2.18 dan 2.19, nilai ∆Pi(k)
serta
∆Qi(k)
dihitung
dengan
menggunakan persamaan 2.30 dan
2.31.
3. Untuk bus PV, Pi(k) dan ∆Pi(k) dihitung
dengan menggunakan persamaan 2.38
4. Elemen
(28)
dari
matrik
jacobian
(J1,J2,J3,dan J4) dihitung dengan
menggunakan persamaan 2.21
5. Persamaan dapat diselesaikan dengan
metoda eliminasi Gauss
6. Nilai tegangan dan sudut phasa yang
(29)
dan
adalah perbedaan antara
nilai yang ditetapkan dengan nilai yang
dihitung, dikenal juga dengan sisa daya yang
dirumuskan :
baru dihitung dengan persamaan 2.32
dan 2.33
7. Proses iterasi berlanjut sampai nilai
∆Pi(k) dan ∆Qi(k) kecil dari nilai
kesalahan (error) yang ditentukan: |
∆Pi(k) | ≤ ε dan |∆Qi(k)| ≤ εe.
ISSN :2085-6989
Mulai
Komponen
Matrik Zbus
Menghitung
Matrik Admitansi Ybus
Asumsikan
tegangan awal bus, Vi(0)
I= 1,2, …..,n
i≠s
Set Iterasi untuk k=0
Menghitung
Daya Aktif dan Daya Reaktif pada bus
I Pik dan Qik
B
Menghitung
∆Pik = Pspec - Pcalc
∆Qik = Qspec - Qcalc
Uji
Konvergens
i
Tidak Dipenuhi
Dipenuhi
Menghitung Aliran Daya
Masing-masing Bus
Selesai
Menghitung Element
Matrik Jacobian
A
Elektron : Vol 2 No. 2, Edisi Desember 2010
ISSN :2085-6989
A
Menghitung :
Tegangan ∆V dan Sudut ∆δ
Menghitung :
Tegangan, Vnew : Vi-new = Vik + ∆Vik
Sudut, δnew
: δi-new = δik + ∆δik
i = 1, 2, ......................................,n
i≠s
B
Iterasi dilanjutkan
Gambar 2 Diagram Alir Metoda Newton-Rapshon
Studi aliran daya yang telah dihitung ini
dapat mempengaruhi economic dispatch,
OPTIMAL POWER FLOW (OPF)
Powerworld
Simulator
(PW-Sim)
merupakan suatu software interaktip untuk
merancang simulasi sistem daya jaringan
listrik.. Di dalam standard Simulator ini
dapat digunakan untuk memecahkan
permasalahan
aliran
daya
dengan
menggunakan algoritma aliran daya
Newton-Raphson dan permasalahan aliran
daya optimal dengan menggunakan metoda
linear Programming (LP OPF). PW-Sim
dapat mensimulasikan OPF suatu system
dan memecahkan permasalahan OPF.
Khususnya, Simulator OPF menggunakan
suatu implementasi pemrograman liniar
( LP) OPF.
Semua instruksi OPF dan pilihan diakses
menggunakan LP OPF pada menu utama.
Instruksi lain didalam menu ini digunakan
untuk menetapkan pilihan masukan, lihat
hasil, dan STORE/RETRIEVE OPF data
spesifik ke dalam alat bantu file. Tujuan
OPF adalah untuk meminimais fungsi biaya
dari aliran daya sistem yang baik.
Kendali sistem yang mempertimbangkan
inequality
constraint
dan
equality
constraint digunakan untuk model daya
keseimbangan batasan dan berbagai batasan
operasi. Di dalam Simulator OPF
apabila ada perubahan kapasitas pada
slack-bus.
menentukan LP OPF menentukan solusi
optimal adalah iterasi antara suatu standard
daya dan kemudian menggunakan linier
program untuk berubah control system
untuk memindahkan limit yang telah
ditentukan.
OPF Objective Function
Sasaran dari algoritma OPF adalah untuk
meminimais fungsi objektif OPF, subjek
berbagai batasan ketidaksamaan dan
kesamaan. Fungsi ini digunakan sebagai
besaran yang signifikan dari solusi akhir
OPF. Terdapat dua fungsi objektif pada
Simulator OPF, yaitu minimum cost dan
minimum control change. Minimum cost
usaha untuk memperkecil penjumlahan
total biaya pembangkit didalam area
spesifik atau super area. Minimum control
change adaah usaha untuk memperkecil
perubahan pada pembangkitan didalam
spesifik area atau area super.
Untuk meliputi suatu area atau super area
didalam fungsi objektif OPF, perubahan
sederhana Area AGC status Bidang untuk
"OPF" pada display record area OPF atau
Area super AGC status Bidang untuk "
OPF" pada display record area super. Ini
memberi fleksibilitas yang besar didalam
ISSN :2085-6989
pengertian studi OPF. Sebagai contoh dapat
diset OPF pada minimais cost untuk
keseluruhan sistem, atau hanya memilih
area atau super area.
OPF
Equality
Constraints
and
Inequality
Dalam memecahkan suatu masalah
optimisasi, seperti OPF, ada dua batasan,
yaitu equality dan inequality. Equality
constrains adalah batasan yang harus
diikuti. Sebagai contoh dalam OPF ada
persamaan keseimbangan daya aktif dan
daya reaktif pada sistem buses harus selalu
dicukupi. Didalam ketetapan, inequality
constrains boleh atau tidak mungkin
mengikat.
Suatu catatan penting untuk OPF
diselesaikan dengan iterasi suatu solusi
aliran daya dan Linear Programming.
Sebagian dari batasan selama solusi aliran
daya dan beberapa batasan sepanjang solusi
LP tersebut. Batasan selama aliran daya
yang ditetapkan selama solusi aliran daya.
Ini meliputi bus menggerakkan persamaan
imbang, voltase generator menetapkan
batasan titik, dan daya reaktif yang
membatasi generator. Yang membedakan
LP OPF dari aliran daya adalah constrain
yang telah ditetapkan linear programming
yang meliputi Equality Constraints dan
inequality Constraints
OPF Controls
Keluaran Generator (MW) menjadi kontrol
utama untuk mengendalikan aliran daya
MW di jaringan dan untuk memperkecil
fungsi objektif. Generator hanya dalam area
atau super area yang terpasang kendali "
OPF" adalah dapat dipilih sebagai kendali,
jika tidak MW keluaran sisa generator
menetapkan perbaiki pada awal nya
menghargai. Apakah generator tertentu ada
tersedia untuk kendali juga tergantung
status field kontrol AGC dan OPF MW.
Bidang ini diset pada OPF display record
Generator.
Pergeseran phasa trafo dimaksudkan untuk
mengontrol aliran daya ril pada rangkaian
dengan mengatur besar sudut phasa pada
data trafo.
OPF MARGINAL COSTS
Selama manapun meminimalkan dibatasi
ada pada kenyataannya selalu suatu biaya
dihubungkan dengan batasan persamaan
dan batasan ketidaksamaan. Biaya-Biaya
ini dikenal sebagai marginal cost.
Gambar 3 : Pergeseran phasa trafo
Bus MW Equality Constraints
Margin cost Bus MW menjelaskan
mengenai
biaya
tambahan
untuk
menyediakan beban MW beban yang
ditetapkan bus. Nilai-Nilai ini dapat
dipandang sebagai OPF Bus record display.
Juga terdapat contoured pada one-lines bus
bidang. Didalam inequality constraint,
marginal cost bus hanya dapat ditentukan
untuk bus yang serupa sebagai kendali
OPF.
Area MW Equality Constraints
Margin cost area MW menjelaskan biaya
tambahan untuk area yang ditetapkan untuk
mengimport beban MW tambahan dari
sistem bus. Nilai-Nilai ini dapat dipandang
sebagai OPF zone area, dapat juga sebagai
contoured atau memandang pada one-lines
zona area. Didalam ketidakhadiran segala
batasan ketidaksamaan margin cost area
MW adalah serupa untuk margin cost bus
MW untuk semua bus dalam area itu.
Interface MW Konstrain
Elektron : Vol 2 No. 2, Edisi Desember 2010
ISSN :2085-6989
Margin cost interface MW menjelaskan
tambahan konstrain interface MW. NilaiNilai ini hanya non-zero jika interface
constraint benar-benar aktip, hal ini dapat
dipandang dengan menggunakan OPF
Interface Records display.
SIMULASI SISTEM
Cara Kerja Rangkaian
Paper
ini
menentukan
Optimasi
pembangkitan energi listrik akibat off-line
dari beberapa PLTA yang terinterkoneksi
dengan
pembangkit
lainya
dalam
memenuhi
kebutuhan
beban
dan
ekonomisnya. Dengan men-simulasikan
sistem interkoneksi pada PW-Sim, dapat
diatur PLTA mana yang harus off-line.
Untuk menjaga keseimbangan daya yang
dibutuhkan beban, PLTU/PLTG yang
belum terhubung ke sistem di on-linekan.
Pengecekan aliran daya aktif dan reaktif
dapat diamati dengan mengaktifkan
option/tools pada oneline display. OPF, dan
kurva beban diamati dengan mengaktifkan
”run mode” .
Rangkaian Simulasi
PLTA Maninjau
-2 MV R
11 0 M W
4x17 MW
-2 M VR
1 10 MW
- 2 M VR
1 10 MW
4 2.55 km
-2 MV R
11 0 M W
GIPdg Luar
1 .00 pu
1 38.0 kV
1 .00 pu
1 38.0 kV Bus1
32 .30 km
GI Koto P anjang
9 .20 km
6.52 MW
23.20 MVR
21 .00 km
Bus2
0.96 p u
Bus4
1.00 pu
138.00 kV
16 .00 km
9.50 km
23 .40 km
9 .50 km
GI Garu da S akt i
-50.87 MVR 177.84 MW
184.36 MW 74.07 MVRBu s3
GI Bang kinang
0.9 6 p u
13 2.9 6 kV
1 31.99 kV
6 MW
44 MVR
Bus link
2 MW
44 MVR
2 MW
44 MVR
8 MW
2 MVR
B us6
0 .97 pu
134 .44 kV
Bu s5
0.99 pu
136.51 kV
PLTA Kt Pan jan g
872 5.5 4 $/MWh
Bu s9
2 8.35 km
3 33 2.34 $
30 MW
6 MVR
60 MW
9 MVR
6.0 km
2 0.6 3 kV
20 MW
0 MVR
30 MW
0 MVR
P LTG Telu k Lemb u
0.99 p u
13 8.0 kV
GI Lubu k A lung
B us7
40 MW
P LTA Bt A gam
3x3 .5 M W
Bus8
5.50 km
GI Bt. S ang kar
B us1 0
1 .00 p u
20 .00 kV
0 MW 44 MW 44 MW 4 4 M W
3 MV R 3 MVR OFF A GC 3 MV R
PLTA S ingkarak 4x43 .75 M W
7 MW
4 M VR
AGC ON
5 M VR
5 M VR
B us1 1
0.9 8 p u
13 5.60 kV
Bu s13
0.98 pu
13 4.80 kV
Bu s16
P LTU Ombilin
1.21 km
0 MW
24 MV R
24 M VR
GI P auh Limo
Bu s18
0.99 pu
13 7.1 8
3x2 1.35
Bus34
0.93 pu
GI S olok
B us14
0 .99 pu
136 .13 kV
15 MW
5 M VR
GI S alak
1.00 p u Bus15
1 37.8 1 kV
100 MW
70 MV R
1 00 MW
GIS Simpang Haru
20 MW
0 MVR
29.75 km
GI Rengat
70 MV R
GI Kiliran Jao
12 MW
4 M VR
Bus29
0.92 pu
Bus30
0.94 pu
20 MW
0 MVR
10 MW
0 MVR
GI Tl. Kuantan
Bus31
0.91 pu
20 MW
0 MVR
Bus32
0.91 pu
20 MW
0 MVR
Gambar 5 : Analysis Simulasi Sistem Aliran
Daya dan Losses
GI Tembilahan
70 M W
25 M VR
20 MW
0 MVR
3 MW
1 M VR
13.74 km
21 MW
40 MW
0 MVR
GI PT.RAPP
0.94 pu
Bus36
GI.S S.Indrapura
Bus35
0.94 pu
GI Kulim
1 .00 pu
13 8.0 0 kV
1 50 MW
4 0 M VR
8 MW
AGC ON
21 MW
AGC ON
-14 18.1 $ /MWh
Bus33
0.95 pu
31.98 km
17.03 km
3.50 km
21 MW
OFF A GC
-14 18.1 $ /M Wh
9 M VR
3.33 km
B us1 2
21 MW
GI Perawang
10 MW
2 MVR
3.5 0 M W 3.50 MW 3.50 MW
GI Sei Pakning
kV
16 .30 km
GI Indarun g
4 M VR
0.93 pu
1.00 p u
1 38 .00
0.98 pu
60 MW
30 MW
0 MV R
16.85 km
GI PIP
11.35 km
Bus37
-5 2.2 4 Deg-1 418 .14 $/M Wh
B us1 9
Bu s25
30 MW
4 MVR
9 .50 km
13 .05 km
7.50 km
0.9 9 p u
13 6.88 kV
1.0 0 p u
13 8.0 0
60 MW
20 MVR
0.99 p u
3.0 7 M W
Bus60
0.99 pu
GI Dumai
Bus24
0.97 pu
Bus23
GI Duri 0.97 pu
GI P ayakumbuh
18 MW
4 M VR
Gambar : Sistem Kelistrikan Sumbar - Riau
Gambar 4 : Rangkaian Simulasi Sistem Aliran
HASIL PERCOBAAN
Beberapa Beban dioff-kan
Beban Normal
Semua
Pembangkit
Aktif
Gambar 6 : Biaya rata-rata penyaluran per MWh (Rp/MWh)
Beberapa
Pembangkit
off-line
ISSN :2085-6989
Sistem
Black-Out
Pembangkit
Off-Line
PL-min (LWBP)
PL-max
Permintaan Beban Naik,
Losses naik
Permintaan Beban
Menurun, LossesTurun
Permintaan
Beban
Menurun
Gambar 7 : Kurva Beban dan Pembangkit
a)
b)
c)
Gambar 8 : Karakteristik Pembangkit
a) Incremental Cost (Rp/MWh); b) Fuel Cost (Rp/jam); c) Heat Rate (MBtu/MWh)
Load curve
No-Load curve
Gambar 9: Karakteristik P-Q Bus
a) Thermal Off, Hydro On-line
b) Thermal On-line, Hydro Off-line
Gambar-10 : Data output system
Elektron : Vol 2 No. 2, Edisi Desember 2010
ISSN :2085-6989
a) Hydro On-line, Thermal OFF
b). Hydro Off-line, Thermal On-line
Gambar-11 : Dialog LP OPF
[4]
KESIMPULAN
Dari hasil simulasi, diperoleh :
1.
Dapat mengatur simulasi sesuai
keadaan pembangkit (kondisi off-line atau
on-line)
dan
mengkoordinasikan
pembangkit serta mengamati system
secara visual (countoring).
2.
Pada kondisi pembangkit hydro online terdapat losses : 117,77 MW dan
554,74 MVAR
3.
Pada kondisi pembangkit hydro offline terdapat losses : 82,74 MW dan
412,89 MVAR
4.
Biaya Pembangkitan lebih murah pada
saat
pembangkit
hydro
on-line
(2249450,04 $/hr) dibanding pembangkit
hydro off-line (23224880,84 $/hr)
DAFTAR PUSTAKA
[1]
El-Hawary.M.E, “A Comparison of
Probabilistic
Perturbation
and
Deterministic Based Optimal Power Flow
Solution ,” Transaction on Power System
Vol. 6, No.3 Augst 1991.
[2] Venkatesh.S.V, Wen-Hsiung E.Liu,”A
least Squares Solution for Optimal Power
Flow Sensitivity Calculation,” Transaction
on Power System Vol. 7, No.3 Augst
1992.
[3] Richard P.Ludorf, Rana Mukerji, “
Evaluation of Wheeling and non-Utility
Generation (NUG) Option Using Optimal
Power Flow,” Transaction on Power
System Vol. 7, No.1 February 1992.
Wen-Hsiung E.Liu, Discrete Shunt
Controls in a Newton Optimal Power
Flow,” Transaction on Power System Vol.
7, No.4 November 1992.
[5] Gearge Fahd, Gerald B.Sheble, “Optimal
Power Flow Emulation of Interchange
Brokerage
System
Using
Linear
Programming,” Transaction on Power
System Vol. 7, No.1 May 1992.
[6] Daniel James.W,” Implementation of a
Newton-Based Optimal Power Flow Into a
Power System Simulation Environment,”
B.S., University of Wisconsin-Plattevile,
1995.
[7] Allen J.Wood, Bruce F. Wollenberg,
“Power generation, operation, and
control” Second edition.
[8] Hadi Saadat “ Power System Analysis”
McGraw-Hill, Edition 1999
[9] Almeida, K.C.; Salgado, R. “Optimal
power flow solutions under variable load
conditions”. Power Systems, IEEE
Transactions on Power System Volume: 15
Issue: 4 , Nov. 2000