TUGAS 1
PENGOPERASIAN OPTIMAL SISTEM TENAGA LISTRIK
Oleh :
Nama : Dimas Okky Anggriawan
NRP :
22132012018
DOSEN :
Prof. Ir. Ontoseno Penangsang, M.Sc, Ph.D
PROGRAM MAGISTER
BIDANG KEAHLIAN TEKNIK SISTEM TENAGA
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER
SURABAYA
2014
TUGAS : 1
Pengoperasian Optimal Sistem
Tenaga Listrik
Dosen :
Prof. Ir. Ontoseno Penangsang, M.Sc, Ph.D
Tanggal Pemberian
Tanggal Pengumpulan
Soal :
18 September 2014
29 September 2014
Plot karakteristik input-output (Polynomial orde 2) unit-unit pembangkit
termal pada tabel 2.1 halaman 24 (buku allen J.wood) menggunakan MATLAB
dengan fungsi polyfit.
Tabel 2.1 Typical Fossil Generation Unit Heat Rates
Gen
Fossil
Unitdescription
P1
P2
P3
P4
P5
P6
P7
P8
P9
P10
P11
P12
P13
P14
P15
Steam-coal
Steam-oil
Steam-gas
Steam-coal
Steam-oil
Steam-gas
Steam-coal
Steam-oil
Steam-gas
Steam-coal
Steam-oil
Steam-gas
Steam-coal
Steam-oil
Steam-gas
Unit
Rating
(MW)
50
50
50
200
200
200
400
400
400
600
600
600
800-1200
800-1200
800-1200
100%
Output
(Btu/kWh)
11000
11500
11700
9500
9900
10050
9000
9400
9500
8900
9300
9400
8750
9100
9200
80%
Output
(Btu/kWh)
11088
11592
11794
9576
9979
10130
9045
9447
9548
8989
9393
9494
8803
9155
9255
60%
Output
(Btu/kWh)
11429
11949
12156
9871
10286
10442
9252
9663
9766
9265
9681
9785
9048
9409
9513
40%
Output
(Btu/kWh)
12166
12719
12940
10507
10949
11115
9783
10218
10327
9843
10286
10396
9625
10010
10120
25%
Output
(Btu/kWh)
13409
14019
14262
11581
12068
12251
10674
11148
11267
10814
11300
11421
-
Berdasarkan tabel 2.1 unit-unit pembangkit dapat dikategorikan menjadi 5
bagian berdasarkan rating kapasitas pembangkit dan ditunjukkan pada
tabel 2.2
Tabel 2.2 Pembagian kategori pembangkit
No
Rating Kapasitas Pembangkit
Unit-Unit Pembangkit
1
50 MW
P1, P2, P3
2
200 MW
P4, P5, P6
3
400 MW
P7, P8, P9
4
600 MW
P10, P11, P12
5
800 - 1200 MW
P13, P14, P15
1. Rating Kapasitas Pembangkit 50 MW yang terdiri dari 3 unit pembangkit
yaitu P1, P2 dan P3.
Listing program MATLAB
%DATA INPUT UNIT PEMBANGKIT(Btu/kWh)
Ha=[11000 11088 11429 12166 13409];%Unit Steam-Coal (Unit P1)
Hb=[11500 11592 11949 12719 14019];%Unit Steam-Oil (Unit P2)
Hc=[11700 11794 12156 12940 14262];%Unit Steam-Gas (Unit P3)
Px=[50];%Rating Unit Pembangkit (MW)
Pa=[1 0.8 0.6 0.4 0.25];%Daya Output (Dalam %)
%KURVA KARAKTERISTIK INPUT-OUTPUT UNIT PEMBANGKIT 50 MW
%DAYA OUTPUT PERRATING PEMBANGKIT (MW)
P1=Pa*Px;P2=P1;P3=P1;%Rating Pembangkit 50 MW
C=1/1000; %Pengubah Btu/KWh ke MBtu/KWh
%MENGUBAH INPUT PEMBANGKIT KEDALAM MBtu/h
H1=Ha.*P1*C;
H2=Hb.*P2*C;
H3=Hc.*P3*C;
%KOEFISIEN MBtu/h ORDE 2
U1=polyfit(P1,H1,2);
U2=polyfit(P2,H2,2);
U3=polyfit(P3,H3,2);
%HASIL PERSAMAAN KUADRAT
x1=poly2str(U1,'P');
x2=poly2str(U2,'P');
x3=poly2str(U3,'P');
%KURVA KARAKTERISTIK
P=[0:1:50];
Y1=polyval(U1,P);
Y2=polyval(U2,P);
Y3=polyval(U3,P);
%GAMBAR KURVA KARAKTERISTIK INPUT-OUPUT H v P
figure (1)
plot(P,Y1,':r',P,Y2,'-b',P,Y3,'--k')
title(['Kurva Karakteristik Input-Output Rating 50MW'],'color','r');
xlabel('P (MW)');ylabel('H (MBtu/h)')
h=legend(['Coal=',num2str(x1)],['Oil=',num2str(x2)],['Gas=',num2str(x3)],2);
set(h,'Interpreter','none')
grid on
Hasil MATLAB
- Persamaan Input-Output :
Coal = 0.010431 p^2 + 9.5093 p + 47.8399
Oil = 0.010889 p^2 + 9.9424 p + 50.0102
Gas = 0.01109 p^2 + 10.115 p + 50.8717
- Kurva karakteristik dengan polyfit :
Kurva Karakteristik Input-Output Rating 50MW
600
Coal= 0.010431 P^2 + 9.5093 P + 47.8399
Oil= 0.010889 P^2 + 9.9424 P + 50.0102
Gas= 0.01109 P^2 + 10.115 P + 50.8717
500
H (MBtu/h)
400
300
200
100
0
0
5
10
15
20
25
P (MW)
30
35
40
45
50
2. Rating Kapasitas Pembangkit 200 MW yang terdiri dari 3 unit
pembangkit yaitu P4, P5 dan P6.
Listing program MATLAB
%DATA INPUT UNIT PEMBANGKIT(Btu/kWh)
Ha=[9500 9576 9871 10507 11581];%Unit Steam-Coal (Unit P4)
Hb=[9900 9979 10286 10949 12068];%Unit Steam-Oil (Unit P5)
Hc=[10050 10130 10442 11115 12251];%Unit Steam-Gas (Unit P6)
Px=[200];%Rating Unit Pembangkit (MW)
Pa=[1 0.8 0.6 0.4 0.25];%Daya Output (Dalam %)
%KURVA KARAKTERISTIK INPUT-OUTPUT UNIT PEMBANGKIT 200 MW
%DAYA OUTPUT PERRATING PEMBANGKIT (MW)
P1=Pa*Px;P2=P1;P3=P1;%Rating Pembangkit 200 MW
C=1/1000;%Pengubah Btu/KWh ke MBtu/KWh
%MENGUBAH INPUT PEMBANGKIT KEDALAM MBtu/h
H1=Ha.*P1*C;
H2=Hb.*P2*C;
H3=Hc.*P3*C;
%KOEFISIEN MBtu/h ORDE 2
U1=polyfit(P1,H1,2);
U2=polyfit(P2,H2,2);
U3=polyfit(P3,H3,2);
%HASIL PERSAMAAN KUADRAT
x1=poly2str(U1,'P');
x2=poly2str(U2,'P');
x3=poly2str(U3,'P');
%KURVA KARAKTERISTIK
P=[0:1:200];
Y1=polyval(U1,P);
Y2=polyval(U2,P);
Y3=polyval(U3,P);
%GAMBAR KURVA KARAKTERISTIK INPUT-OUPUT H v P
figure (1)
plot(P,Y1,':r',P,Y2,'-b',P,Y3,'--k')
title(['Kurva Karakteristik Input-Output Rating 200MW'],'color','b');
xlabel('P (MW)');ylabel('H (MBtu/h)')
h=legend(['Coal=',num2str(x1)],['Oil=',num2str(x2)],['Gas=',num2str(x3)],2);
set(h,'Interpreter','none')
grid on
Hasil MATLAB
- Persamaan Input-Output :
Coal = 0.0022482 p^2 + 8.2134 p + 165.2481
Oil = 0.0023508 p^2 + 8.5574 p + 172.252
Gas = 0.0023869 p^2 + 8.6868 p + 174.8866
- Kurva karakteristik dengan polyfit :
Kurva Karakteristik Input-Output Rating 200MW
2500
Coal= 0.0022482 P^2 + 8.2134 P + 165.2481
Oil= 0.0023508 P^2 + 8.5574 P + 172.252
Gas= 0.0023869 P^2 + 8.6868 P + 174.8866
H (MBtu/h)
2000
1500
1000
500
0
0
20
40
60
80
100
120
P (MW)
140
160
180
200
3. Rating Kapasitas Pembangkit 400 MW yang terdiri dari 3 unit
pembangkit yaitu P7, P8 dan P9.
Listing program MATLAB
%DATA INPUT UNIT PEMBANGKIT(Btu/kWh)
Ha=[9000 9045 9225 9783 10674];%Unit Steam-Coal
Hb=[9400 9447 9663 10218 11148];%Unit Steam-Oil
Hc=[9500 9548 9766 10327 11267];%Unit Steam-Gas
Px=[400];%Rating Unit Pembangkit (MW)
Pa=[1 0.8 0.6 0.4 0.25];%Daya Output (Dalam %)
(Unit P7)
(Unit P8)
(Unit P9)
%KURVA KARAKTERISTIK INPUT-OUTPUT UNIT PEMBANGKIT 400 MW
%DAYA OUTPUT PERRATING PEMBANGKIT (MW)
P1=Pa*Px;P2=P1;P3=P1;%Rating Pembangkit 400 MW
C=1/1000;%Pengubah Btu/KWh ke MBtu/KWh
%MENGUBAH INPUT PEMBANGKIT KEDALAM MBtu/h
H1=Ha.*P1*C;
H2=Hb.*P2*C;
H3=Hc.*P3*C;
%KOEFISIEN MBtu/h ORDE 2
U1=polyfit(P1,H1,2);
U2=polyfit(P2,H2,2);
U3=polyfit(P3,H3,2);
%Hasil PERSAMAAN KUADRAT
x1=poly2str(U1,'P');
x2=poly2str(U2,'P');
x3=poly2str(U3,'P');
%KURVA KARAKTERISTIK
P=[0:1:400];
Y1=polyval(U1,P);
Y2=polyval(U2,P);
Y3=polyval(U3,P);
%GAMBAR KURVA KARAKTERISTIK INPUT-OUPUT H v P
figure (1)
plot(P,Y1,':r',P,Y2,'-b',P,Y3,'--k')
title(['Kurva Karakteristik Input-Output Rating 400MW'],'color','b');
xlabel('P (MW)');ylabel('H (MBtu/h)')
h=legend(['Coal=',num2str(x1)],['Oil=',num2str(x2)],['Gas=',num2str(x3)],2);
set(h,'Interpreter','none')
grid on
Hasil MATLAB
Persamaan Input-Output :
Coal = 0.0013219 p^2 + 7.7568 p + 282.8484
Oil = 0.0013807 p^2 + 8.1016 p + 295.3953
Gas = 0.0013922 p^2 + 8.1894 p + 298.4265
Kurva karakteristik dengan polyfit :
Kurva Karakteristik Input-Output Rating 400MW
4000
Coal= 0.0014968 P^2 + 7.6699 P + 290.3123
Oil= 0.0013807 P^2 + 8.1016 P + 295.3953
Gas= 0.0013922 P^2 + 8.1894 P + 298.4265
3500
3000
H (MBtu/h)
2500
2000
1500
1000
500
0
0
50
100
150
200
P (MW)
250
300
350
400
4. Rating Kapasitas Pembangkit 600 MW yang terdiri dari 3 unit
pembangkit yaitu P10, P11 dan P12.
Listing program MATLAB
%DATA INPUT UNIT PEMBANGKIT(Btu/kWh)
Ha=[8900 8989 9265 9843 10814];%Unit Steam-Coal
Hb=[9300 9393 9681 10286 11300];%Unit Steam-Oil
Hc=[9400 9494 9785 10396 11421];%Unit Steam-Gas
Px=[600];%Rating Unit Pembangkit (MW)
Pa=[1 0.8 0.6 0.4 0.25];%Daya Output (Dalam %)
(Unit P10)
(Unit P11)
(Unit P12)
%KURVA KARAKTERISTIK INPUT-OUTPUT UNIT PEMBANGKIT 600 MW
%DAYA OUTPUT PERRATING PEMBANGKIT (MW)
P1=Pa*Px;P2=P1;P3=P1;%Rating Pembangkit 600 MW
C=1/1000;%Pengubah Btu/KWh ke MBtu/KWh
%MENGUBAH INPUT PEMBANGKIT KEDALAM MBtu/h
H1=Ha.*P1*C;
H2=Hb.*P2*C;
H3=Hc.*P3*C;
%KOEFISIEN MBtu/h ORDE 2
U1=polyfit(P1,H1,2);
U2=polyfit(P2,H2,2);
U3=polyfit(P3,H3,2);
%Hasil PERSAMAAN KUADRAT
x1=poly2str(U1,'P');
x2=poly2str(U2,'P');
x3=poly2str(U3,'P');
%KURVA KARAKTERISTIK
P=[0:1:600];
Y1=polyval(U1,P);
Y2=polyval(U2,P);
Y3=polyval(U3,P);
%GAMBAR KURVA KARAKTERISTIK INPUT-OUPUT H v P
figure (1)
plot(P,Y1,':r',P,Y2,'-b',P,Y3,'--k')
title(['Kurva Karakteristik Input-Output Rating 600MW'],'color','b');
xlabel('P (MW)');ylabel('H (MBtu/h)')
h=legend(['Coal=',num2str(x1)],['Oil=',num2str(x2)],['Gas=',num2str(x3)],2);
set(h,'Interpreter','none')
grid on
Hasil MATLAB
Persamaan Input-Output :
Coal = 0.00050794 p^2 + 7.8562 p + 438.2598
Oil = 0.00053193 p^2 + 8.2083 p + 458.1367
Gas = 0.00053775 p^2 + 8.2967 p + 462.9261
Kurva karakteristik dengan polyfit :
Kurva Karakteristik Input-Output Rating 600MW
6000
Coal= 0.00050794 P^2 + 7.8562 P + 438.2598
Oil= 0.00053193 P^2 + 8.2083 P + 458.1367
Gas= 0.00053775 P^2 + 8.2967 P + 462.9261
5000
H (MBtu/h)
4000
3000
2000
1000
0
0
100
200
300
P (MW)
400
500
600
5. Rating Kapasitas Pembangkit 800-1200 MW yang terdiri dari 3 unit
pembangkit yaitu P13, P14 dan P15.
Listing program MATLAB
%DATA INPUT UNIT PEMBANGKIT(Btu/kWh)
Ha=[8750 8803 9048 9625];%Unit Steam-Coal
Hb=[9100 9155 9409 10010];%Unit Steam-Oil
Hc=[9200 9255 9513 10120];%Unit Steam-Gas
Px=[800];%Rating Unit Pembangkit (MW)
Pa=[1 0.8 0.6 0.4];%Daya Output (Dalam %)
(Unit P13)
(Unit P14)
(Unit P15)
%KURVA KARAKTERISTIK INPUT-OUTPUT UNIT PEMBANGKIT 800-1200 MW
%DAYA OUTPUT PERRATING PEMBANGKIT (MW)
P1=Pa*Px;P2=P1;P3=P1;%Rating Pembangkit 800-1200 MW
C=1/1000;%Pengubah Btu/KWh ke MBtu/KWh
%MENGUBAH INPUT PEMBANGKIT KEDALAM MBtu/h
H1=Ha.*P1*C;
H2=Hb.*P2*C;
H3=Hc.*P3*C;
%KOEFISIEN MBtu/h ORDE 2
U1=polyfit(P1,H1,2);
U2=polyfit(P2,H2,2);
U3=polyfit(P3,H3,2);
%Hasil PERSAMAAN KUADRAT
x1=poly2str(U1,'P');
x2=poly2str(U2,'P');
x3=poly2str(U3,'P');
%KURVA KARAKTERISTIK
P=[0:1:800];
Y1=polyval(U1,P);
Y2=polyval(U2,P);
Y3=polyval(U3,P);
%GAMBAR KURVA KARAKTERISTIK INPUT-OUPUT H v P
figure (1)
plot(P,Y1,':r',P,Y2,'-b',P,Y3,'--k')
title(['Kurva Karakteristik Input-Output Rating 800-1200MW'],'color','b');
xlabel('P (MW)');ylabel('H (MBtu/h)')
h=legend(['Coal=',num2str(x1)],['Oil=',num2str(x2)],['Gas=',num2str(x3)],2);
set(h,'Interpreter','none')
grid on
Hasil MATLAB
Persamaan Input-Output :
Coal = 0.0010062 p^2 + 7.0298 p + 729.792
Oil = 0.0010516 p^2 + 7.3055 p + 760.152
Gas = 0.0010641 p^2 + 7.3844 p + 768.964
Kurva karakteristik dengan polyfit :
Kurva Karakteristik Input-Output Rating 800-1200MW
8000
Coal= 0.0010063 P^2 + 7.0298 P + 729.792
Oil= 0.0010516 P^2 + 7.3055 P + 760.152
Gas= 0.0010641 P^2 + 7.3843 P + 768.984
7000
6000
H (MBtu/h)
5000
4000
3000
2000
1000
0
0
100
200
300
400
P (MW)
500
600
700
800
TUGAS 1 : Contoh kurva terminal dari unit generator