bab 1 pendahuluan

BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Listrik merupakan salah satu sumber kebutuhan hidup yang tidak dapat
dilepaskan dari keperluan sehari-hari manusia. Listrik sangat bermanfaat dalam
kehidupan di era modern seperti ini karena tanpa listrik, manusia hampir tidak
dapat melakukan pekerjaan yang ada dengan baik ataupun memenuhi
kebutuhannya.
Penggunaan listrik bukan lagi untuk memenuhi kebutuhan secara sosial tapi
juga kebutuhan pribadi.
Bayangkan saja
bagaimana seseorang dapat
berkomunikasi menggunakan komputer atau telepon jika tidak ada listrik.
Makanan tidak dapat diawetkan oleh lemari pendingin jika tidak ada listrik.
Cuaca yang panas akan selalu membuat gerah jika tidak ada listrik utuk
menghidupkan AC. Mencuci pakaian dengan mesin pencuci serta menyetrikanya
juga tidak dapat dilakukan jika tidak ada listrik. Dari kebutuhan-kebutuhan
pribadi seperti itu, dapat kita bayangkan betapa diperlukannya listrik oleh
masyarakat luas. Perusahaan ataupun perindustrian akan sulit beroperasi jika
tidak ada listrik. Restoran, hotel, dan tempat-tempat umum lainnya juga tidak
dapat beroperasi tanpa adanya listrik. Oleh karenanya, listrik menjadi salah satu
hal penting yang tidak dapat dipisahkan dari kehidupan manusia.
Perkembangan teknologi dan perindustrian serta pertumbuhan penduduk
yang pesat membuat kebutuhan akan listrik terus meningkat setiap tahunnya.
Listrik dapat dihasilkan dari pengubahan energi alam ataupun bahan bakar.
Salah satu penghasil listrik terbesar di Indonesia adalah PT PLN yang
bertanggung jawab atas produksi listrik dan berbagai masalahnya. PT PLN
memiliki anak perusahaan yaitu PT Indonesia Power yang bertanggung jawab
atas listrik di pulau Jawa dan Bali. PT Indonesia Power memiliki delapan unit
pembangkit listrik yaitu UPB Priok, UPB Mrica, UPB Kamojang, UPB
Saguling, UPB Suralaya, UPB Semarang, UPB Perak-Grati, UPB Bali dan satu
unit perawatan di Jakarta serta enam macam pembangkit listrik yaitu PLTA,
PLTU, PLTG, PLTGU, PLTP, dan PLTD. Unit pembangkit listrik tersebut akan
menghasilkan listrik yang nantinya didistribusikan kepada para konsumen.
1
2
Masing-masing unit pembangkit listrik memiliki beban minimum dan
maksimum serta biaya operasi. Unit-unit pembangkit yang ada memiliki
karakteristik dan energi primer yang berbeda-beda. Untuk unit pembangkit
thermal yang menggunakan bahan bakar seperti PLTD, tentunya terdapat biaya
bahan bakar yang cukup mahal harganya dibandingkan dengan biaya operasi
pada PLTA dan lainnya. Biaya bahan bakar tersebut merupakan biaya yang
terbesar yaitu sekitar hampir 80% dari biaya produksi. Karenanya diperlukan
suatu koordinasi dalam pembebanan daya listrik pada masing-masing unit
pembangkit, sehingga diperoleh biaya pembangkit yang minimum. Biaya-biaya
yang terjadi selama proses produksi tersebut itulah yang nantinya akan
menentukan harga pokok listrik.
Total biaya produksi ini dapat diminimalisir dengan cara pengaturan
kombinasi pembebanan daya pada unit-unit pembangkit yang ada sehingga
didapatkan suatu pembebanan yang optimal atau lebih ekonomis. Pengaturan
kombinasi pembebanan daya tersebut dapat lebih memaksimalkan fungsi kerja
di unit pembangkitan bila diberikan suatu metode optimisasi sehingga
didapatkan kombinasi daya output yang optimal.
Setelah itu ditentukan besar daya yang harus disupplai dari tiap unit
pembangkit sehingga total biaya produksi dapat lebih minimal. Maka dapat
dikatakan pembagian pembebanan daya listrik ini merupakan suatu fungsi biaya
pembangkitan yang disebut juga dengan Economic Dispatch (ED).
Economic dispatch merupakan salah satu permasalahan yang cukup menarik
dan telah banyak dilakukan penelitian mengenainya menggunakan berbagai
metode optimasi. Salah satunya menggunakan metode Bacterial Foraging
Optimization Algorithm. Guozhong Wu meneliti mengenai economic dispatch
pada unit pembangkit tenaga air menggunakan metode Bacterial Foraging
Optimization Algorithm. Dari hasil penelitian dan simulasi yang telah diuji,
terbukti bahwa metode Bacterial Foraging Optimization Algorithm ini
memberikan hasil yang lebih optimum (Wu, 2012).
Penelitian lainnya yang juga menggunakan Bacterial Foraging Optimization
Algorithm adalah penelitian yang dilakukan R. Vijay. Hasil yang didapat dari
metode Bacterial Foraging Optimization Algorithm ini dibandingkan dengan
hasil dari metode lain yaitu Genetic Algorithm dan Particle Swarm Optimization.
Hasilnya adalah metode Bacterial Foraging Optimization Algorithm merupakan
3
solusi yang lebih optimum untuk permasalahan Economic Dispatch ini (Vijay,
2012).
Metode Bacterial Foraging Optimization Algorithm ini juga telah diuji coba
oleh Gautam Mahapatra dan Soumya Banerjee dalam menyelesaikan
permasalahan perhitungan simultan. Seperti halnya Genetic Algorithm, BFOA
juga dapat digunakan untuk menyelesaikan permasalahan linear ataupun nonlinear dengan lebih baik dibandingkan metode konvensional (Mahapatra &
Banerjee, 2013)
Penelitian lain menggunakan metode hibrid Bacterial Foraging AlgorithmParticle Swarm Optimization yang memperhitungkan valve-point effects
(tekanan katup turbin) yang menghasilkan solusi yang lebih optimal
dibandingkan menggunakan metode Bacterial Foraging Algorithm biasa
(Jayabarathi et al, 2012).
Adapula penelitian lain yang menggunakan metode Bacterial Foraging
Algorithm yang telah diperbaharui yaitu Improved Bacterial Foraging Algorithm
dalam memecahkan permasalahan operasi ekonomis sistem tenaga (EED)
dengan memasukkan pembangkit tenaga angin. EED tersebut diselesaikan
dengan dan tanpa menyertakan pembangkit tenaga angin untuk membuat batasan
dan perbandingan dalam pembuatan Bacterial Foraging Algorithm. Hasilnya
adalah metode Bacterial Foraging Algorithm yang sudah diperbaharui tersebut
(IBFA) lebih baik daripada menggunakan metode BFA biasa (Farajianpour,
2012).
Terdapat juga penelitian
mengenai permasalahan Economic Dispatch
dengan suatu metode hibrid BFOA yaitu Fuzzy-BFOA. Namun sayangnya belum
ada suatu perangkat lunak yang dapat mendukung kemudahan proses
perhitungan yang dilakukan (Fauzi, 2011).
Sedangkan untuk penelitian ini, permasalahan ED akan diselesaikan
menggunakan metode optimisasi Bacterial Foraging Optimization Algorithm
dan juga akan dibuat suatu perangkat lunak untuk mempermudah proses
perhitungan.
Bacterial Foraging Optimization Algorithm memiliki empat strategi
foraging yang mampu bekerja secara serempak dengan sensifitas tinggi yang
dapat membantu proses pengoptimasian. Metode ini akan digunakan untuk
menghitung kombinasi daya output masing-masing unit pembangkit sehingga
4
diperoleh biaya pembangkitan yang minimum untuk nantinya menentukan harga
pokok listrik. Kemudian akan dibuat juga suatu perangkat lunak yang akan
mempermudah proses perhitungan untuk mendapatkan hasilnya.
1.2 Rumusan Masalah
Permasalahan yang harus dapat diselesaikan dalam penelitian ini adalah sebagai
berikut:
1. Apakah biaya pembangkit yang dihasilkan menjadi lebih optimal dengan
menggunakan metode Bacterial Foraging Optimization Algorithm?
2. Bagaimana perbandingannya apabila tidak dilakukan optimasi menggunakan
metode Bacterial Foraging Optimization Algorithm?
3. Apakah program yang akan dibuat dapat mempermudah perhitungan dan
mudah digunakan oleh user?
1.3 Ruang Lingkup
Objek permasalahan dalam penulisan ini akan dibatasi agar pembahasannya
tidak terlalu meluas. Pembatasan masalah tersebut berupa :
1. Data yang dipakai merupakan data tanggal 6 Mei tahun 2014 dengan cakupan
wilayah tertentu dan dengan memperhatikan beban puncak.
2. Data yang dipakai merupakan data PLTU dengan bahan bakar batubara.
PLTU tersebut antara lain PLTU A, PLTU B, PLTU C, PLTU D, PLTU E,
PLTU F, PLTU G, PLTU H, PLTU I. Namun, PLTU C tidak dioperasikan.
3. Unit pembangkit listrik yang digunakan adalah unit pembangkit thermal
4. Tidak memperhitungkan rugi-rugi beban transmisi
5. Kondisi sistem diasumsikan dalam keadaan normal
6. Fungsi biaya bahan bakar telah diketahui sebelumnya
1.4 Tujuan dan Manfaat
1.4.1 Tujuan
Adapun tujuan dari penelitian ini adalah sebagai berikut :
a. Mengaplikasikan penggunaan metode Bacterial Foraging Optimization
Algorithm pada permasalahan Economic Dispatch untuk menentukan
biaya optimal dari kombinasi PLTU berbahan bakar batubara.
5
b. Merancang sebuah program perhitungan Economic Dispatch berdasarkan
metode Bacterial Foraging Optimization Algorithm berbasis web yang
menggunakan PHP untuk mempermudah perhitungan dalam menentukan
total biaya pembangkit listrik yang paling optimal.
1.4.2 Manfaat
Manfaat yang ingin dicapai adalah sebagai berikut :
a.
Bagi pengguna (PT Indonesia Power): pemanfaatan perangkat lunak yang
dapat digunakan untuk mempermudah penentuan biaya pembangkit listrik
yang optimal.
b.
Bagi pembaca : menambah pengetahuan mengenai Economic Dispatch dan
pengoptimalan biaya pembangkit listrik.
c.
Bagi peneliti lain: sebagai bahan referensi sehubungan dengan
pembahasan Economic Dispatch.
1.5 Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan dibagi menjadi lima bagian yaitu :
1. Bab 1 Pendahuluan
Bab ini membahas mengenai latar belakang, rangkuman penelitian terdahulu,
rumusan masalah, ruang lingkup, tujuan dan manfaat serta sistematika
penulisan yang digunakan.
2. Bab 2 Landasan Teori
Bab ini membahas mengenai teori-teori yang digunakan untuk mendukung
keakuratan penulisan serta menjadi landasan berpikir dalam melakukan
perhitungan dan perancangan program.
3. Bab 3 Metode Penelitian
Bab ini menjelaskan langkah-langkah penelitian dan algoritma metode
optimasi yang digunakan untuk memproses data.
4. Bab 4 Analisis dan Simulasi
Bab ini menjelaskan lebih detail mengenai hasil pengujian data yang telah
diproses menggunakan metode tertentu serta implementasinya dalam
perancangan program yang telah dibuat.
5. Bab 5 Simpulan
Bab ini berisi mengenai kesimpulan dari keseluruhan penelitian yang telah
dilakukan serta saran-saran untuk pengembangan ke depannya.