ANALISIS_ALIRAN_BEBAN_PADA_SISTEM_TENAGA_LISTRIK_DENGAN_MICROSOFT_EXCEL[1].pdf

|
All materials on our website are shared by users. If you have any questions about copyright issues, please report us to resolve them. We are always happy to assist you.
 5 views
of 13

Please download to get full document.

View again

Description
ANALISIS ALIRAN BEBAN PADA SISTEM TENAGA LISTRIK DENGAN MICROSOFT EXCEL Oleh: Toto Sukisno 1 toto_sukisno@uny.ac.id Abstract: This paper will be explained use of software of Microsoft Excel to finish the analysis of load flow at electric power system. Especial consideration of this software election is based on ease of use and available facility
Share
Transcript
    1 ANALISIS ALIRAN BEBAN PADA SISTEM TENAGA LISTRIK DENGAN MICROSOFT EXCEL Oleh: Toto Sukisno 1  toto_sukisno@uny.ac.id  Abstract: This paper will be explained use of software of Microsoft Excel to finish the analysis of load flow at electric power system. Especial consideration of this software election is based on ease of use and available facility completeness. Based on the result analysis of load flow by using Microsoft Excel can be concluded that Microsoft Excel is enable alternative software to be used as a medium of tool in finishing other problems of electric power system. Key words : Analysis of load flow, Microsoft Excel Pendahuluan Pemakaian energi listrik yang terus meningkat seiring dengan kebutuhan konsumen mengakibatkan topologi jaringan menjadi bertambah besar yang berujung pada tuntutan pengaturan beban yang seksama dan terpadu untuk memperoleh kondisi operasi yang optimal. Kondisi ini juga mengakibatkan pengaturan beban menjadi semakin kompleks, sehingga diperlukan adanya suatu sistem pengaturan beban yang handal dan memadai. Permasalahan ini menjadi semakin krusial dan serius karena kondisi sistem kelistrikan di Indonesia tergolong sangat unik, tersebar di kepulauan yang beragam dengan sekitar 1300 pusat pembangkit. Pula Jawa merupakan pulau yang relatif kecil dan sumber energinya minim tetapi penduduknya padat dan kebutuhan listriknya sangat besar. Sebaliknya, Irian Jaya dengan area yang sangat luas dan sumber energinya berlimpah tetapi penduduk dan kebutuhan listriknya hanya sedikit. Dengan kondisi sistem kelistrikan yang tidak merata dan kapasitas beban yang terus meningkat, maka sistem interkoneksi merupakan sistem alternatif yang paling tepat untuk berbagi cadangan ( sharing reserve ) pembangkit. Sistem interkoneksi merupakan suatu metode yang handal dan memadai dalam pengaturan sistem tenaga listrik dengan tingkat kompleksitas beban yang cukup tinggi.  Akan tetapi penggunaan sistem interkoneksi dalam sistem tenaga listrik akan mengakibatkan operasi sistem menjadi semakin kompleks, sehingga dalam sistem interkoneksi ini diperlukan adanya pengamatan beberapa besaran, seperti profil tegangan bus, aliran daya nyata dan daya reaktif dalam saluran, pengaruh pengaturan kembali  jaringan dan pemasangan peralatan-peralatan pengaturan untuk kondisi beban yang berbeda-beda guna memperoleh kondisi operasi sistem tenaga listrik yang optimal. Dalam sistem tenaga listrik, besaran-besaran tersebut dapat diketahui dengan cara melakukan analisis aliran beban ( load flow analysis ). 1  Staf Pengajar Jurusan Teknik Elektro FT UNY      2  Analisis aliran beban sangat penting dalam perencanaan pengembangan suatu sistem tenaga listrik di masa yang akan datang, karena pengoperasian yang baik dari suatu sistem tenaga listrik sangat bergantung pada diketahuinya efek-efek interkoneksi dengan sistem tenaga yang lain, beban yang baru, stasiun pembangkit baru serta saluran transmisi baru, sebelum semuanya dipasang, (William D. Stevenson : 7). Informasi dari analisis aliran beban digunakan untuk mengevaluasi secara terus menerus tampilan arus dari sebuah sistem tenaga listrik dan untuk menganalisis keefektivan perencanaan alternatif untuk perluasan sistem guna memenuhi kebutuhan beban yang meningkat, (Ahmad H. El Abiad dan GW. Stagg: 1968).  Analisis aliran beban pada sebuah sistem tenaga listrik dilakukan secara berulang-ulang sesuai dengan perubahan beban dan topologi jaringan sehingga memerlukan sebuah perangkat lunak sebagai alat bantu dalam melaksanakan analisis aliran beban yang memiliki tingkat kemudahan  peng-update- an data-datanya tanpa melakukan perubahan yang signifikan pada program utamanya. Beberapa perangkat lunak yang telah ada, baik yang dibuat secara khusus untuk menyelesaikan permasalahan aliran beban an sich maupun perangkat lunak yang bersifat umum yang digunakan untuk meyelesaikan permasalahan-permasalahan di sistem tenaga listrik mempunyai kelemahan, diantaranya: bila terjadi perubahan data dan topologi jaringan harus mengulang dari awal proses analisis aliran beban; dan tingkat kesulitan penggunaan perangkat lunak tersebut cukup tinggi bagi user   yang masih belum mahir dan advanced   dalam proses analisis aliran beban. Tulisan ini mencoba untuk menawarkan penggunaan perangkat lunak Microsoft Excel sebagai salah satu alat bantu dalam melaksanakan analisis aliran beban yang diharapkan bisa mengatasi permasalahan tersebut di atas dengan mempertimbangkan kemudahan penggunaan ( user friendly  ) dan peng- update -an data yang dberikan oleh perangkat lunak Microsoft Excel. Kajian Teori  Analisis aliran beban memuat perhitungan aliran daya dan tegangan sebuah sistem tenaga listrik untuk mengatur kapasitas generator, kondensator, dan perubahan tap transformator pada saat dibebani maupun maupun pertukaran jaringan ( net interchange ) antar sistem operasi individu. Dalam melakukan analisis aliran beban, bus yang terhubung dalam sistem tenaga listrik digolongkan menjadi tiga jenis yang masing-masing memiliki dua besaran yang diketahui, yaitu bus beban, bus kontrol (generator) dan bus ayun (penadah).    3 Tujuan pemilihan satu bus yang disebut dengan bus ayun dalam analisis aliran beban adalah untuk menanggung kekurangan daya yang terjadi pada sistem. Kekurangan daya ini, yaitu daya nyata dan daya reaktif, tidak dapat dibebankan pada bus jenis lainnya mengingat besaran ini hanya dapat diketahui setelah selesai perhitungan. Secara umum ada dua pertimbangan utama dalam pengembangan rekayasa program komputer secara efektif, yaitu: formulasi uraian matematik dari permasalahan dan metode numerik yang diterapkan sebagai metode penyelesaian masalah. Hubungan dua faktor tersebut dalam penyelesaian analisis aliran beban, yaitu formulasi uraian matematik dan metode numerik yang akan digunakan juga harus dipertimbangkan karena kedua faktor tersebut sangat berpengaruh dalam penyelesaian analisis aliran beban dengan menggunakan komputer. Formulasi matematik dari permasalahan aliran beban menghasilkan persamaan-persamaan aljabar non linear. Persamaan-persamaan ini dapat ditentukan dengan menggunakan referensi bus atau referensi loop sehingga salah satu matriks admitansi atau matriks impedansi dapat dipakai. Pendekatan-pendekatan awal untuk penyelesaian perhitungan aliran beban menggunakan referensi loop dalam bentuk admitansi. Matriks admitansi loop ini diperoleh melalui sebuah pembalikan matriks. Tetapi metode tersebut tidak banyak dipakai karena dalam pengolahan data sendiri membutuhkan adanya penentuan loop-loop jaringan serta waktu yang lebih lebih lama dikarenakan pengulangan untuk setiap keadaan berikutnya termasuk perubahan-perubahan topologi jaringan. Pendekatan yang sering dipakai yaitu penggunaan referensi bus dalam bentuk admitansi untuk menggambarkan kondisi  jaringan. Penyelesaian analisis aliran beban harus memenuhui hukum Kirchoff, yaitu jumlah aljabar semua arus pada sebuah bus harus sama dengan nol dan jumlah aljabar semua tegangan dalam loop harus sama dengan nol. Salah satu dari aturan hukum Kirchoff itu digunakan sebagai sebuah pengujian untuk konvergensi penyelesaian perhitungan iterasi. Metode Penyelesaian Analisis Aliran Beban Dalam tulisan ini metode yang akan dipakai adalah metode Newton-Raphson. Pemilihan penggunaan metode Newton-Raphson ini dikarenakan metode iterasi tersebut lebih efektif dan menguntungkan untuk sistem jaringan yang besar serta mempunyai tingkat ketelitian yang tinggi dengan waktu hitung konvergensi yang relatif cepat. Metode Newton-Raphson merupakan metode Gauss-Seidel yang diperluas dan disempurnakan. Metode ini dibentuk berdasarkan matriks admitansi simpul (Y BUS ) yang dibuat dengan suatu prosedur langsung dan sederhana. Pada admitansi simpul elemen diagonalnya (Ypp) merupakan jumlah admitansi dari semua elemen-elemen jaringan yang    4 terhubung dengan simpul p tersebut. Untuk elemen bukan diagonalnya (Ypq) adalah sama dengan negatif admitansi dari elemen jaringan yang menghubungkan bus p ke bus q. Pada jaringan sistem tenaga listrik, tidak semua bus saling terhubung satu dengan lainnya, maka Y BUS  akan berbentuk matriks yang terdiri dari elemen-elemen yang mempunyai nilai tidak sama dengan nol (diantara simpul-simpul tersebut mempunyai hubungan saluran transmisi) dan elemen-elemen yang bernilai sama dengan nol (diantara simpul-simpul tersebut tidak mempunyai hubungan saluran transmisi). Kondisi matriks Y BUS  seperti ini sering disebut sebagai matriks jarang ( sparse ). Dengan teknik yang dinamakan dengan sparsiti, pengoperasian dan penyimpanan elemen-elemen yang sama dengan nol dapat dihilangkan. Persamaan aliran daya metode Newton-Raphson dapat menggunakan koordinat kartesian, koordinat kutub atau bentuk hybrid (gabungan antara bentuk kompleks dan bentuk kutub). Dalam tulisan ini menggunakan metode koordinat kartesian. Menurut Sulasno (1993), hubungan antara arus bus  p  I   dan tegangan bus q V   pada suatu jaringan dengan n bus dapat dituliskan:     p pq p  I Y V   ........................................................................................ (1) Dimana p dan q merupakan indeks bus. Dan untuk persamaan daya pada bus dapat dinyatakan dengan:  p p p  jQ P S      *  p p  I V    ............................................................................................... (2) *  p  I   adalah arus konjugate p, dimana:    nqq pq p  nnV Y  I  1* ),...,3,2,1(  ................................................................... (3) Bila:  p p p  jf  eV     .......................................................................................... (4)  pq pq pq  jBGY     ..................................................................................... (5) Maka dengan mensubstitusikan persamaan (4) dan (5) kedalam persamaan (1) dan (2) akan diperoleh persamaan:     )}(){()( q pq pqqq pq pqq p p  f  G Be j f   BGe jf  eSp  .......................... (6) Menurut Glenn W.Stagg dan Ahmed H El Abiad (1968:270), pemisahan bagian nyata dan bagian imajiner persamaan (6) menghasilkan daya:    nq pqq pqq p pqq pqq p p  BeG f   f   B f  Gee P  1 )}()({  ................................... (7)
Related Search
We Need Your Support
Thank you for visiting our website and your interest in our free products and services. We are nonprofit website to share and download documents. To the running of this website, we need your help to support us.

Thanks to everyone for your continued support.

No, Thanks