JITEL (Jurnal Ilmiah Telekomunikasi. Elektronika, dan Listrik Tenag. Vol. No. September 2024, pp. DOI: https://doi. org/10. 35313/jitel. p-ISSN: 2774-7972 e-ISSN: 2775-6696 Rekonfigurasi jaringan dan penambahan trafo sisip pada jaringan radial menggunakan algoritma genetika Muhammad Raka Priyatama 1*. Nundang Busaeri2. Muhammad Aris Risnandar3 1,2,3 Jurusan Teknik Elektro. Universitas Siliwangi Jalan Siliwangi Nomor 24 Kota Tasikmalaya Kode Pos 46115. Jawa Barat. Indonesia 197002022@student. id, 2nundangb@unsil. id, 3aris_elektro@unsil. ABSTRAK Seiring dengan berkembangnya teknologi, kebutuhan akan energi listrik terus meningkat, maka kebutuhan energi listrik perlu dipenuhi dengan diiringi kualitasnya yang baik. Masalah yang muncul di Indonesia yaitu topologi jaringan distribusi yang berbentuk radial dan memiliki kekurangan yaitu adanya nilai jatuh tegangan . rop voltag. pada bus yang berada jauh dari sumber sehingga dapat mengakibatkan kualitas tegangan pada pelanggan paling akhir akan menerima kualitas tegangan paling rendah. Pada penilitian ini menggunakan jaringan Ie 33 bus yang telah dimodifikasi dengan menambahkan jaringan tegangan rendah (TR) yang terdapat trafo distribusi dalam proses analisis penambahan trafo sisip. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis suatu jaringan distribusi radial yang akan dioptimasi untuk mendapatkan nilai tegangan yang optimal pada sistem menggunakan algoritma genetika (AG) dan penambahan trafo sisip yang akan dihitung kembali perhitungan dayannya menggunakan Backward Forward Sweep (BFS) pada software MATLAB R2023a dan divalidasi menggunakan software ETAP 19. Hasil dari penelitian ini membuktikan bahwa dengan menggunakan algoritma genetika untuk merekonfigurasi jaringan sistem tenaga listrik radial dapat meningkatkan nilai tegangan sebesar 0,012008 p. u atau 0,241 kV pada jaringan TM dan 0,009332 p. u atau 3,732 V untuk jaringan TR. Sedangkan untuk penambahan trafo sisip dapat meningkatkan tegangan berdasarkan dengan kapasitas trafo apabila semakin besar kapasitas trafo terpasang maka peningkatan nilai tegangan semakin Kata kunci: jatuh tegangan. BFS. AG, rekonfigurasi, trafo sisip ABSTRACT Along with the development of technology, the need for electrical energy continues to increase, so the need for electrical energy needs to be met accompanied by good quality. The problem that arises in Indonesia is the radial distribution network topology and has a drawback, namely the value of drop voltage on buses that are far from the source so that it can result in voltage quality at the last customer will receive the lowest voltage quality. This study uses an Ie 33 bus network that has been modified by adding a low voltage (LV) network that contains a distribution transformer in the analysis process of adding an parallel transformer. This study aims to analyze a radial distribution network that will be optimized to obtain optimal voltage values in the system using genetic algorithms (GA) and the addition of parallel transformers that will be recalculated day calculations using Backward Forward Sweep (BFS) on MATLAB R2023a software and validated using ETAP 19. The results of this study prove that using the genetic algorithm to reconfigure the radial electric power system network can increase the voltage value by 0. 012008 p. u or 0. 241 kV on the MV network and 0. 009332 p. 732 V on the LV network. As for the addition of the parallel transformer can increase the voltage based on the capacity of the transformer, if the greater the capacity of the installed transformer, the greater the increase in voltage value. Keywords: drop voltage. BFS. GA, reconfiguration, parallel transformer PENDAHULUAN Suplai untuk kebutuhan listrik harus terpenuhi agar dapat menunjang semua kegiatan yang dilakukan oleh masyarakat. Untuk memenuhi hal tersebut PT. PLN (Perser. menyediakan jaringan listrik yang mengalirkan listrik keseluruh pelanggannya dengan menggunakan konfigurasi jaringan radial yang memiliki ujung berupa trafo beban . , . Sistem jaringan listrik radial ini melayani beban seacara langsung dengan menarik feeder dari sebuah sumber atau gardu induk dan saluran dicabangkan untuk beban-beban yang dilayani . , . Alasan jenis sistem jaringan ini sering Naskah diterima tanggal 8 September 2023, disetujui tanggal 19 Juni 2024 *E-mail korespondensi Muhammad Raka Priyatama: Rekonfigurasi jaringan dan penambahan trafo A Vol. 4 No. 3 September 2024 digunakan karena pengamanan terhadap arus gangguan lebih mudah, minimalnya arus gangguan, biaya murah, pengaturan tegangan dan aliran daya yang mudah, serta bentuknya sederhana . Dalam penggunaan sistem jaringan radial ini memiliki nilai keandalan yang rendah dengan mengandalkan satu sumber untuk menyuplai beberapa feeder . Pernasalahan lain yang rentan terjadi adalah mengenai beban berlebih pada trafo yang dapat mengakibatkan jatuh tegangan yang bisa mempengaruhi dari kualitas tegangan yang nantinya diterima oleh pelanggan. Maka perlu adanya suatu optimasi dalam permasalahan penggunaan sistem jaringan radial ini. Pada penelitian sebelumnya menjelaskan bahwa dengan melakukan rekonfigurasi jaringan dapat mengefisiensi jaringan sebesar 96,87% dan dapat meningkatkan kualitas tegangan pada sistem . , . Dalam melakukan optimasi ini berdasarkan penelitian sebelumnya kita dapat menggunakan metode optimasi seperti sistem kekebalan buatan, modified firefly algorithms, particle swarm optimization, genetic algorithm dan banyak lagi metode optimasi yang bisa digunakan . , . , . Pada penelitian terkait penambahan trafo sisip juga dapat meningkatkan nilai tegangan dengan terjadinya penurunan presentasi beban pada trafo eksisting akibat dari penyisipan trafo baru . , . Tujuan pada penelitian ini adalah membuktikan bahwa dengan melakukan rekonfigurasi jaringan menggunakan algoritma genetika dapat meningkatkan nilai tegangan minimum pada sistem jaringan radial, dengan dibantu penambahan trafo sisip untuk meningkatkan nilai ujung sisi jaringan tegangan rendah pada sistem jaringan tersebut. Perbedaan dengan penelitian sebelumnya terletak pada pemanfaatan trafo sisip pada sisi jaringan rendah, dikarenakan pada jaringan eksisting yang akan menjadi fokus kita untuk menjaga nilai tegangan yaitu pada tegangan di sisi pelanggan. Tahapan dari penelitian ini adalah melakukan rekonfigurasi jaringan terlebih dahulu untuk mendapatkan konfigurasi jaringan yang lebih baik dari kondisi eksisting, setelah didapat hasil dari rekonfigurasi lalu akan dilakukan penambahan trafo sisip pada bus jaringan tegangan rendah yang memiliki nilai tegangan yang paling rendah dengan melakukan beberapa percobaan penyisipan trafo menggunakan beberapa variasi kapasitas trafo. METODE PENELITIAN 1 Tahapan Penelitian Mulai Identifikasi Masalah Pengumpulan Data MATLAB - Load Flow Backward Forward Sweep - Algoritma Genetika Simulasi ETAP Validasi Hasil Simulasi Iterasi Maks? Tidak Tegangan Maksimal Selesai Gambar 1. Flowchart penelitian JITEL (Jurnal Ilmiah Telekomunikasi. Elektronika, dan Listrik Tenag. Vol. 4 No. 3 September 2024 Muhammad Raka Priyatama: Rekonfigurasi jaringan dan penambahan trafo A Dalam melakukan penelitian ini dibuat flowchart sebagai dasar penelitian. Flowchart yang akan dijadikan acuan tertera pada Gambar 1. Indentifikasi masalah dilakukan untuk menganalisis terlebih dahulu masalah apa saja yang akan diangkat. Setelah itu melakukan pengumpulan data yang nantinya akan digunakan dalam penilitian. Setelah semua data yang dibutuhkan didapat dilanjutkan dengan melakukan simulasi menggunakan sotfware MATLAB R2023a. Lalu dilakukan validasi dari hasil simulasi menggunakan software ETAP. Apabila hasil tidak sesuai maka dilakukan simulasi kembali dan memperhatikan paramter yang dibuat pada Simulasi sampai mendapatkan hasil yang valid. Apabila hasil yang didapat telah tervalidasi maka simulasi selesai dan tercapai. 2 Optimasi Algoritma Genetika Pelaksanaan optimasi pada penelitian ini menggunakan program dari MATLAB R2023a dengan menggunakan algoritma genetika untuk meningkatkan nilai tegangan pada jaringan. Rencana dari pembuatan program simulasi optimasi ini dibagi menjadi 6 tahap. Untuk tahap pertama adalah membangkitkan populasi, tahap kedua menghitung nilai fitness, tahap ketiga melakukan seleksi, tahap keempat adalah pindah silang, tahap kelima adalah mutasi, dan tahap keenam adalah etilisme. Fungsi objektif yang akan menjadi solusi optimasi dapat dilihat persamaannya sebagai berikut: ycAycaycu ycOycn = ycIycn Mulai Menentukan Parameter Menginisialisasi populasi Kodefikasi Simulasi load flow I = I 1 Proses AG Tournament Selection Crossover Mutasi Etilisme Mengevaluasi fitness Tidak Tegangan maks = iterasi berakhir Individu terbaik . aks teganga. Hasil optimasi Selesai Gambar 2. Flowchart optimasi JITEL (Jurnal Ilmiah Telekomunikasi. Elektronika, dan Listrik Tenag. Muhammad Raka Priyatama: Rekonfigurasi jaringan dan penambahan trafo A Vol. 4 No. 3 September 2024 Pada proses optimasi ini dibuatkan flowchart sebagai acuan dalam melakukan pembuatan logika yang akan tertuang dalam bentuk kode skrip pada aplikasi MATLAB R2023a. Porses optimasi dimulai dengan menentukan parameter yang dibutuhkan. Setelah itu menginisialisasi berapa populasi yang akan dibuat di awal untuk mendapatkan populasi awal. Lalu melakukan kodefikasi untuk menerjemahkan setiap parameter yang termuat dalam simulasi. Setelah itu dari hasil yang didapat dari proses algoritma genetika dilakukan studi aliran dayanya untuk mendapatkan nilai jatuh tegangan. Lalu mengevaluasi nilai fitness dari setiap hasil studi aliran daya yang dilakukan. Apabila didapat nilai tegangan yang paling optimasi sesuai nilai toleransi maka didapatkan individu terbaik atau nilai tegangan sistem jaringan yang paling optimal. Dan simulasi optimasi berakhir 3 Model Jaringan Model jaringan yang digunakan pada penelitian ini adalah sisten jaringan Ie 33 bus yang telah dimodifikasi dengan menambahkan sisi jaringan tegangan rendah. Pemodelan ini dimaksudkan agar kita bisa mengetahui bagaiamana keadaan tegangan di sisi jaringan tegangan rendah dan memudahkan dalam melakukan penambahan trafo sisip. Gambar 3. Sistem jaringan Ie 33 bus setelah dimodifikasi 4 Data Jaringan Ie 33 Bus yang Telah Dimodifikasi Pada penelitian ini data yang digunakan merupakan data jaringan Ie 33 Bus yang telah dimodifikasi, dengan menambahkan data transformator step down untuk mengetahui berapa nilai tegangan rendah pada jaringan distribusi tersebut. Berikut data beban, data saluran dan trafo yang akan digunakan pada penelitian ini yang ditampilkan pada Tabel 1 sampai dengan Tabel 3. JITEL (Jurnal Ilmiah Telekomunikasi. Elektronika, dan Listrik Tenag. Vol. 4 No. 3 September 2024 Muhammad Raka Priyatama: Rekonfigurasi jaringan dan penambahan trafo A Tabel 1. Data beban Ie 33 bus No. Bus Beban P . W) Q . VAR) Total No. Bus Beban P . W) No. Bus Q . VAR) 3715 kW Beban P . W) Q . VAR) 2300 kVAR Tabel 2. Data saluran Ie 33 bus No. Saluran Saluran Dari Ke Impedansi R(Oh. X(Oh. 0,0922 0,047 0,4930 0,2511 0,3660 0,1864 0,3811 0,1941 0,8190 0,7070 0,1872 0,6188 0,7144 0,2351 1,0300 0,7400 1,0440 0,7400 0,1966 0,0650 0,3744 0,1238 1,4680 1,1550 0,5416 0,7129 0,5910 0,5260 0,7463 0,5450 1,2890 1,7210 0,7320 0,5740 0,1640 0,1565 1,5042 1,3554 No. Saluran JITEL (Jurnal Ilmiah Telekomunikasi. Elektronika, dan Listrik Tenag. Saluran Dari Ke Impedansi R(Oh. X(Oh. 0,4095 0,4784 0,7089 0,9373 0,4512 0,3083 0,8980 0,7091 0,8960 0,7011 0,2030 0,1034 0,2842 0,1447 1,0590 0,9337 0,8042 0,7006 0,5075 0,2585 0,9744 0,9630 0,3105 0,3619 0,3410 0,5302 2,0000 2,0000 2,0000 2,0000 2,0000 2,0000 0,5000 0,5000 0,5000 0,5000 Muhammad Raka Priyatama: Rekonfigurasi jaringan dan penambahan trafo A Vol. 4 No. 3 September 2024 Tabel 3. Data pemilihan trafo setiap bus No. Trafo Bus Dari Ke Kapasitas . VA) X/R Impedansi R(Oh. X(Oh. 55,470 83,205 55,470 83,205 44,376 66,564 88,752 133,13 88,752 133,13 35,501 53,251 35,501 53,251 88,752 133,13 88,752 133,13 88,752 133,13 88,752 133,13 88,752 133,13 44,376 66,564 88,752 133,13 88,752 133,13 88,752 133,13 55,470 83,205 55,470 83,205 55,470 83,205 55,470 83,205 55,470 83,205 55,470 83,205 14,088 21,131 14,088 21,131 88,752 133,13 88,752 133,13 88,752 133,13 44,376 66,564 6,8680 24,038 44,376 66,564 28,175 42,263 55,470 83,205 HASIL DAN PEMBAHASAN Pada penelitian ini sistem jaringan yang diteliti merupakan jaringan Ie 33 bus yang dimodifikasi, yang terdiri dari 1 pembangkit, 33 bus tegangan menengah (TM), 32 trafo, 32 bus beban pada tegangan rendah (TR) dan 37 saluran dengan 32 saluran utama serta 5 saluran tie-lines pada jaringan tegangan menengah. Nilai dasar yang digunakan pada sistem adalah 20 kV pada jaringan TM, 400 V pada jaringan TR dan sumber 100 MVA dengan total beban 3715 kW dan 2300 kVAR. JITEL (Jurnal Ilmiah Telekomunikasi. Elektronika, dan Listrik Tenag. Vol. 4 No. 3 September 2024 Muhammad Raka Priyatama: Rekonfigurasi jaringan dan penambahan trafo A 1 Kondisi Tegangan Eksisting Gambar 4. Grafik kondisi tegangan eksisting Dari hasil perhitungan daya sebelum dilakukan rekonfigurasi jaringan dan penambahan trafo sisip didapatkan nilai tegangan paling rendah terdapat pada bus 18 pada jaringan TM dengan nilai tegangan 0,965727 p. u atau 19,315 kV dan bus 30 pada jaringan TR dengan nilai tegangan 0,9264952 p. u atau 370,598 V. Hal tersebut terjadi karena bus 18 pada jaringan TM berada jauh dari sumber dibandingkan dengan bus jaringan TM lainnya, sedangkan pada bus 30 jaringan TR terjadi karena beban terbesar terdapat pada bus tersebut dan bus tersebut berada jauh dari sumber. 2 Kondisi Tegangan Setelah Rekonfigurasi Parameter yang digunakan dalam melakukan rekonfigurasi menggunakan algoritma genetika ini berupa besar populasi dan iterasi maksimal. Untuk besar populasi yang digunakan adalah 20 populasi dan untuk masimal iterasi adalah 1000 iterasi. Hasil dari rekonfigurasi tersebut didapat saluran yang akan dihapus yaitu saluran 7, 11, 14, 28, dan 32 dengan hasil tegangan minimum yang tertera pada Tabel 5 dan Tabel 6. Tabel 4. Nilai tegangan minimum pada bus jaringan tegangan menengah hasil rekonfigurasi No. Simulasi Sebelum Rekonfigurasi Setelah Rekonfigurasi Selisih Bus Tegangan . 0,965727 0,977735 0,012008 Tegangan . V) 19,314 19,555 0,241 Nilai tegangan pada bus 18 jaringan TM hasil rekonfigurasi mengalami peningkatan dari 0,965727 p. u atau 19,314 kV menjadi 0,977735 p. u atau 19,555 kV seperti ditunjukan Tabel 5. Akbibat dari hasil rekonfigurasi ini bus 32 menjadi bus dengan tegangan terendah pada sisi jaringan TM. Hal tersebut diakibatkan dari posisi bus 32 yang berada jauh dari sumber dibandingkan dengan bus lain. Walaupun demikian dengan dilakukannya rekonfigurasi ini dapat meningkatkan tegangan minimum sistem dari 0,965727 p. u atau 19,314 kV menjadi 0,976395 atau 19,528 kV. Tabel 5. Nilai tegangan minimum pada bus jaringan tegangan rendah hasil rekonfigurasi No. Simulasi Bus Tegangan . Tegangan (V) Sebelum Rekonfigurasi Setelah Rekonfigurasi Selisih 0,926495 0,935827 0,009332 370,598 374,330 3,732 Nilai tegangan pada jaringan TR hasil rekonfigurasi ini memiliki nilai tegangan minimum pada Hal tersebut terjadi karena bus 30 ini memiliki beban terbesar dan menjadi salah satu bus yang berposisi cukup jauh dari sumber. JITEL (Jurnal Ilmiah Telekomunikasi. Elektronika, dan Listrik Tenag. Muhammad Raka Priyatama: Rekonfigurasi jaringan dan penambahan trafo A Gambar 5. Grafik perbandingan nilai tegangan jaringan tegangan menengah hasil rekonfigurasi Vol. 4 No. 3 September 2024 Gambar 6. Grafik perbandingan nilai tegangan jaringan tegangan rendah hasil rekonfigurasi Pada bus ini mengalami peningkatan dari 0,926495 p. u atau 370,598 V pada bus 30 menjadi 0,935827 u atau 374,330 V pada bus 30 seperti ditunjukan tabel 6. Hal ini disebabkan oleh posisi bus tegangan menengah yang tersambung dengan bus 30 jaringan TR mendapatkan sumber dari bus 6 jaringan TM dan berubah sumber menjadi dari bus 3 jaringan TM. Sehingga didapatkan bahwa nilai tegangan pada jaringan TR mengalami peningkatan setelah dilakukan rekonfigurasi sebesar 0,009332 p. u atau 3,732 Untuk memperjelas perbandingan nilai tegangan hasil rekonfigurasi, maka nilai tegangan setiap bus akan disajikan dalam bentuk grafik yang ditunjukan oleh Gambar 5 dan Gambar 6. 3 Kondisi Tegangan Setelah Penambahan Trafo Sisip Hasil dari rekonfigurasi jaringan dipatkan nilai tegangan minimum terjadi pada bus 30 jaringan tegangan rendah dengan besar trafo 800 kVA dengan beban 632,455 kVA, maka penambahan trafo sisip akan dilakukan pada bus tersebut. Penambahan trafo sisip dilakukan menggunakan trafo dengan kapasitas 100 kVA Ae 1000 kVA sesuai dengan Tabel 6. Pada tahap ini kita akan mencaritahu kapasitas trafo yang terbaik untuk meningkatkan tegangan pada bus yang memiliki nilai tegangan paling rendah setelah dilakukan rekonfigurasi. Tabel 6. Data trafo sisip yang digunakan No. Kapasitas Trafo VA) X/R Impedansi (Oh. (Oh. 88,752 133,130 55,470 83,205 44,376 66,564 35,501 53,251 28,175 42,263 22,188 33,282 17,750 26,626 14,088 21,131 6,868 24,038 5,494 19,230 Impedansi (T1 T. (Oh. (Oh. 6,833 20,641 6,716 19,002 6,617 18,039 6,477 16,958 6,282 15,725 6,019 14,350 5,713 13,003 5,338 11,580 3,434 12,019 9,506 8,400 Dalam prinsip pemasangan trafo sisip beban pada suatu bus akan membagi beban pada trafo 1 dan trafo 2 dengan perbandingan yang dipengaruhi oleh kapasitas dan impedansi trafo masing-masing. Untuk mengetahui perbandingan pembagian beban pada trafo sisip yang akan dipasangkan akan ditunjukan pada Tabel 7. JITEL (Jurnal Ilmiah Telekomunikasi. Elektronika, dan Listrik Tenag. Vol. 4 No. 3 September 2024 Muhammad Raka Priyatama: Rekonfigurasi jaringan dan penambahan trafo A Tabel 7. Pembagian beban pada trafo Kapasitas Trafo 1 . VA) No. Kapasitas Trafo 2 . VA) Beban Trafo 1 . VA) 546,9885 505,9644 481,8709 454,7995 423,8445 389,2034 355,0627 318,7177 316,2278 281,0913 Beban Trafo 2 . VA) 85,4670 126,4911 150,5846 177,6560 208,6110 243,2521 277,3928 313,7378 316,2278 351,3642 Total Beban VA) 632,4555 632,4555 632,4555 632,4555 632,4555 632,4555 632,4555 632,4555 632,4555 632,4555 Hasil yang didapatkan dari perhitungan pembagian pembebanan trafo dapat dilihat bahwasanya kapasitas trafo yang lebih besar akan mendapatkan beban lebih besar dibandingkan trafo yang lebih kecil, namun jika menggunakan trafo dengan kapasitas sama beban akan dibagi sama besar. Maka dapat tergambarkan dengan dilakukannya pemasangan trafo sisip ini akan membantu trafo eksisting dalam menampung beban yang terpasang pada bus tersebut. Kondisi tegangan yang didapatkan setelah menambahkan trafo sisip pada jaringan hasil rekonfigurasi pada bus 30 jaringan TR dapat dilihat pada Tabel 8. Tabel 8. Perbandingan nilai tegangan hasil penyisipan trafo No. Kapasitas trafo . VA) Tegangan sebelum . 0,935827 0,935827 0,935827 0,935827 0,935827 0,935827 0,935827 0,935827 0,935827 0,935827 Tegangan sesudah . 0,941547 0,944337 0,945985 0,947843 0,949973 0,952362 0,954716 0,957219 0,957552 0,959903 Selisih tegangan . 0,005720 0,008510 0,010158 0,012016 0,014146 0,016535 0,018889 0,021392 0,021725 0,024076 Hasil yang didapatkan pada perbandingan tersebut didapatkan hasil tegangan paling besar terdapat pada penambahan trafo sisip dengan kapasitas 1000 kVA. Hal tersebut terjadi karena beban pada bus tersebut besar 632,455 kVA dan perlu ditambahkan trafo yang lebih besar juga untuk mampu menampung beban tersebut. Dapat disimpulkan pula semakin besar kapasitas trafo yang disisipkan akan semakin meningkat pula nilai tegangan dikarenakan beban pada trafo eksisting dan trafo sisip akan terbagi dan meringankan kerja trafo ketika kedua trafo tersebut memiliki nilai kapasitas yang KESIMPULAN Hasil dari penelitian yang telah dilakukan didapatkan nilai tegangan hasil rekonfigurasi mengalami peningkatan pada jaringan TM sebesar 0,012008 p. u atau 0,241 kV, pada jaringan TR sebesar 0,009332 p. u atau 3,732 V, dan untuk hasil dari trafo sisip didapatkan nilai tegangan terbaik didapat dari penambahan trafo sisip dengan kapasitas 1000 kVA dengan peningkatan sebesar 0,024076 p. u atau 9,6304 V. Saran untuk penelitian selanjutnya perlu dilakukan perhitungan menggunakan studi aliran daya lain untuk mengetahui seberapa akurat setiap metode perhitungan yang ada, dan perlu adanya percobaan penerapan perhitungan ini pada jaringan distribusi yang ada di Indonesia dengan memperhatikan situasi serta kondisi wilayah pada jaringan distribusi tersebut. JITEL (Jurnal Ilmiah Telekomunikasi. Elektronika, dan Listrik Tenag. Muhammad Raka Priyatama: Rekonfigurasi jaringan dan penambahan trafo A Vol. 4 No. 3 September 2024 REFERENSI