Vol.
3 No.
2 Juni 2020 http://jurnal.
id/index.
php/RANGTEKNIKJOURNAL Rang Teknik Journal Implementasi Metode Newton Rafshon Dalam Rekonfigurasi Penyulang Sungkai Okura Di PT.
PLN Unit Layanan Pelanggan (ULP) Rumbai Zulfahri1.
Monice2 Program Studi Teknik Elektro.
Fakultas Teknik.
Universitas Lancang Kuning1,2 Email: zulfahri@unilak.
id1, monice@unilak.
DOI: http://dx.
org/10.
31869/rtj.
Abstrak: Peningkatan permintaan daya dan kepadatan beban yang tinggi membuat operasi sistem tenaga semakin rumit.
Dalam penyaluran tenaga listrik ke konsumen yang letaknya berjauhan, maka sistem mengalami kenaikan rugi-rugi daya dan jatuh tegangan yang cukup besar yang mengakibatkan rendahnya kinerja sistem tersebut .
Untuk mencapai tujuan pendistribusian energi listrik menuju beban dengan meminimalisir rugi rugi daya dan menyalurkan energi listrik yang berkualitas, maka dilakukanlah sebuah rekonfigurasi jaringan distribusi dengan mengalihkan pembebanan dari penyulang yang mengalami kelebihan beban ke penyulang yang kekurangan beban.
Rekonfigurasi sistem adalah program yang bertujuan untuk mengkonfigurasi ulang sistem sistem dengan berbagai tujuan seperti reduksi kerugian, peningkatan stabilitas, peningkatan tegangan profil dan lain-lain.
PT.
PLN Rumbai terdapat dua penyulang yang akan dilakukan rekonfigurasi yakni penyulang Sungkai dan penyulang Okura.
Penyulang Okura merupakan penyulang ekspress yang mensuplai listrik ke PLN perawang.
Penyulang Sungkai dan Okura terpisah oleh sakelar seksi recloser danau buatan.
konfigurasi ulang dimodelkan dan disimulasikan melalui aliran daya metode newton rapshon berdasarkan data real time beban penyulang Sungkai dan Okura adalah 110 kW dan tegangan terendah sebesar 0.
Setelah dilakukan rekonfigurasi diperoleh peningkatkan profil tegangan hingga sebesar 0.
981 berada pada margin yang diinginkan, serta dapat mengurangi rugi Ae rugi daya dari keadaan eksisting 110 kW menjadi 74 kW.
Kata Kunci: Rekonfigurasi, jaringan distribusi, minimisasi rugi-rugi.
Metode Newton Rapshon BPSO dapat dilakukan dengan jumlah rencana PENDAHULUAN Konfigurasi ulang sistem daya selalu dianggap saluran baru yang bervariasi tergantung pada sebagai solusi untuk meningkatkan kinerja kemungkinan saluran baru yang memenuhi sistem daya dari yang terakhir hingga beberapa kebutuhan perencanaan dan kondisi standar tahun terakhir.
Masalah ini telah banyak penambahan jaringan .
diselidiki dalam sistem tenaga listrik untuk Prinsip kerja dari Metode simple branch mendapatkan hasil pendistribusian energi exchange dengan melakukan seleksi urutan listrik menuju beban dengan meminimalisir loop pada jaringan distribusi sehingga akan rugi rugi daya dan menyalurkan energi listrik membentuk rekonfigurasi jaringan yang baru yang berkualitas.
Metode rekonfigurasi yang .
digunakan adalah metode heuristic Pada penelitian ini penulis akan meneliti dilakukan antara lain : Rekonfiguasi dapat dua penyulang PLN Rumbai, yakni penyulang menyelesaikan masalah yang diakibatkan oleh Okura dan penyulang Sungkai.
Kedua kontingensi dengan tepat dan optimal.
Dengan penyulang tersebut disuplai melalui Gardu penerapan sistem ini, losses dan kerugian Induk (GI) Teluk Lembu dengan sumber pada finansial dengan mengubah on atau off saluran Transformator Daya 2 berkapasitas 60 MVA, .
Menggunakan Metode Particle Swarm merekonfigurasi jaringan yang dilakukan Optimization (PSO) dapat meminimalisasi dengan cara menambahkan switch dengan adanya rugi-rugi daya .
yang tinggi mengubah on atau off saluran.
Perhitungan pada suatu penyulang.
dan mencegah adanya rugi-rugi daya dan jatuh tegangan ini nantinya beban lebih .
dan melakukan akan menggunakan software Matlab R2016a penyeimbangan beban .
oad balancin.
pada dan aliran daya Newton Rapshon sebagai suatu penyulang tertentu pada sistem jaringan media simulasi rekonfigurasi jaringan.
Keuntungan dari rekonfigurasi
jaringan distribusi menggunakan metode ISSN 2599-2081
Fakultas Teknik UMSB
EISSN 2599-2090
Vol.
3 No.
2 Juni 2020 http://jurnal.
id/index.
php/RANGTEKNIKJOURNAL METODE PENELITIAN Berdasarkan permasalahan peneliti akan melakukan rekonfigurasi dua penyulang PLN Rumbai, yakni penyulang Okura dan penyulang Sungkai.
Kedua penyulang tersebut disuplai melalui Gardu Induk (GI) Teluk Lembu dengan sumber pada Transformator Daya 2 berkapasitas 60 MVA dengan aliran daya newton Rapson.
Diagram alir perhitungan dan analisis Rekonfigurasi ditunjukkan pada Gambar 1.
Rang Teknik Journal jaringan pada jaringan distribusi daya listrik tipe radial.
Untuk menyelesaikan masalah aliran daya telah digunakan berbagai metode, cara yang paling sering digunakan sebagai salah satu materi dasar studi aliran daya adalah dengan membentuk matriks admitansi (Y) bus.
Selanjutnya matriks tersebut dikerjakan dengan iterasi, metode dasar yang akan dibahas dalam penelitian ini metode Newton Rapshon.
Penyelesaian dengan Metode Newton Ae Raphson Dalam metode ini persamaan aliran daya dirumuskan dalam bentuk polar.
Arus yang masuk ke bus i dapat dituliskan dengan persamaan berikut .
alam bentuk pola.
MULAI
Pengolahan Data Single line Data Saluaran Distribusi Trafo.
Saluran,Beban Analisa Jumlah Pengulang Load Flow Newton Rapshon Analisa Profil Tegangan 0,95 O Vd O 1,05 Daya kompleks pada bus i adalah :
Tidak Lakukan Rekonfigurasi Tidak N = n 1 Dari persamaan .
didapat persamaan Jumlah Pengulang = n Hasil dan Analisis Atau kalau dipisahkan bagian real dan BERHENTI Gambar 1.
Flowchart Algoritma Komputasi dari Metode yang Diusulkan .
Dan Aliran Daya Studi aliran daya adalah penentuan atau perhitungan tegangan, arus dan daya yang terdapat pada berbagai titik suatu jaringan pada keadaan pengoperasian normal, baik yang sedang berjalan maupun yang akan Aliran daya pada penelitian ini tidak dibahas secara khusus dan mendetail, karena hanya digunakan sebagai studi untuk menentukan tegangan dan daya yang dijadikan sebagai dasar untuk melakukan rekonfigurasi Persamaan .
membentuk persamaan aljabar non linier dengan variable Besarnya setiap variable dinyatakan dalam satuan per unit dan untuk sudut fasa dinyatakan dalam satuan radial.
Metode ini menerapkan deret Tailor, sebagai dasar perhitungan iterasinya dengan menggunakan Jacabian.
Fakultas Teknik UMSB
ISSN 2599-2081
EISSN 2599-2090
Vol.
3 No.
2 Juni 2020 http://jurnal.
id/index.
php/RANGTEKNIKJOURNAL .
Banyaknya elemen matriks Jacabian dari persamaan .
) ditentukan dengan ( 2n Ae 2 Ae .
n Ae 2 Ae .
dengan n adalah banyaknya bus pada sistem, sedangkan m adalah banyaknya Voltage-Controlled Buses pada Harga dari perhitungan, dan ini disebut sisa daya yang diberikan dengan : Perhitungan baru untuk sudut fasa dan tegangan bus adalah :
Prosedur penyelesaian studi aliran daya dengan metoda Newton-Raphson adalah sebagai berikut :
Pada bus berbeda dimana harganya ditentukan.
Besarnya tegangan dan sudut fasa disamakan dengan nilai slack bus atau 1,0 dan 0,0 .
= 1,0
= 0,0 .
Untuk voltage regulated buses dimana |V.
diatur, sedangkan sudut fasa disamakan dengan sudut slack bus jadi Hitung pada bus beban dan Hitung pada voltage controlled buses Hitung elemen-elemen matriks jacobian J1.
J2.
J3 dan J4 Hitung harga-harga Hitung harga-harga baru dari sudut fasa dan tegangan Proses ini berlangsung sampai :
Besaran per unit .
didefinisikan sebagai perbandingan harga yang sebenarnya dengan harga dasar .
ase valu.
dengan Rang Teknik Journal Daya kompleks S_ij dari bus i sampai j dan S_ij dari bus j ke bus i adalah :
Rugi-rugi daya pada saluran i-j merupakan penjumlahan aljabar dari aliran daya dari persamaan .
Rekonfigurasi Jaringan Distribusi Radial Suatu sistem distribusi menghubungkan semua beban yang terpisah satu dengan yang lain dengan saluran transmisi.
Hal ini terjadi pada gardu induk .
dimana juga dilaksanakan transformasi tegangan dan fungsi-fungsi pemutusan dan penghubungan beban .
Ditinjau dari konfigurasi jaringan primernya, jaringan distribusi dapat dibedakan atas tiga sistem, yaitu :
Sistem jaringan radial.
Struktur dengan sistem ini merupakan jaringan yang paling sederhana, metode langsung dari titik pengisian ke pemakai.
Sistem jaringan loop Pada sistem ini terdapat dua sumber dan arah pengisian yang satu dapat sebagai cadangan, sehingga keandalan cukup tinggi, banyak dipakai pada jaringan umum dan industri.
Sistem Jaringan Spindel.
Pada merupakan struktur radial dimana spindel adalah kelompok kumparan yang pola jaringannya ditandai dengan ciri adanya sejumlah kabel yang keluar dari gardu induk (Feede.
, ke arah suatu titik temu yang disebut gardu hubung.
Sistem jaringan spindel inilah yang memiliki keandalan tinggi.
Pada tugas akhir ini, dari ketiga sistem jaringan distribusi di atas adalah Sistem jaringan distribusi radial.
ISSN 2599-2081
EISSN 2599-2090
Fakultas Teknik UMSB Vol.
3 No.
2 Juni 2020 http://jurnal.
id/index.
php/RANGTEKNIKJOURNAL HASIL DAN PEMBAHASAN Data-data yang dikumpulkan adalah berupa diagram satu garis .
ingle line diagra.
dari penyulang Sungkai dan Okura.
Pada kedua penyulang tersebut terdapat 5 sakelar seksi seperti pada Gambar 2.
Rang Teknik Journal
0,058428
0,015685
0,123914
0,029998
0,021959
0,069996
0,113719
0,14803
0,085289
0,084505
0,121365
0,117444
0,120777
0,04039
0,100582
0,111366
Kondisi eksisting penyulang Sungkai dan Okura dipisah oleh recloser danau buatan, kedua penyulang tersebut disuplai dari Gardu Indu Teluk lembu dengan sumber pada transformator daya 2 .
Analisis aliran daya ini menggunakan beberapa data yang telah didapatkan seperti data tegangan, sudut tegangan, besar sumber, data beban pada masing-masing penyulang, besar resistansi dan reaktansi pada jaringan diubah dalam bentuk sistem perunit (PU).
Tabel 1.
Beban Transformator Penyulang Sungkai dan Okura Jen No.
is Transfor
Mvar
Bu mator
0,076858
0,0329
0,070584
0,03021
Fakultas Teknik UMSB
0,116268
0,09372
0,033135
Gambar 2.
Single Line Diagram Penyulang Sungkai dan Okura
0,111366
0,127835
0,169206
0,042743
0,032547
0,112346
0,02501
0,00671
0,05304
0,01284
0,0094
0,02996
0,04867
0,06336
0,03650
0,03617
0,05195
0,05027
0,05170
0,01728
0,04305
0,04767
0,04977
0,04011
0,01418
0,04767
0,05472
0,07243
0,01829
0,01393
0,04809
ISSN 2599-2081
EISSN 2599-2090
Vol.
3 No.
2 Juni 2020 http://jurnal.
id/index.
php/RANGTEKNIKJOURNAL 0,140776 0,017058 0,014705 0,111758 0,055487 0,113327 0,060977 0,138227 0,137639 0,121365 0,058036 0,122346 0,145678 0,126855 0,081172 0,080779 0,016077 PJU
RUMB
0,085681
0,01294
0,170186
0,042743
0,024116
ISSN 2599-2081
EISSN 2599-2090
0,06026
0,00730
0,00629
0,04784
0,02375
0,04851
0,02610
0,05917
0,05891
0,05195
0,02484
0,05237
0,06236
0,05430
0,03474
0,03457
0,00688
0,03667
0,00553
0,07285
0,01829
0,01032
Rang Teknik Journal
0,018234
0,11313
0,115091
0,013333
0,076662
0,084505
0,030586
0,030586
0,115287
0,105876
0,093132
0,109797
0,0249
0,04039
0,0249
0,095681
0,017842
0,01647
0,049605
0,004902
0,073329
0,007647
0,024704
Fakultas Teknik UMSB
0,049017
0,031567
0,00780
0,04842
0,02098
0,04926
0,00570
0,03281
0,03617
0,01309
0,01309
0,04935
0,04532
0,03986
0,047
0,01065
0,01728
0,01065
0,04095
0,00763
0,00705
0,02123
0,01351
0,00209
0,03139
0,00327
0,01057
Vol.
3 No.
2 Juni 2020 http://jurnal.
id/index.
php/RANGTEKNIKJOURNAL 0,083917 0,061761 PRUM
PUTRI
AYU
0,070976
0,042743
0,028038
0,069408
0,03592
0,02643
0,01200
0,02971
0,03038
0,01829
0,03617
0,02308
0,01334
0,00629
0,00830
0,02182
Rang Teknik Journal
0,1213
0,0078
0,0052
0,0274
0,0623
0,0709
0,0519
0,0033
0,0022
0,0117
0,0266
0,0303
Tabel 2.
Tahanan R dan X kabel Penyulang Sungkai dan Okura
0,084505
Bus Bus Luas Jarak Awal Akhir .
(Oh.
(Oh.
0,053918 240 0,077 0,001887 0,002406 240 1,5 0,081075 0,123938 0,031175 150 0,365 0,019728 0,030158 150 0,334 0,018053 0,027597 0,014705 150 0,7 0,037835 0,057838
150 0,261 0,014107 0,021565
0,019411
150 0,105 0,005675 0,008676
150 0,145 0,007837 0,011981
0,050977
240 0,173 0,009351 0,014294
150 0,325 0,017566 0,026853
150 0,088 0,004756 0,007271
0,02710
150 0,162 0,008756 0,013385
0,06333
150 0,286 0,015458 0,023631
150 0,187 0,010107 0,015451
150 0,167 0,009026 0,013798
0,02660
150 0,074 0,001813 0,002313
0,062153
150 0,198 0,010702 0,01636
150 0,289 0,01562 0,023879
150 1,406 0,075994 0,116171
150 0,36 0,019458 0,029745
150 0,15 0,008108 0,012394
0,00050
150 0,096 0,005189 0,007932
0,001176
150 0,109 0,005891 0,009006
0,04347
150 0,05
0,002703 0,004131
0,101563
150 0,141 0,007621 0,01165
0,00948
150 0,089 0,00481 0,007354
0,022156
150 0,099 0,005351 0,00818
150 0,095 0,005135 0,007849
Sambungan Tabel 1
150 0,065 0,003513 0,005371
Jeni
150 0,055 0,002973 0,004544
Transformat
Mvar
150 0,228 0,012323 0,018839
Bus
150 0,095 0,005135 0,007849
150 0,28 0,015134 0,023135
Fakultas Teknik UMSB
ISSN 2599-2081
EISSN 2599-2090
Vol.
3 No.
2 Juni 2020 http://jurnal.
id/index.
php/RANGTEKNIKJOURNAL 0,319 0,536 0,248 0,798 0,315 0,284 0,473 0,739 0,225 0,288 0,136 0,017242 0,028971 0,013404 0,043132 0,017026 0,01535 0,025566 0,039943 0,012161 0,015566 0,007351 0,026357 0,044287 0,020491 0,065935 0,026027 0,023466 0,039082 0,06106
0,018591
0,023796
0,011237
Metode Rekonfigurasi Jaringan Proses menata konfigurasi awal dari jaringan .
ntial conditio.
menjadi suatu .
ptimal conditio.
, sehingga dari konfigurasi yang terakhir ini diperoleh kerugian daya sistem distribusi yang paling kecil .
liran daya yang paling optimu.
Pada penyulang Sungkai dan Okura terdapat 5 sakelar seksi yang dapat dirubah kondisi Normally Open (NO) atau Normally Close (NC).
Adapun kelima sakelar seksi tersebut adalah Load Break Switch (LBS) Sembilang.
Recloser Panorama.
Recloser Raja Panjang.
Recloser danau buatan dan Pole Top Switch (PTS) Pramuka.
Pada kondisi eksisting sakelar seksi yang berfungsi sebagai pemutus kedua penyulang adalah Recloser danau Buatan.
Dikarenakan pada jaringa tersebut memiliki 5 sakelar seksi maka jenis konfigurasi yang akan dilakukan dipilih 2 tipe.
Kondisi eksisting penyulang kondisi sebelum Rekonfigurasi dapat dilihat pada gambar 3.
ISSN 2599-2081
EISSN 2599-2090
Rang Teknik Journal Gambar 3.
Kondisi eksisting penyulang Adapun bentuk dari peta rekonfigurasi yang ditentukan adalah sebagai berikut :
Rekonfigurasi satu Pada jenis rekonfigurasi pertama sakelar seksi yang menjadi pemutus kedua penyulang tersebut adalah Recloser Panorama.
dilihat pada gambar 4.
Fakultas Teknik UMSB Vol.
3 No.
2 Juni 2020 http://jurnal.
id/index.
php/RANGTEKNIKJOURNAL Rang Teknik Journal
HASIL DAN PEMBAHASAN
Berdasarkan hasil Load Flow setelah dilakukan Rekonfigurasi maka dapat dilakukan perbaikan profil tegangan dengan menggunakan penambahan switch untuk menaikkan tegangan dan menurunkan rugi Ae rugi, penulis menggunakan 2 kasus Rekonfigurasi.
Dari hasil perhitungan loadflow rekonfigurasi di dapatkan hasil pada tabel 3 sebagai berikut :
Gambar 4.
Bentuk Rekonfigurasi Pertama Rekonfigurasi dua.
Pada jenis rekonfigurasi kedua sakelar seksi yang menjadi pemutus kedua LBS Sembilang.
dapat dilihat pada gambar 5.
Tabel 3.
Hasil Rekonfigurasi Penyulang Sungkai dan Okura No.
Kondisi Ploss Qloss Penyulang .
W) .
W) Sebelum 110 kW.
Rekonfigurasu Rekonfigurasi 91 kW.
Pertama Rekonfigurasi 74 kW.
Kedua Konfigurasi rekonfigurasi pada sakelar seksi Recloser Danau Buatan, pada rekonfigurasi ini tegangan kerja terendah adalah 0.
978 dan rugi-rugi daya Aktif sebesar 91 kW dan daya Reaktif 140 kW.
Konfigurasi rekonfigurasi pada sakelar seksi LBS Sembilang, pada rekonfigurasi ini tegangan kerja terendah adalah 0.
981 dan rugi-rugi daya Aktif sebesar 74 kW dan daya Reaktif 113 Perbandingan grafik tegangan sebelum dilakukan Rekonfigurasi kondisi tegangan pada terendah 0.
974 Setelah rekonfigurasi didapati rekonfigurasi pertama 0.
978 dan rekonfigurasi kedua 0.
981 profil tegangan pada tiap-tiap bus menjadi lebih baik.
Gambar Gambar 5.
Bentuk Rekonfigurasi kedua Fakultas Teknik UMSB
ISSN 2599-2081
EISSN 2599-2090
Vol.
3 No.
2 Juni 2020 http://jurnal.
id/index.
php/RANGTEKNIKJOURNAL Rang Teknik Journal Gambar 6.
Grafik tegangan sebelum dan sesudah rekonfigurasi Analisis rekonfigurasi memperlihatkan nilai losses yang semakin rendah seiring pertambahan iterasi.
Hal ini diperlihatkan pada gambar 7dan 8.
Gambar 7.
Perbaikan daya Aktif sebelum dan sesudah rekonfigurasi Gambar 8.
Perbaikan daya Reaktif sebelum dan sesudah rekonfigurasi
PENUTUP
Berdasarkan hasil studi rekofigurasi menggunakan Aliran daya Newton Rapshon diperoleh kesimpulan sebagia berikut :
Lokasi sakelar seksi yang optimal adalah LBS sembilang.
Rekonfigurasi penyulang Sungkai dan penyulang Okura dapat meminimalkan rugi-rugi yang dihasilkan sekaligus memperbaiki profil tegangan pada beberapa bus.
Hasil simulasi menunjukkan pengurangan rugi-rugi total daya aktif yang dihasilkan sebesar 74 kW atau dibandingkan rugi-rugi daya aktif sebesar 110 kW sebelum rekonfigurasi.
Profil tegangan pada setiap bus di penyulang Sungkai dan penyulang Okura diperbaiki dengan tegangan minimum menjadi 0.
perunit dibandingkan 0.
974 perunit sebelum rekonfigurasi.
DAFTAR PUSTAKA