Kerja Praktek Power System Simulation LaboratoryProgram Studi Teknik Sistem TenagaJurusan Teknik Elektro FTI ITS

Kerja Praktek Power System Simulation LaboratoryProgram Studi Teknik Sistem TenagaJurusan Teknik Elektro FTI ITS

BAB IPENDAHULUAN

1.1 Latar BelakangSistem Tenaga Listrik adalah sebuah sistem yang terdiri dari pembangkitan, penyaluran, distribusi dan pelanggan, yang mana antara satu dengan yang lainnya saling berhubungan dan saling keterkaitan sehingga dapat menghasilkan suatu produk atau pelayanan berupa tenaga listrik. Tenaga listrik, yang notabene banyak dikonsumsi oleh perorangan (rumah tangga), industri, maupun perkantoran pada masa sekarang ini sudah menjadi sebuah kebutuhan yang sangat krusial bagi seluruh elemen di suatu daerah.

Dengan semakin meningkatnya kebutuhan akan konsumsi energi listrik serta bahan bakar fosil yang terus menipis mendorong munculnya banyak variasi sumber pembangkit. Terlebih adanya desakan untuk menciptakan sumber pembangkit ramah lingkungan (green technology), menjadi salah satu faktor pendorong untuk mencari sumber energi lain selain bahan bakar fosil. Salah satu yang saat ini sedang ramai dibicarakan oleh para ilmuwan adalah pembangkit dengan konsep renewable energy yang umumnya sudah banyak dikembangkan di negara negara maju. Diantara pembangkit dengan konsep renewable energy tersebut, Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) merupakan salah satu sumber energi alternatif yang cukup menjanjikan di Indonesia. Salah satu pemanfaatan dari tenaga surya tersebut adalah pada penggunaan Microgrid skala kecil.

Microgrid merupakan salah satu contoh pola pembangkitan terdistribusi yang melingkupi berbagai macam sumber energi, dari sumber energi fosil maupun sumber energi terbaharukan (renewable energy) yang memiliki sistem interkoneksi beban dan berbagai macam sumber yang terdistribusi. Microgrid juga dapat beroperasi secara paralel dengan sistem interkoneksi yang lebih besar atau beroperasi secara mandiri sehingga ketika terjadi gangguan pada Microgrid, kebutuhan energi listrik masih dapat terpenuhi dengan mengkoneksikan jaringan ke sistem utama, dalam hal ini adalah PLN.

Pada kesempatan ini, Laboratorium Simulasi Sistem Tenaga Listrik, Jurusan Teknik Elektro, Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya sedang mengadakan penelitian terkait integrasi penggunaan Microgrid dengan sumber tenaga surya yang dikonversi menjadi tenaga listrik oleh photo voltaic. Untuk merealisasikan nya, digunakan suatu aplikasi perangkat lunak khusus untuk merancang Microgrid yang disebut HOMER. HOMER adalah suatu model micropower yang berfungsi untuk mempermudah dalam mengevaluasi desain dari jaringan tunggal (grid-off) maupun jarinngan yang terkoneksi dengan sistem utama (grid-connected).

Diharapkan dengan adanya Microgrid skala kecil yang akan digunakan di Laboratorium Simulasi Sistem Tenaga Listrik, Jurusan Teknik Elektro, Institut Teknologi Sepuluh Nopember dapat menjadi tolak ukur penggunaan Microgrid ke depannya di Indonesia dalam mewujudkan daerah mandiri energi bagi daerah terisolir yang tidak terjangkau oleh listrik.

1.2 Waktu dan Tempat PelaksanaanKerja Praktek dilaksanakan dalam jangka waktu 2 bulan mulai tanggal 15 Juni hingga 15 Agustus 2015 di Laboratorium Simulasi Sistem Tenaga Listrik, Jurusan Teknik Elektro, Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya.1.3 Maksud dan TujuanDalam pelaksanaan nya, Kerja Praktek memiliki maksud dan tujuan tertentu yang nantinya akan menjadi acuan bagi para mahasiswa yang hendak melakukan proses Kerja Praktek.

Adapun maksud dan tujuan dari Kerja Praktek ini mencakup beberapa hal, baik secara umum maupun secara khusus, antara lain:

1.3.1 Umum :Tujuan pelaksanaan kerja praktek secara umum :1. Memberikan kesempatan kepada para mahasiswa untuk mengenal, beradaptasi, memahami dan menganalisis kondisi lingkungan dari suatu tempat kerja sebagai pedoman pengalaman untuk terjun pada dunia kerja nantinya.2. Memberikan kesempatan dan memotivasi mahasiswa untuk mengaplikasikan secara langsung disiplin ilmu yang telah diperoleh di bangku perkuliahan.3. Memperluas dan mendapatkan informasi baru terkait perkembangan teknologi di bidang yang ditekuni.4. Menumbuhkan sifat profesionalisme, bertanggung jawab, dan melatih etos kerja sebagai persiapan untuk terjun di dunia kerja nantinya.5. Menganalisis perbedaan yang ada antara ilmu yang diperoleh di bangku perkuliahan dengan ilmu yang diperoleh di lapangan.

1.3.2 Khusus :Tujuan pelaksanaan kerja praktek secara khusus :1. Mahasiswa dapat memahami sistem kelistrikan di Laboratorium Simulasi Sistem Tenaga Listrik, Jurusan Teknik Elektro, Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya.2. Mahasiswa dapat memahami sistem Microgrid yang akan diintegrasikan di Laboratorium Simulasi Sistem Tenaga Listrik, Jurusan Teknik Elektro, Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya.3. Mahasiswa dapat memahami manajemen dan sistem kerja yang diterapkan untuk menjaga kontinuitas ketersediaan tenaga listrik.4. Mahasiswa dapat memahami pengaruh dari Microgrid terhadap sistem kelistrikan di Laboratorium Simulasi Sistem Tenaga Listrik, Jurusan Teknik Elektro, Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya.

1.4 Batasan MasalahAdapun batasan masalah yang akan disajikan, yakni mengenai implementasi Microgrid skala laboratorium di Laboratorium Simulasi Sistem Tenaga Listrik, Jurusan Teknik Elektro, Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya dengan menggunakan perangkat lunak yang disebut HOMER.1.5 Metodologi PenulisanPenyusunan laporan Kerja Praktek ini menggunakan metodologi penulisan sebagai berikut :1. Studi LiteraturPenulis mencatat atau memanfaatkan referensi berupa katalog, arsip-arsip, dan buku-buku. Referensi diperoleh dari perpustakaan / dokumen perusahaan.2. Metode InterviewPenulis mengumpulkan data melalui wawancara atau menanyakan secara langsung kepada narasumber. Tujuannya untuk mendapatkan data-data peralatan secara langsung dan jelas.3. Metode ObservasiPenulis memperoleh data melalui pengamatan langsung pada objek sehingga dapat mengamati objek dari jarak dekat disertai pencatatan tentang pengertian dan fungsi objek dengan singkat dan jelas.4. Metode BrowsingPenulis mencari literatur dari internet yang berhubungan dengan masalah yang dihadapi.

1.6 Sistematika PenulisanAdapun susunan sistematika laporan ini adalah sebagai berikut :

BAB I PENDAHULUAN

Bab ini berisi tentang latar belakang, waktu dan tempat pelaksanaan, maksud dan tujuan, batasan masalah, metodologi, dan sistematika penulisan laporan kerja praktek ini.

BAB II PROFIL LABORATORIUM SIMULASI SISTEM TENAGA LISTRIK ITS SURABAYA

Bab ini berisi tentang sejarah, struktur organisasi, job description, data prestasi laboratorium.

BAB III SISTEM MICROGRID DAN PERANGKAT LUNAK HOMER SECARA UMUM

Bab ini berisi tentang pengertian Microgrid secara keseluruhan, komponen-komponen yang digunakan, perbedaan Microgrid dengan power grid, kegunaan Microgrid, perangkat lunak HOMER, penjelasan mengenai tools yang ada di dalam HOMER.

BAB IV IMPLEMENTASI MICROGRID SKALA LABORATORIUM DI LABORATORIUM SIMULASI SISTEM TENAGA LISTRIK ITS SURABAYA

Bab ini berisi tentang situasi dan kondisi kota surabaya, situasi dan kondisi laboratorium, ketersediaan komponen dan estimasi biaya, Microgrid dengan simulasi HOMER.

BAB V PENUTUP

Pada bab ini berisi kesimpulan dari Kerja Praktek yang dilaksanakan dan saran untuk pengembangan selanjutnya.

BAB IIPROFIL LABORATORIUM SIMULASI SISTEM TENAGA LISTRIK JURUSAN TEKNIK ELEKTRO, INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER, SURABAYA

2.1 Sejarah Laboratorium

Departemen Jurusan Teknik Elektro adalah salah satu departemen terbesar di Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS), sebuah perguruan tinggi milik pemerintah Indonesia yang berlokasi di Sukolilo, Surabaya. Jurusan Teknik Elektro ITS didirikan pada tahun 1960, yang pada awal mulanya bernama "Fakultas Teknik Elektro". Pada tahun 1984, fakultas diubah menjadi "Departemen Teknik Elektro". Departemen Teknik Elektro telah terakreditasi "A" (sangat baik) oleh Badan Akreditasi Nasional Indonesia. ITS, Institut Teknologi Sepuluh Nopember, juga menerima akreditasi "A" yang mengacu pada peringkat tertinggi universitas milik pemerintah Indonesia.

Sejak didirikan pada tahun 1960, Departemen Teknik Elektro ITS telah bekerjasama dengan lembaga-lembaga internasional termasuk:

- Eindhoven University - Belanda (1965-1970 dan 1990-1993)- Saga University - Jepang (2003-2006)- Oulu University - Finlandia (2006)- Kumamoto University dan universitas lainnya di Jepang (2006-2010)- Hochschule Darmstadt University - Jerman (2006 - sekarang)- Fontys University - Belanda (2007 - sekarang)

Departemen Teknik Elektro ITS juga telah menerima hibah atau program kompetisi untuk pengembangan staf, pendidikan dan penelitian, seperti ADB I (1980), ADB II (1995), TPSDP (2003-2007), PREDICT - JICA (2006-2010) dan Program Hibah Kompetisi Institusi (PHKI, 2008).

Saat ini, Departemen Teknik Elektro ITS memiliki 90 dosen, lulusan perguruan tinggi favorit seluruh dunia termasuk Jepang, Perancis, Amerika Serikat, Australia, Belanda, Kanada, Inggris dan lain-lain. Profesor di Departemen Teknik Elektro ITS berjumlah 9 (sembilan) orang. Jurusan Teknik Elektro ini memiliki 16 laboratorium, ruang kelas, dan fasilitas lainnya.

Laboratorium Simulasi Sistem Tenaga Listrik merupakan salah satu laboratorium yang ada di Jurusan Teknik Elektro untuk bidang Teknik Sistem Tenaga. Laboratorium Simulasi Sistem Tenaga Listrik ini dipimpin oleh Prof. Ir. Ontoseno Penangsang, M.Sc., Ph.D., Prof. Dr. Ir. Adi Soeprijanto, M.T., sebagai wakil kepala, Dr. Eng. Rony Seto Wibowo, S.T., MT., dan Dimas Fajar Uman Putra, S.T., M.T. sebagai peneliti. Laboratorium ini digunakan untuk kegiatan penelitian yang berkaitan dengan Analisis Sistem Tenaga dan Simulasi, dan juga digunakan untuk kegiatan labwork untuk mahasiswa dari Program Sarjana, peneliti dari Program Pascasarjana dan Program Doktor. Banyak topik penelitian telah dirilis dalam beberapa tahun terakhir.

2.2 Struktur Organisasi

Laboratorium Simulasi Sistem Tenaga Listrik Jurusan Teknik Elektro, Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya memiliki struktur organisasi yang menjelaskan alur tugas kerja beserta wewenang kepemimpinan dan anggota. Struktur organisasi laboratorium menunjukkan kerangka dan susunan perwujudan pola tahap hubungan diantara fungsi-fungsi, bagian-bagian, dan posisi maupun orang-orang yang menunjukkan kedudukan tugas, wewenang dan tanggung jawab yang berbeda-beda dalam suatu struktur organisasi. Dari struktur organisasi tersebut akan membentuk suatu kerja sama yang baik antara pemimpin yang satu dengan yang lainnya, serta anggota yang satu dengan yang lainnya.

Berikut ini struktur organisasi secara umum pada Laboratorium Simulasi Sistem Tenaga Listrik Jurusan Teknik Elektro, Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya :

Head of LaboratoryProf. Ir.Ontoseno Penangsang, M.Sc., Ph.D

Head of ResearcherProf. Dr. Ir.Adi Soeprijanto, M.T.Researcher / LecturerDr. Eng. Rony Seto Wibowo, S.T., M.T.Researcher / LecturerDimas Fajar Uman Putra, S.T., M.T.Assistant CoordinatorAlbert RyantaSecertaryNani Lathifatun N.TreasurerCitra RahmadhaniCoordinator1. TrainingReyhan Revandy2. Labwork 1Muhammad Fadli3. Labwork 2Kharismawan S.4. EventAmanda Ayla L.Trainee1. Ainul Khakim2. Ainul Yaqin3. Surya Mahendra4. Anton Frian Y. R.5. Ati Rakhmawati6. Dheny Ashari7. Muhammad Rizky8. Okto Fenno9. Yudha Anugrah P.

Gambar 2.1 Diagram Struktur Organisasi Laboratorium Simulasi Sistem Tenaga Listrik, Jurusan Teknik Elektro, Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya2.3 Job Description

Laboratorium Simulasi Sistem Tenaga Listrk Jurusan Teknik Elektro, Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya memiliki berbagai macam kegiatan utama yang dilakukan oleh seluruh anggota labortorim diantaranya :

1. PenelitianPenelitian ini dilakukan oleh seluruh anggota laboratorium dimulai dari mahasiswa yang akan menempuh gelar S1, S2 dan S3 yang saling bekerja sama dan berdisuksi satu dengan yang lainnya dimana kegiatan ini dalam pengawasan dan bimbingan langsung oleh kepala laboratorium yakni Prof. Ir.Ontoseno Penangsang, M.Sc., Ph.D) dan kepala penelitian Prof. Dr. Ir.Adi Soeprijanto, M.T. Beberapa kategori judul yang diambil diantaranya :

a. Undergraduate1) Analisa Dampak Distorsi Harmonisa Dan Ketidakseimbangan Tegangan Pada Peforma Motor Induksi2) Optimasi Pembebanan Pembangkit (Economic Dispatch) Pada Sistem 500 KV Jawa Bali Menggunakan Particle Swarm Optimization Dengan Mempertimbangan kapasitas Transmisi3) Peningkatan Keandalan Sistem Tenaga Listrik Jawa Barat 150 KV Dengan Analisa Kontingensi (N-1)4) Deteksi Dan Pengukuran Gangguan Sesaat Disaluran Listrik Dengan Metode Fast Fourier Transform Dan Logika Fuzzy Berbasis FPGA (Field Programmable Gate Array)5) Analisis Kompensasi Kapasiotr Seri terhadap Kestabilan Steady State Pada transmisi Tegangan Tinggi6) Disain dan Analisis Filter Aktif menggunakan Synchronous Harmonic d-q Frame Sebagai Metode Pendeteksian Harmonisa7) Perencanaan Dan Simulasi Sistem Injeksi Arus Ripple Menggunakan Metode Rectification Pada Penyearah Dioda 3 Fasa Untuk mereduksi Harmonisa8) Implementasi Teorema Wavelet Dan Kohonen Neural Network Untuk Deteksi Frekuensi Harmonisa Pada Sistem Tenaga Lisrik9) Economic Dispatch Menggunakan ant Colony Optimization pada Sistem Transmisi 500 kV Jawa Bali

b. Graduate1) Optimasi Operasi Sistem Tenaga Listrik Dengan Kontrain Kapabilitas Operasi Generator dan Kestabilan Steady State Global2) Desain Paralel Load Flow Untuk Sistem Tenaga Listrik Area Luas (Studi Kasus Sistem Jaring 150 Kv di Jawa Timur)3) Formulasi Optimal Power Flow Dengan Konstrain Kestabilan Tegangan Yang Melibatkan TCSC (Thyristor Controlled Series Capacitor)4) Filter Aktif Seri Untuk Memperbaiki Power Faktor Pada Sisi Sumber Menggunakan Metoda Adopting Hybird Control Approach5) Metode ANFIS ( Analize Neuro Fuzzy Inference System) Sebagai Obsever torsi beban Pada Pengaturan Kecepatan Motor Induksi 3 Phasa6) Pemodelan Motor Induksi 3 Fasa Menggunakan Constructive Backporpagation7) Aplikasi Fuzzy Logic Untuk Kompensasi Daya Reaktif Pada Saluran Disribusi8) Desain GCSC ( Gate Controlled Series Capaciotrs) Mengunakan Fuzzy Logic Controller9) Optimisasi Operasi Pembangkit Sistem Tenaga Menggunakan Algoritma Genetika

2. TrainingProgram kegiatan training ini disediakan untuk memfasilitasi training ETAP dan Matlab , bebrapa topik yang disajikan adalah :1) Transient Stability, dengan pembahasan :a. Studi analisa aliran dayab. Analisa Hubung Singkatc. Analisa Motor Startingd. Pelepangan Generator dan Bebane. Power Quality ( Sag, Swell, Voltage Dip, dll)f. IEEE Standart untuk Transient Stabilityg. Kapabilitas Generator2) Harmonisa, dengan pembahasan :a. Dasar fenomena harmonisab. Harmonisa di Industric. Reduksi harmonisa pada sistem tenaga listrikd. Analisa aliran daya dan hubung singkate. Pemasangan capacitor bankf. Koreksi faktor dayag. Desain filter pasifh. Konverter analisa ekonomii. Power quality3) Proteksi, dengan pembahasan :a. Pemodelan sistem dalam analisa aliran dayab. Cara perhitungan dan anlisa hasil analisa aliran dayac. Simulasi aliran daya dengan software ETAPd. Pemodelan yang digunakan dalam hubung singkate. Cara perhitungan arus gangguan dan analisa hasilf. Simulasi hubung singkatg. Simulasi hubung singkat dengan software ETAPh. Dasar teori setting relayi. Dasar teori koordinasi setting relayj. Praktek penentuan kurva relai dan setting relay koordinasik. Setting relay dengan perangkat lunak powerplot

4) ETAP Basic Load Flow, dengan pembahasan :a. Membangun single line diagram dengan softwareb. Simulasi dan analisa aliran daya dengan softwarec. Perencanaan studi kasus untuk analisa aliran dayad. Simulasi dan analisa hubung singkat dengan softwaree. Troubleshoting kegagalan running softwaref. Perencanaan studi kasus untuk analisa hubung singkatg. Koordinasi relai dengan software powerplot

3. Fasilitator Praktikum Mahasiswa ITSMenjadi fasilitator bagi setiap mahasiswa yang akan menjalani praktikum sebagai salah satu mata kuliah yang ditempuh merupakan tugas utama bagi asistan laboratorium untuk membimbing setiap mahasiswa.

4. Pengabdian MasyarakatKemajuan yang pesat dari teknologi informasi saat ini disambut dengan antusias oleh generasi muda Indonesia, namun tidak untuk orang tua. Beberapa pegawai negeri sipil dan warga di kota Surabaya mengalami kesulitan mengaplikasikan teknologi informasi terkini untuk menunjang aktivitas pekerjaan sehari - hari. Oleh sebab itu, Laboratorium Simulasi Sistem Tenaga Listrik Jurusan Teknik Elektro, Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya sangat mendukung kegiatan yang diadakan oleh Kelurahan Keputih, Surabaya untuk mengadakan proyek pengabdian masyarakat dalam kegiatan Laboratory Social Responsibility (LSR) dengan isi kegiatan nya yaitu pelatihan pembuatan dan penggunaan surat elektronik atau e-mail dan situs jejaring sosial facebook.

Selain kegiatan bersama Kelurahan Keputih, Surabaya, Laboratorium Simulasi Sistem tenaga aktif berpartisipasi dalam kegiatan yang berhubungan dengan penghematan energi. Salah satu contohnya adalah pembuatan Innovative, Efficent, and Smart (IES) Lamp yaitu kumpulan 25 lampu LED (Light Emitting Diode) dengan program fuzzy logic dan sensor cahaya yang dapat mengatur lampu menjadi otomatis mati atau menyala serta dapat diatur tingak terang dan redup cahayanya dan contoh lainnya adalah Sistem Manajemen Energi Listrik Menggunakan Smart Relay Berbasis Web dan Smart Card yaitu solusi cerdas manajemen menuju hemat energi listrik di kampus Jurusan Teknik Elektro ITS Surabaya.

5. English ForumEnglish Forum merupakan kegiatan rutin setiap minggu yang dilaksanakan di Laboratorium Simulasi Sistem Tenaga Listrik. Kegiatan tesebut bertujuan untuk meningkatkan dan mengasah kemampuan berkomunikasi dalam berbahasa Inggris. Kegiatan ini sudah berjalan setiap tahun nya dan menjadi ikon dari Laboratorium Simulasi Sistem Tenaga Listrik. Kegiatan ini terbuka bagi seluruh mahasiswa Jurusan Teknik Elektro yang diadakan setiap hari selasa sore pukul 16.00WIB dengan tema dan topik yang berbeda setiap minggu nya.

6. Partner and RelationshipMenjadi salah satu laboratorium terbaik tentunya dukungan dan kerja sama dari pihak luar sangat dibutuhkan demi kemajuan dan pengembangan laboratorium. Oleh sebab itu, Laboratorium Simulasi Sistem Tenaga Listrik Jurusan Teknik Elektro, Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya menjalin kerja sama dengan beberapa instansi perusahaan, diantaranya :

1) PT Pembangkit Jawa Bali2) PT Indoneia Power3) PT Pertamina4) PT Gudang Garam5) PT PLN6) PT Semen Gresik7) PT Conoco Philips8) PT Pupuk Kalimantan Timur9) Dan lain - lain

2.4 Data Prestasi Laboratorium

1. Juara 2 Energy Efficiency Competition tahun 2008 2009 oleh Schneider Electric.2. Juara 2 Piala Walikota LCEN XIX 2015 Kategori Medical Electronics and Assistive Technology oleh ITS.3. Juara 1 National Electric Power System Competition oleh Jurusan Teknik Elektro dan Teknologi Informasi UGM tahun 2015.4. Juara 3 Go Green In the City of Indonesia oleh Schneider Electric bulan April 2013.5. Penghargaan Most Favourite Laboratory dalam acara Electrical Show and Competition oleh Ristek Hima Teknik Elektro ITS tahun 2014.6. Juara Runner Up Energy Efficiency University Challange di Surabaya tahun 2010 oleh Schneider Electric.7. Juara 2 Olimpiade Sains Nasional Kategori Proyek Sains bidang aplikasi perangkat lunak tahun 2014 oleh PT Pertamina (Persero).8. Juara 3 Poster Competition dalam acara Electrical Show and Competition pada Dies Natalis ITS.9. Juara Terfavourite dalam acara Electrical Show and Competition tahun 2014.10. Juara 2 Kontes Inovasi Teknologi Antar Universitas tahun 2011 dalam acara National Innovation Contest.1615