skripsi -...

EFISIENSI BIAYA PEMBANGKITAN (ECONOMIC DISPATCH)

DENGAN OPTIMASI PADA SISTEM STANDAR IEEE 26 BUS

MENGGUNAKAN METODE ANT COLONY OPTIMIZATION

(ACO)

SKRIPSI

Diajukan Untuk Memenuhi

Persyaratan Guna Meraih Gelar Sarjana Strata I

Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Malang

Disusun Oleh :

AL HUSEIN

NIM 201310130311032

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

2018

ii

LEMBAR PERSETUJUAN

1. LEMBAR PERSETUJUAN

EFISIENSI BIAYA PEMBANGKITAN (ECONOMIC

DISPATCH) DENGAN OPTIMASI PADA SISTEM STANDAR

IEEE 26 BUS MENGGUNAKAN METODE ANT COLONY

OPTIMIZATION (ACO)

Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana (S1)


Disusun Oleh:

AL HUSEIN

201310130311032

Diperiksa dan disetujui oleh:

Pembimbing I

Pembimbing II

Ilham Pakaya, ST.

NIDN: 0717018801

Ir. Nurhadi, MT.

NIDN: 0731126202

iii

LEMBAR PENGESAHAN




OPTIMIZATION (ACO)

Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana (S1)


Disusun Oleh

AL HUSEIN

201310130311032

Tanggal Ujian : 23 Januari 2018

Periode Wisuda : Februari 2018

Disetujui Oleh :

1.

Ilham Pakaya, ST.

NIDN: 0717018801

(Pembimbing I)

2.

Ir. Nurhadi, MT.

NIDN: 0731126202

(Pembimbing II)

3.

Dr. Ir. Ermanu Azizul H., MT.

NIDN: 0705056501

(Penguji I)

4.

Ir. Nur Kasan, MT

NIDN: 0707106301

(Penguji II)

Mengetahui,

Ketua Jurusan Teknik Elektro

Ir. Nur Alif Mardiyah, MT.

NIDN: 0718036502

iv

LEMBAR PENYATAAN

Yang bertanda tangan dibawah ini:

NAMA : AL HUSEIN

Tempat/Tgl Lahir : Malang, 3 Juli 1995

NIM : 201310130311032

FAK./JUR. :TEKNIK/ELEKTRO

Dengan ini saya menyatakan bahwa Tugas Akhir dengan judul :




OPTIMIZATION (ACO) beserta seluruh isinya adalah karya saya sendiri dan

bukan merupakan karya tulis orang lain, baik sebagian maupun seluruhnya, kecuali

dalam bentuk kutipan yang telah disebutkan sumbernya.

Demikian surat pernyataan ini saya buat dengan sebenar-benarnya. Apabila

kemudian ditemukan adanya pelanggaran terhadap etika keilmuan dalam karya

saya ini, atau ada klaim dari pihak lain terhadap keaslian karya saya ini maka saya

siap menanggung segala bentuk resiko/sanksi yang berlaku.

Malang, 17 Januari 2018

Yang Membuat Pernyataan

Al Husein

Mengetahui,

Dosen Pembimbing I

Ilham Pakaya, ST.

NIDN: 0717018801

Dosen Pembimbing II

Ir. Nurhadi, MT.

NIDN: 0731126202

vi

KATA PENGANTAR

1. KATA PENGANTAR

Dengan memanjatkan puji syukur kehadirat Allah SWT. Atas limpahan

rahmat dan hidayah-NYA sehingga peneliti dapat menyelesaikan tugas akhir yang

berjudul :




OPTIMIZATION (ACO)

Pembuatan Proyek Akhir ini merupakan salah satu syarat untuk

memperoleh gelar Sarjana Teknik (ST) di Universitas Muhammadiyah Malang.

Selain itu penulis berharap agar proyek akhir ini dapat menambah literature dan

dapat memberikan manfaat bagi semuanya.

Peneliti menyadari sepenuhnya bahwa dalam penulisan tugas akhir ini

masih banyak kekurangan dan keterbatasan. Oleh karena itu peneliti mengharapkan

saran yang membangun agar tulisan ini bermanfaat bagi perkembangan ilmu

pengetahuan kedepan.

Malang, 17 Januari 2018

Al Husein

vii

LEMBAR PERSEMBAHAN

Rasa syukur kepada Allah SWT yang memberikan rahmat−Nya,

nikmat−Nya, dan hidayah−Nya dan Rasulullah SAW yang memberikan petunjuk

ke jalan terang dan benar sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini.

Kupersembahkan skripsi ini untuk:

1. Ayahku Amir Hamzah dan bundaku Yulia Ainurrahmah yang aku sayangi dan

aku banggakan, terima kasih atas semua yang telah beliau berikan dengan tulus

ikhlas, membesarkan, menyayangi, mengasihi, membimbing, mendo’akan,

mendukung dan berkorban demi masa depanku.

2. Ning (Aida) Amalia Amirotus Sa’idah dan adikku Audy Azzahrah, terima

kasih atas motivasi dan semangatnya.

3. Keluarga besar Lab Infokom UMM, Bahrul Muchlis Habib, sahabatku Imam

Wahyudi / Uppay, Pak bos Lukman dan Pak CEO Mas Shobbah sabilil

Muttaqien, and Parttime baru Roby, Mas Ojie, Indah dan jhonny Terima kasih

telah menghiburku dikala sedih dan membangkitkan semangatku kembali.

4. Motivasi tak nampak seorang yang membuat skripsi ini bagai gejolak

tantangan untuk segera di selesaikan demi kehidupan dunia dan Akhirat

bersamanya.

5. Bapak Ilham Pakaya selaku pembimbing satu dan bapak Nurhadi selaku

pembimbing dua yang tidak lelah memberikan bimbingan sehingga tugas akhir

ini dapat tercipta. Terima kasih telah membimbing.

6. Ibu Nur Alif M. Selaku ketua jurusan elektro UMM. Bapak Machmud Efendy

selaku sekretaris jurusan elektro UMM. Bapak Machmud Effendi selaku dosen

wali kelas A 2013. Terima kasih sudah membimbing dan membina serta

menjadi orang tua kedua.

7. Mbak /Mas Partime dan Staf yang selalu membantu proses penyelesaian skripsi

ini serta seluruh Dosen-dosen teknik elektro UMM yang tidak kenal lelah

memberikan ilmu dan waktunya kepada kami.

8. Teman-teman yang tidak bisa disebutkan satu-satu, terima kasih selalu ada buat

aku, terima kasih telah mengisi hari-hariku dengan penuh kebahagiaan. Kalian

penyemangat dikala aku mulai lelah.

viii

DAFTAR ISI

LEMBAR JUDUL ................................................................................................ i

LEMBAR PERSETUJUAN ................................................................................. ii

LEMBAR PENGESAHAN ................................................................................ iii

LEMBAR PERNYATAAN ................................................................................ iv

ABSTRAK ........................................................................................................... v

KATA PENGANTAR ........................................................................................ vi

LEMBAR PERSEMBAHAN ............................................................................ vii

DAFTAR ISI ..................................................................................................... viii

DAFTAR GAMBAR .......................................................................................... xi

DAFTAR TABEL .............................................................................................. xii

BAB I PENDAHULUAN ................................................................................... 1

1.1 Latar Belakang ........................................................................................ 1

1.2 Rumusan Masalah ................................................................................... 4

1.3 Tujuan Penelitian ..................................................................................... 4

1.4 Batasan Masalah ...................................................................................... 4

1.5 Sistematika Penulisan .............................................................................. 5

BAB II LANDASAN TEORI ............................................................................ 6

2.1 Sistem Tenaga Listrik .............................................................................. 6

2.2 Konsep Aliran Daya Optimal Pada Sistem Tenaga Listrik ..................... 8

2.2.1 Studi Aliran Daya ............................................................................... 8

2.2.2 Pembentukan Persamaan Jaringan ................................................... 10

ix

2.2.3 Persamaan Aliran Daya .................................................................... 14

2.2.4 Penyelesaian Persamaan Aliran Daya .............................................. 14

2.2.5 Pengaruh Tap Transformator ........................................................... 18

2.2.6 Perhitungan Aliran Daya Optimal dan Rugi Daya .......................... 20

2.3 Ant Colony Optimization ...................................................................... 21

2.3.1 Ant Algorithm .................................................................................. 25

2.4 MATLAB (Matriks Laboratory) ........................................................... 28

BAB III METODE PENELITIAN................................................................... 29

3.1 Data Sistem............................................................................................ 29

3.2 Pengolahan Performa Sistem Sebelum Dioptimalkan........................... 34

3.3 Optimasi Performa Sistem Dengan Fungsi Biaya Pembangkitan ......... 36

3.3.1 Metode Newton Rhapson ................................................................. 38

3.3.2 Metode Optimasi Menggunakan ACO ............................................ 39

BAB IV HASIL DAN ANALISA ................................................................... 42

4.1 Analisa Aliran Daya Sistem Sebelum Dioptimalkan ............................ 42

4.2 Analisis Sistem Setelah Dioptimalkan .................................................. 46

4.2.1 Tegangan pada setiap bus ................................................................ 46

4.2.2 Daya Pembangkitan Generator dan Rugi Daya ............................... 50

4.2.3 Total Biaya Pembangkitan Pada Sistem .......................................... 52

BAB V PENUTUP ........................................................................................... 56

5.1 Kesimpulan ............................................................................................ 56

5.2 Saran ...................................................................................................... 56

DAFTAR PUSTAKA ....................................................................................... 57

x

LAMPIRAN ...................................................................................................... 58

xi

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Diagram Vektor untuk Beban Induktif............................................ 7

Gambar 2.2 Diagram Vektor untuk Beban Kapasitif .......................................... 8

Gambar 2.3 Sistem tenaga listrik 4 bus ............................................................. 11

Gambar 2.4 Diagram admitansi untuk sistem tenaga listrik Gambar 2.3 ......... 11

Gambar 2.5 Tipikal bus dari sistem tenaga. ...................................................... 15

Gambar 2.6 Rangkaian Evalen On Load Tap Changing Transformer .............. 18

Gambar 2.7 Rangkaian ekivalen π .................................................................... 19

Gambar 2.8 Perjalanan semut dari sarang menuju tempat makanan ................ 22

Gambar 3.1 Diagram segaris sistem standar IEEE 26 bus ................................ 29

Gambar 3.2 Diagram alir metode pengolahan data. .......................................... 35

Gambar 3.3 Diagram alir metode pengolahan data. .......................................... 38

Gambar 3.4 Diagram alir optimasi dengan ACO .............................................. 40

Gambar 4.1 Grafik daya nyata pada setiap bus ................................................. 44

Gambar 4.2 Grafik daya reaktif pada setiap bus ............................................... 45

Gambar 4.3 Grafik Daya Pembangkitan Pembangkit ....................................... 46

Gambar 4.4 Grafik perbandingan tegangan setiap bus ..................................... 49

Gambar 4.5 Grafik Perbandingan Total Daya Pembangkitan Generator .......... 51

Gambar 4.6 Grafik rugi rugi daya pada sistem ................................................. 52

Gambar 4.7 Grafik Perbandingan Total Biaya Pembangkitan Pada Sistem ..... 53

Gambar 4.8 Grafik Konvergensi Total Biaya Pembangkitan Pada Sistem ....... 54

Gambar 4.9 Grafik Titik optimal Total Biaya Pembangkitan Pada Sistem ...... 55

xii

DAFTAR TABEL

Tabel 3.1 Data bus sistem standar IEEE 26 bus................................................ 30

Tabel 3.2 Data saluran bus sistem IEEE 26 bus................................................ 31

Tabel 3.3 Data pengaturan tap transformer sistem IEEE 26 bus ...................... 32

Tabel 3.4 Data shunt capacitor sistem IEEE 26 bus ......................................... 33

Tabel 3.5 Data batasan pembangkitan generator sistem IEEE 26 bus .............. 33

Tabel 4.1 Aliran Daya Pada Sistem IEEE 26 Bus ............................................ 42

Tabel 4.2 Pembangkitan Daya Nyata Sebelum Dioptimasi .............................. 45

Tabel 4.3 Perbandingan tegangan pada setiap bus dalam kV ........................... 47

Tabel 4.4 Perbandingan tegangan pada setiap bus dalam (p.u) ........................ 48

Tabel 4.5 Perbandingan Daya Pembangkitan Masing-Masing Generator ........ 50

Tabel 4.6 Perbandingan Rugi-Rugi Daya Pada Sistem ..................................... 51

Tabel 4.7 Perbandingan Biaya Pembangkitan .................................................. 52

Tabel 4.8 Biaya Pembangkitan setiap generator ............................................... 53

57

DAFTAR PUSTAKA

[1]. Cekmas Cekdin. Sistem Tenaga Listrik - Contoh Soal Dan Penyelesaiannya

Menggunakan Matlab. II ed. Yogyakarta:Andi. 2010:64-69.

[2]. Gupta, BR. 1998. Power System Anaysis and Design. New Delhi: A.H.

Wheeler & Co. Ltd.

[3]. Marsudi, D. 2006. Operasi Sistem Tenaga Listrik. Frist Edition. Disunting

oleh D Marsudi. Yogyakarta: Graha Ilmu.

[4]. Ridhani, Wahyu, Hermawan, dan Susatyo Handoko. 2014. “OPTIMISASI

BIAYA PEMBANGKITANPADA SISTEM 500 KV JAWA-BA.” AI 8.

[5]. Saadat, Hadi. 1999. Power System Analysis. New York: Mc-Graw Hill.

[6]. Saukani, Muhammad . 2016. “Analisa Perbandingan Aliran Daya Optimal

Mempertimbangkan Biaya Pembangkitan Dan Kestabilan Daya

Menggunakan Particle Swarm Optimization Dan Algoritma Genetika.”

KINETIK, Vol.1, No.1, Mei 2016, Hal. 101-141 141.

[7]. Sharma Bhupender, Shivani Sehgal, and Ajay Nain. Particle Swarm

Optimization and Genetic Algorithm based Optimal Power Flow.

International Journal of Application or Innovation in Engineering &

Management (IJAIEM). 2013; Vol 2(7): 307-315

[8]. Singiresu, S.R. 2009. Enggineering Optimization, Theory and Parctice.

Fourth Edition. New York: John Wiley & Sons.

[9]. Stevenson, Wiliam D, dan John J Granger. 1994. Power System Analysis.

International Edition. New York: McGraw-Hill .

[10]. Wilhelmina , S.Y.M Sawai. 2008. Studi Aliran Daya menggunakanETAP.

Depok: UI PRESS.

skripsi -...

Documents