Studi Kemampuan Transfer Daya Maksimum Dengan KendalaStabilitas Tegangan Pada Interkoneksi Sumbagsel

Jaka Wibowo, Lukmanul Hakim, Endah Komalasari

Jurusan Teknik Elektro Universitas LampungJl. Prof. Sumantri Brojonegoro No. 1 Bandar Lampung 35145

jakawibowoelektro6unila@gmail.com

Abstrak

Suatu sistem interkoneksi memungkinkan suatu wilayah yang kekurangan energi listrik akan dapat terpenuhikebutuhannya dari pasokan energi listrik yang dikirimkan oleh wilayah dengan daya pembangkitan berlebih.Pengiriman daya pada sistem interkoneksi secara kontinu dengan baik memerlukan suatu sistem yang handal.Proses transfer daya antar wilayah pada sistem interkoneksi agar dapat terpenuhi dengan baik maka memerlukansuatu perencanaan dan studi tentang pengaruh perubahan beban pada sistem dengan tetap menjaga batastoleransi nilai tegangan dalam kondisi yang masih diizinkan dalam pengiriman daya.

Metode yang digunakan untuk menyelesaikan aliran daya pada tugas akhir ini menggunakan solusi ContinuationPower Flow (CPF) pada toolbox PSAT 2.1.6 Matlab dengan langkah prediksi dan koreksi untuk kenaikan(faktor pengali kenaikan beban). Untuk skenario simulasi program, dipilih dengan menambahkan beban sebesarper10 MW di setiap beban baik saat luar waktu beban puncak (LWBP) maupun saat waktu beban puncak (WBP)pada sistem Lampung. Transfer daya maksimum saat LWBP dan WBP terjadi pada penambahan beban sebesar140 MW dengan nilai daya terbesar terdapat pada saluran yang menghubungkan Baturaja-Bukit Kemuning (51-53) sebesar 336,6633 MW (LWBP) dan 324,4741 MW (WBP).

Kata kunci : Interkoneksi, Transfer daya, Continuation Power Flow (CPF)

Abstract

An interconnection system allows a region with lack of electricity supplied by the region with excess power.Power distribution on continue interconnection system in good condition requires a reliable system. The processof power transfer between regions in order to interconnect the system met with both the planning and requires astudy of the effect of changes in the load on the system while maintaining the tolerance limit voltage value in acondition that is still allowed in the delivery of power.

The method used to solve power flow in this paper using the solution from Continuation Power Flow (CPF) onPSAT 2.1.6 Matlab toolbox with prediction and correction steps to determine the increase in λ (multiplier factorincrease in load). For the scenario simulation program, adding a load of 10 MW in each load at beyond the timewhen the peak load (Luar Waktu Beban Puncak/LWBP) or during peak load time (Waktu Beban Puncak/WBP)in Lampung system. Maximum power transfer occurs when LWBP and WBP on additional load of 140 MWwith the largest value of the power contained in the channel that connects Baturaja-Bukit Kemuning (51-53) of336.6633 MW (LWBP) and 324.4741 MW (WBP).

Key word : interconnection, power transfer, Continuation Power Flow (CPF)

I. PENDAHULUAN

Sistem tenaga listrik harus selalu dijaga dalamkeadaan yang baik, maka dibutuhkan suatusistem yang handal dalam memberikan pelayanandistribusi listrik. Pertumbuhan beban suatuwilayah akan cenderung lebih pesat dibandingkanpertambahan pembangkit pada wilayah tersebut.Hal ini dapat mengakibatkan pemenuhan

kebutuhan energi listrik pada suatu wilayah tidakdapat terpenuhi dengan baik. Sedangkanpemenuhan kebutuhan masyarakat akan listrikdewasa ini terbilang sangat meningkat.Berdasarkan data PLN Lampung tahun 2011,untuk wilayah Lampung pertumbuhan listrik rata-rata mencapai 50 MW – 60 MW atau 12% pertahun [1]. Dengan peningkatan kebutuhan bebantersebut maka sangat penting untuk menjaga

keseimbangan antara penyediaan pasokan listrikdengan pertumbuhan konsumsi listrik masyarakatatau neraca daya dan economic dispatch yangjuga berpengaruh besar terhadap peningkatantaraf ekonomi suatu bangsa. Suatu sisteminterkoneksi merupakan solusi yang pantas untukmenyelesaikan permasalahan kebutuhan energilistrik, karena dengan sistem interkoneksimemungkinkan suatu wilayah yang kekuranganasupan energi listrik akan dapat terpenuhikebutuhannya dari pasokan energi listrik yangdikirimkan oleh wilayah yang memiliki dayayang berlebih. Pada Sistem InterkoneksiSumbagsel, wilayah Sumatera Selatan bertindaksebagai wilayah yang kelebihan daya atau areapengirim sedangkan Lampung sebagai areaterima.

Hal yang dipertimbangkan dari transfer dayapada sistem interkoneksi adalah kestabilantegangan pada bus yang terhubung antara duaarea dan saluran yang menghubungkan antarabus-bus tersebut. Pada Sistem InterkoneksiSumbagsel, bus yang menghubungkan antarawilayah Sumatera Selatan dan Lampung antaralain adalah bus GI Bukit Asam, GI Baturaja, GIBlambangan Umpu, GI Bukit Kemuning, dan GIKotabumi. Saluran yang menghubungkan antaradua wilayah ini adalah saluran Baturaja-BukitKemuning dan Baturaja–Blambangan Umpu.Permasalahan transfer daya dapat diselesaikandengan studi aliran daya pada sistem tenagalistrik, kemudian langkah yang perlu dilakukanadalah memprediksi sejauh mana kenaikan bebanpada area Lampung sehingga didapatkan nilaipembebanan maksimum yang juga masih dalambatas kestabilan tegangan dalam prosespengiriman daya. Metode yang digunakan adalahdengan prediksi dan koreksi CPF (ContinuationPower Flow) untuk penyelesaian aliran daya.

II. TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Penelitian Terdahulu

Penyelesaian aliran daya dengan metodeContinuation Power Flow (CPF) merupakan carayang baik untuk menghasilkan kurva P-V , Q-Vatau P-Q-V dalam menentukan perilaku sebuahsistem tenaga listrik dengan mensetting variasiinjeksi daya. Kurva P-V dihasilkan denganmenginjeksikan tegangan dan daya aktif yangtelah ditentukan, sedangkan daya reaktif nyavariable. Pada kurva Q-V daya aktif dan dayareaktif beban telah diketahui.

Secara umum variasi injeksi daya yang terjadipada sistem tenaga adalah nonlinear. Sebuahpenelitian dengan model pendekatan piecewise-linear yang dimasukkan kedalam variasi bebannonlinear dan menggabungkannya kedalamcontinuation power flow [2]. Hal ini akanmenunjukkan keseragaman variasi pada injeksidaya dan variasi nonlinear yang berbeda darikurva P-V. Dalam penelitian ini mengilustrasikantiga kasus dalam memvariasikan perubahanbeban. Model sistem yang digunakan adalah tigabus sistem; bus 1 merupakan slack bus, bus 2adalah PV bus dan bus 3 adalah PQ bus denganbus beban PQ2 pada bus 2 dan PQ3 pada bus 3.Kasus pertama menambahkan beban secaralinear, kasus yang kedua mengubah bebannonlinear pada PQ2 dan kasus yang ketigamengubah nonlinear beban pada PQ2 dan PQ3.Dari penelitian ini menunjukkan bahwa variasiinjeksi daya mempengaruhi margin beban tiapkurva P-V, P-Q maupun P-V-Q yang sesuai, danjuga perbedaan antara variasi injeksi linear dannonlinear sangat signifikan.

Sangatlah penting untuk mempertimbangkanstabilitas transien dengan kontrol korektifpelepasan generator dan pelepasan beban sebagailangkah sistem proteksi sebuah sistem[3].Metode ini didasarkan pada metode interior pointNewton untuk pemrograman nonlinier danpendekatan kemampuan transfer sebagaimaksimalisasi transfer daya antara kendala statisdan dinamis yang digabungkan ke dalam sebuahformulasi Transient Stability ConstrainedOptimal Power Flow (TSCOPF). Pemilihangenerator dan beban yang dilepas didasarkanpada nilai masing-masing Lagrange multipliersuntuk stabilitas sudut rotor generator danpersamaan active power balance. Dengandemikian alangkah baiknya untuk melakukanstudi transfer daya maksimum dengan kendalastabilitas lainnya (stabilitas dinamik, stabilitassteady state) dan dengan sistem yang lebih luasdemi melihat pengaruh transfer daya maksimumpada sistem tenaga.

Gambar 2.1 Sistem interkoneksi sederhana sistemtenaga

Pada gambar 2.1 menunjukkan sebuah sistemsederhana dari interkoneksi yang terdiri daribeberapa area yaitu:(S) = area pengirim ---------- = wilayah transferdaya(R) = area penerima (E) = area eksternal

2.2 Transfer Capability

Transfer Capability didefinisikan sebagai ukurandari kemampuan sistem interkoneksi dalam halkeandalan transfer daya dari satu area ke areayang lain dengan semua jalur transmisi dibawahkondisi tertentu (sebelum dan sesudahkontingensi). Sedangkan Total TransferCapability (TTC) merupakan jumlah energilistrik yang dapat dikirimkan melalui jaringantransmisi secara handal yang memenuhi semuahal yang dipertimbangkan sebelum dan sesudahkontingensi kondisi sistem [4]. Hal-hal yangperlu dipertimbangkan tersebut adalah:

a. Thermal loading

Thermal loading yaitu jumlah maksimumenergi listrik yang dapat dikirimkan padasaluran transmisi tanpa menyebabkan panas

b. Voltage problem

Voltage problem yaitu tegangan sistem danperubahan tegangan yang harus dijagadengan kisaran tertentu.

c. Angular Stability (stabilitas sudut)

Angular Stability yaitu stabilitas sistemtransmisi yang mampu bertahan terhadapgangguan pada periode transien dan dinamis.

Dengan demikian, kondisi sistem yang berubah-ubah akibat adanya thermal loading, voltageproblem, dan angular stability dapat diilustrasikan dengan gambar 2.2. Total transferdaya yang dapat dikirimkan dari area kirim kearea terima ditunjukkan dari batas stabilitassistem yang memperhitungkan batas suhupenghantar (garis putus-putus biru), stabilitassudut (garis hijau), dan batas tegangan (garismerah). Batas suhu penghantar dari sebuahsistem memiliki titik optimum sehingga padagrafik dibuat stabil dengan garis putus-putus biru.Batas tegangan dan stabilitas sudut suatu sistempada saat terjadi gangguan terlihat pada garismerah dan hijau yang transien sehingga perludikembalikan pada kondisi stabil. Total transfer

daya yang dapat terpenuhi berada dibawahkondisi batas tegangan dan suhu yang stabil.

Gambar 2.2. Limits to Total Transfer Capability

2.3 Stabilitas sistem tenaga

Secara umum stabilitas pada suatu sistem tenagadiklasifikasikan menjadi 3 kategori berdasarkanwaktu terjadinya[5] yaitu :

a. Stabilitas steady stateStabilitas steady state adalah kemampuan sistemtenaga listrik untuk tetap menjaga sinkronisasiantara mesin-mesin pada sistem setelahmengalami gangguan kecil.

b. Stabilitas dinamisStabilitas dinamis adalah kemampuan sistemuntuk tetap mempertahankan kondisi sinkronsetelah terjadi ayunan pertama (periode stabilitastransient) sampai sistem mencapai kondisisteady-state yang baru (stabilitas transient bilaAVR dan governor bekerja cepat dandiperhitungkan dalam analisis).

c. Stabilitas transien.Stabilitas transien adalah kemampuan sistemtenaga untuk mencapai kondisi stabil padakondisi operasi yang baru yang dapat diterimasetelah sistem mengalami gangguan berskalabesar dalam kurun waktu selama 1 swing(ayunan) pertama dengan asumsi AVR dangenerator belum bekerja karena dalam periodetransien, seperti gangguan sistem transmisi,perubahan beban yang mendadak dariterputusnya unit pembangkitan atau switchingpada saluran [6].

2.4 Sistem Interkoneksi Sumatera BagianSelatan (Sumbagsel)

Sistem interkoneksi Sumatera Bagian Selatandihubungkan oleh Saluran Transmisi TeganganTinggi (SUTT) dengan tegangan nominal 150kV. Pada wilayah Palembang jumlah transmisisebanyak 39 saluran, untuk bengkulu sebanyak13 saluran serta wilayah Lampung sebanyak 42saluran, namun dari 39 saluran pada UPTPalembang terdapat satu Tragi yaitu Tragi BoomBaru yang menggunakan sirkit 70 kV. SistemSumatera Selatan terkoneksi dengan wilayahBengkulu melalui transmisi 150 kV pada GILubuk Linggau-Pekalongan sejauh 69,60 km,sedangkan sistem Lampung terkoneksi dengansistem Sumatera Selatan melalui 2 penghantartransmisi pada GI Bukit Kemuning-Baturajasejauh 98,90 km dan GI Blambangan Umpu-Baturaja sejauh 59,834 km.

Sistem interkoneksi sumbagsel ini bertujuanuntuk memenuhi kebutuhan listrik pada suatuwilayah. Dalam hal ini sistem Lampung adalahwilayah yang membutuhkan pasokan listrik darisistem Sumatera Selatan. Pada saat ini Lampungmampu menghasilkan 458 MW dengan defisitdaya 104,628 MW saat waktu beban puncak(WBP) dan menghasilkan 355,8 MW saat luarwaktu beban puncak (LWBP) dengan defisit daya25,252 MW. Adapun PLTA Batutegi yang hanyadapat beroperasi 1 unit sebesar 12,6 MW saatbeban puncak dan pada saat luar waktu bebanpuncak tidak dioperasikan, sedangkan PLTAWay Besai hanya 1 unit yang beroperasi sebesar44,8 MW pada saat luar waktu beban puncak, halini dikarenakan untuk menghemat keterbatasandebit air. Solusi untuk mengganti rugi-rugi dayayang disalurkan dengan beberapa pembangkityang merupakan PLTD belum cukup efektif,karena akan memerlukan biaya bahan bakar lebihmahal, sehingga sistem pengoperasiannya punterbatas. Pada wilayah Bengkulu sebenarnyamasih mampu untuk memenuhi kebutuhan bebansebesar 99,148 MW dengan total pembangkitanmencapai 226 MW, namun pembangkit padawilayah ini merupakan pembangkit listrik dengansumber daya air (PLTA Musi dan PLTA TESS)yang pada saat musim kemarau akan kekuranganpasokan air dan pada saat melakukanmaintenance tetap akan membutuhkan pasokanlistrik dari wilayah Palembang.

III. METODOLOGI PENELITIAN

Metode yang digunakan untuk menyelesaikanaliran daya pada tugas akhir ini menggunakansolusi Continuation Power Flow (CPF) padatoolbox PSAT Matlab [7],[8] dengan langkahprediksi dan koreksi yang merupakan langkahsolusi untuk menyelesaikan aliran daya untukmenentukan kenaikan (faktor pengali kenaikanbeban) .

Persamaan Aliran daya

Persamaan aliran daya untuk fasa p pada salurantiga fasa busikoordinat polar dapat diperoleh daripersamaan berikut :

= [ cos − + sin −∈ , , ,] (1)

= [ sin − + cos −∈ , , ,] (2)

Dimana subskrib i dan j merepresentasikannomor bus tiga fasa, sedangkan subskrib p dan mmenunjukkan fasa bus yang sesuai.

Total daya aktif dan reaktif pada bus generator dikoordinat polar yang direpresentasikan sebagaifungsi dari terminal generator dan teganganditunjukkan oleh:

∑ = −∑ , , ∑ [ cos − +, ,sin − ] +∑ , , ∑ [ cos − + sin −, ,] (3)

Q∑ = −∑ , , ∑ [ sin − +, ,cos − ]+∑ , , ∑ [ sin − +, ,cos − ] (4)

Dimana Ggen i dan Bgen i merupakan matrik3x3, yang diberikan masing masing olehbilangan real (Ygeni) dan bilangan imaginer(Ygeni).

Persamaan mismatch aliran daya pada busditunjukkan oleh:

∆ = − − = 0 (5)

∆ = − − = 0 (6)

Dimana dan merupakan daya aktifdan reaktif beban.

Selain persamaan (5) dan (6) pada beban,persamaan untuk daya aktif dan reaktif jugadidapat dari persamaan :∆ = − ∑ = 0 (7)

∆ = − ∑ = 0 (8)

Dimana dan masing-masingmerupakan daya aktif dan daya reaktifgenerator.

Ini menunjukkan bahwa persamaan (8) hanyaberlaku ketika mesin sinkron adalah PQmachine. Untuk PV machine , persamaan (8)perlu diganti dengan persamaan kendalategangan. Sebagai berikut :∆ = − = 0 (9)

Dimana merupakan tegangan urutanpositif bus generator, sementaraadalah tegangan referensi kontrol urutanpositif yang ditentukan.

Dalam rangka menyederhanakan presentasi,persamaan (8) dan (9) dapat ditulis sebagaiberikut:

∆ = ∆ , ℎ∆ , ℎ (10)

Untuk mensimulasikan perubahan beban,dan dapat direpresentasikan olehpersamaan:

= 0 1 + ∗ (11)= 0 1 + ∗ (12)

Dimana nilai adalah parameter beban, dengankarakteristik perubahan beban. Rasio dari

/ adalah konstan untukmempertahankan konstannya faktor daya.

Demikian juga untuk mensimulasikanperubahan generator, dan dapatdirepresentasikan sebagai fungsi dari ,ditunjukkan oleh:= 0 ( 1 + ∗ ) (13)= 0 ( 1 + ∗ ) (14)

Untuk PV machine ,persamaan (14) tidakdiperlukan.

Persamaan non-linear (5),(6),(7),(10) yangditambah oleh variable tambahan sebagaiberikut : ( , ) = 0 (15) (15)

Dimana ( , ) mewakili seluruh rangkaianpersamaan mismatch aliran daya. adalahvariable vektor yang ditunjukkan oleh := [ , , , , , , , ]

Langkah Prediksi

Langkah prediksi digunakan untuk memberikantitik perkiraan pada solusi berikutnya. Sebuahprediksi pada solusi berikutnya diambil darilangkah tepat pada arah tangen.

Persamaan (15) dapat diselesaikan olehcontinuation algoritma dengan langkah prediksidan koreksi. Ditunjukkan oleh:( , ) = + = 0 (16) (16)

Untuk menyelesaikan (16), diperlukan satupersamaan lanjutan. Jika memilih magnitude nilaibukan nol untuk salah satu tangen vektor danmenjaga perubahannya sekitar ±1 , satupersamaan tambahan dapat diperoleh, yaitu := ±1 (17)

Dimana adalah elemen bukan nol dari tangenvektor .

Dengan menggabungkan persamaan (16) dan(17), akan didapatkan satu set persamaan yangmana tangen vektor dan adalah variableyang tidak diketahui. = ± (18)

Dimana adalah vektor baris dengan semuaelemen nol kecuali untuk elemen ℎ yangbernilai satu.

Pada persamaan (18) nilai +1 atau -1digunakan tergantung pada bagaimana

perubahan variable ℎ sebagai solusi yangsedang ditelusuri.

Setelah menyelesaikan (18), suatu prediksisolusi berikutnya akan ditunjukkan padapersamaan :

∗∗ = + (19) (19)

Dimana * menunjukkan solusi perkiraan untuklangkah selanjutnya pada saat nilai adalahskalar, yang merupakan ukuran tahapan.

Langkah koreksi

Langkah koreksi bertujuan untukmenyelesaikan penambahan aliran dayaNewton dengan solusi prediksi pada (19)sebagai titik awal (initial point). Padaalgoritma aliran daya Newton persamaantambahan disertakan dan diambil sebagaivariabel. Persamaan aliran daya Newton ituditunjukkan pada:

( , ) = (20)

Dimana merupakan nilai yang sesuaiuntuk elemen ℎ pada . Persamaan (20)ini dapat diselesaikan dengan metodeNewton.

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Data Pembangkitan dan PembebananInterkoneksi Sumbagsel

Sistem interkoneksi Sumatera Bagian Selatan(sumbagsel) yang ditinjau terdiri dari 3 UPTyaitu : wilayah Sumatera Selatan, wilayahBengkulu serta wilayah Lampung. SistemSumbagsel ini terdiri dari 200 bus, 94 saluran,156 transformator, 66 generator dan 77 beban.

Tabel 4.1. Total Data Pembangkitan dan BebanSumbagsel

Gambar 4.1 Bus dan Saluran yang ditinjau

Pada gambar 4.1 menunjukkan bus-bus dansaluran pada sistem Sumbagsel yang ditinjau daripenelitian ini yaitu bus Bukit Asam, Baturaja,Blambangan Umpu, Bukit Kemuning danKotabumi. Slack bus ditempatkan di salah satugenerator pada bus Bukit Asam dan Saluran yangmenghubungkan bus-bus tersebut menggunakantransmisi 150 kV.

Hasil simulasi CPF pada saat luar waktu bebanpuncak dan waktu beban puncak pada masingmasing bus yang menghubungkan SumateraSelatan dan Lampung didapatkan berupa data,sebagai berikut:

Gambar 4.2. Profil Tegangan CPF saat LWBP

Pada gambar 4.2 dapat terlihat bahwa nilaitegangan pada bus Kotabumi (54) adalah busdengan nilai tegangan paling kecil sebesar0,98548 atau 147,8222 kV. Tegangan pada busBaturaja (51) 149,4787 kV atau 0,99652 pu, padabus Blambangan Umpu (52) memiliki tegangansebesar 148,9866 kV atau 0.99324 pu. Teganganpada bus Bukit Kemuning sebesar 148,4868 kV

atau 0.98991 pu. Sedangkan bus 31 pada busBukit Asam memiliki tegangan paling besar yaitu150,378 kV atau sebesar 1,0025 pu.

Sedangkan untuk hubungan antara tegangan tiapbus dengan loading parameter pada saat luarwaktu beban puncak ditunjukkan dengan PVCurve sebagai berikut:

Gambar 4.3. PV Curves CPF saat LWBP

Berdasarkan gambar 4.3. kurva nomor 1, 2, 3, 4,5 berturut-turut merupakan nilai tegangan padabus 31, 51, 52, 53, dan 54 dengan tegangan padatiap bus dari hasil simulasi menunjukkanterjadinya penurunan. Dari grafik PV inididapatkan nilai parameter pembebananmaksimum sebesar 2,0295. Nilai ini akanmenjadi acuan penambahan beban pada simulasiberikutnya.

Pada simulasi CPF dengan data saat waktu bebanpuncak ditunjukkan pada gambar profil teganganCPF berikut:

Gambar 4.4. Profil Tegangan CPF saat WBP

Berdasarkan gambar 4.7 terlihat bahwa nilaitegangan CPF pada saat waktu beban puncaklebih kecil dibandingkan dengan tegangan padaluar waktu beban puncak. Beban yang harus

ditransfer oleh sistem sangat mempengaruhi nilaitegangan dari tiap bus GI. Saat waktu bebanpuncak tegangan pada bus Bukit Asam sebesar0,98878 pu atau 148,3169 kV, pada bus Baturajasebesar 0,98059 pu atau 147,0888 kV, busBlambangan Umpu memiliki tegangan sebesar0,97611 pu atau 146,4162 kV, untuk bus BukitKemuning sebesar 0,97157 pu atau 145,736 kVsedangkan pada bus Kotabumi sebesar 0,96525pu atau 144,7878 kV yang merupakan teganganCPF paling kecil dibanding bus ditinjau CPFlainnya. Hubungan antara tegangan tiap bus yangditinjau dengan loading parameter pada saatwaktu beban puncak ditunjukkan dengan PVCurve sebagai berikut:

Gambar 4.5. PV Curves CPF saat WBP

Gambar 4.5 menunjukkan kurva PV padategangan bus ditinjau; saat waktu beban puncakdengan nilai lambda maksimum nya sebesar1,6862. Tegangan paling kecil merupakan buskotabumi dengan 0,96525 pu. Total beban yanglebih besar pada saat waktu beban puncakmenyebabkan nilai parameter pembebanansemakin kecil.

4.2 Aliran Daya antar Bus CPF

Besarnya daya aktif dan daya reaktif yang dapatdisalurkan pada saluran antar bus sisteminterkoneksi pada saat luar waktu beban puncak(LWBP) dan waktu beban puncak (WBP) yangditinjau dapat telihat dari Line Flow hasilsimulasi CPF berikut:

Gambar 4.6. Transfer Daya antar bus LWBP

Dari gambar 4.6 menunjukkan besarnya masing-masing daya yang disalurkan tiap bus. Daya aktifterbesar yang disalurkan terdapat pada bus 51-53yang merupakan bus yang menghubungkanBaturaja – Bukit Kemuning sebesar 254,0898MW, sedangkan transfer daya paling kecilterdapat pada bus yang menghubungkan Baturaja- Blambangan Umpu atau bus 51-52 sebesar123,1831 MW. Daya reaktif yang disalurkanterbesar terdapat pada saluran 51-53 yangmenghubungkan Baturaja - Bukit kemuningsebesar 72,8803 Mvar. Transfer daya antar buspada saat waktu beban puncak (WBP) dapatterlihat pada gambar 4.6 berikut:

Gambar 4.7. Transfer Daya antar bus WBP

Pada saat transfer daya waktu beban puncakmemiliki daya yang lebih besar dibandingkandengan transfer daya luar waktu beban puncak.Hal ini disebabkan total beban yang lebih besar,sehingga menyebabkan generatormembangkitkan daya yang lebih besar juga agarkontinuitas pelayanan beban tetap terjaga denganbaik. Transfer daya terbesar terdapat pada saluran51-53 Baturaja – Bukit Kemuning sebesar296,8438 MW. Daya reaktif yang ditransfer padasaluran Baturaja-Bukit Kemuning sebesar112,6502 Mvar yang merupakan daya reaktifterbesar dari bus ditinjau lainnya.

4.3 Penambahan Beban 10 MW setiap bebanLampung

Untuk mengetahui besar transfer daya maksimumyang masih dapat diterima pada bus yangmenghubungkan area Sumatera Selatan danLampung dilakukan scenario penambahan bebansebesar 10 MW pada setiap beban wilayahLampung. Dari hasil scenario tersebut didapatkandata:

Tabel 4.8. Penambahan beban terhadap perubahantegangan saat LWBP

Berdasarkan tabel 4.8 menunjukkan nilaitegangan pada tiap bus yang ditinjau denganmasing-masing penambahan 10 MW sampai 200MW. Pada tabel ini juga terlihat nilai MaksimumLoading Parameters (MLP) yang dihasilkan darisimulasi semakin menurun dengan beban yangterus bertambah. Setiap penambahan 10 MWmengakibatkan nilai tegangan menurun karenabesarnya beban yang ditambahkan berbandingterbalik dengan nilai tegangan pada tiap bus.Pada penambahan 150 MW terlihat nilai MLPadalah nol, hal ini menunjukkan bahwa denganpenambahan beban tersebut nilai tegangan sudahtidak stabil dan transfer daya sudah tidakdiijinkan.

4.4 Transfer Daya pada Saluran saat LWBP

Tabel 4.9. Daya saluran antar bus yang ditinjau

Tabel 4.9 menunjukkan bahwa besarnya nilaitransfer daya pada tiap-tiap saluran yang ditinjau.Pada keadaan PQ normal atau sebelumpenambahan beban, nilai transfer daya pada 4saluran yang ditinjau paling besar terdapat padasaluran Baturaja – Bukit Kemuning (51-53) yaitu254.0898 MW. Transfer daya maksimum terjadipada penambahan beban sebesar 140 MWdengan nilai daya terbesar terdapat pada saluranyang menghubungkan Baturaja-Bukit Kemuning(51-53) sebesar 336,6633 MW. Penambahanbeban PQ+150 sudah tidak diizinkan karena nilaitransfer daya yang terjadi sudah tidak konvergenlagi.

Tabel 4.10. Penambahan beban terhadap perubahantegangan saat WBP

Pada saat waktu beban puncak nilai teganganpada tiap bus yang ditinjau lebih kecildibandingkan dengan nilai tegangan pada saatluar waktu beban puncak. Hal ini dapat diketahuidari MLP atau parameter pembebananmaksimum yang diperoleh dari hasil CPF. Nilailambda yang diperoleh sistem pada saat waktubeban puncak adalah 1,6862 yang merupakanparameter pembebanan maksimum sejauh manapembangkitan dapat dilakukan untuk memenuhi

kebutuhan beban. Penambahan PQ+150 dengantiap beban di Lampung ditambahkan sebesar 150MW nilai pembebanan nya 0, menandakan batasdari kestablian tegangan tiap bus sudah tidakdapat dijaga. Nilai tegangan paling besar terdapatpada bus Baturaja (51) sebesar 94,7885 kV yangmasih dapat dijaga kestabilan nya padapenambahan PQ+140.

4.5 Transfer Daya pada Saluran saat WBP

Tabel 4.11. Daya saluran antar bus yang ditinjau

Transfer daya yang terjadi pada waktu bebanpuncak bernilai lebih besar dibandingkan denganpada luar beban puncak. Transfer dayamaksimum yang dapat dilakukan sebesar324,4741 MW pada saluran Baturaja – BukitKemuning. Peningkatan transfer daya sebesar27,6303 MW dari saat beban puncak normal (PQnormal) sampai simulasi penambahan PQ+140MW pada tiap beban menandakan pembangkitanmaksimal mencapai kenaikan 140 MW tiapbeban di wilayah Lampung. Pada saatpenambahan beban PQ+150 transfer daya sudahtidak konvergen dan tidak dapat diizinkan, hal inidapat terlihat bahwa kenaikan nilai transfer dayasudah tidak stabil.

V. SIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Berdasarkan simulasi dan pembahasan yang telahdilakukan, dapat disimpulkan hal-hal sebagaiberikut:

a. Dengan kondisi pembangkitan saat ini makatransfer daya maksimum dapat ditingkatkan

dengan menambahkan 10 MW di setiapbeban GI wilayah Lampung, dengan tetapmenjaga kondisi kestabilan tegangan padasetiap bus maka penambahan bebanmaksimum mencapai 140 MW.

b. Transfer daya maksimum pada sistemInterkoneksi Sumbagsel pada saat ini belumoptimal sehingga dapat ditingkatkan dengankenaikan daya sebesar 32,498% pada saatluar waktu beban puncak dan pada saatwaktu beban puncak kenaikan daya 9,31%.Tegangan pada bus Baturaja saat luar waktubeban puncak menurun sebesar 37,74% dansaat waktu beban puncak menurun 35,57%.

5.2 Saran

Berdasarkan hasil analisa dan kesimpulan daripenelitian, maka penulis memberikan saran yaitu:Untuk penelitian aliran daya selanjutnya, agarlebih mempertimbangkan limit pembangkit padasistem agar hasil simulasi lebih optimal.

DAFTAR PUSTAKA

[1] http://www.pln.co.id/lampung/?p=201,publikasi tanggal 13 april 2011, aksestanggal 19 Mei 2013

[2] Shao-Hua Li and Hsiao-Dong Chiang,“Continuation Power Flow With NonlinierPower Injectiom Variation: A PiecewiseLinier Approximation”, IEEE TransactionOn Power Systems, Vol. 23, No. 4,November 2008. pp. 1637-1643

[3] L.Hakim, J. Kubokawa, N.Yorino, Y. Zoka,Y. Sasaki, Total Transfer CapabilityAssessment Incorporating CorrectiveControls for Transient StabilityUsingTSCOPF, IEEJ Transaction On Powerand Energy, Vol.130, Issue 4, 2010. pp. 339-406

[4] North American Electric Reliability Council,Available Transfer Capability Definitionand Determination, June 1996.

[5] H. Saadat, Power System Analysis, McGrawHill, 1999.

[6] J.J Grainger, W.D. Stevenson, Power SystemAnalysis, McGraw Hill, 1994

[7] Milano, Federico, “Continous Newton’sMethode for Power Flow Analysis”, IEEETransaction On Power Systems, Vol. 24,No. 1, February 2009. pp. 50-57

[8] Milano, Federico, Power System AnalisisToolbox Documentation for PSAT Version2.0.0, 2007.