Pengembangan Program Algoritma Cerdas (Algoritma Genetika dan Algoritma Genetika - Fuzzy) untuk Pengendalian Optimal Daya Reaktif/Tegangan pada Sistem Distribusi Kelistrikan tak Seimbang

Abstract

Krisis energi merupakan persoalan yang secara global dihadapi oleh banyak negara termasuk Indonesia. Energi listrik merupakan bentuk energi yang cukup dominan dimanfaatkan serta mengalami peningkatan kebutuhan dari waktu ke waktu. Kemampuan sistem kelistrikan untuk meningkatkan kapasitas pembangkitan yang tidak sebanding dengan peningkatan kebutuhan daya listrik mengakibatkan defisit energi listrik. Akibat yang ditimbulkannya bukan hanya terhentinya proses elektrifikasi daerah yang belum mendapatkan aliran daya, tetapi juga kemungkinan dilakukannya pemadaman bergilir karena keterbatasan pasokan daya. Defisit daya listrik juga mengakibatkan penurunan kualitas daya yang disuplaikan ke konsumen. Terdapat fenomena lain yang mengkontribusi defisit energi listrik, yaitu besarnya susut daya jaringan. Persoalan tersebut telah secara faktual mengakibatkan defisit energi dan penurunan kualitas daya listrik. Karakteristik jaringan dan beban yang bersifat induktif menyebabkan turunnya faktor daya dan memaksa pembangkit menyediakan daya lebih besar untuk beban yang sama serta mempengaruhi profil tegangan. Pengendalian daya reaktif/tegangan merupakan salah satu upaya untuk mengatur kebutuhan daya reaktif sekaligus mempertahankan profil tegangan pada batas-batas yang diijinkan. Pengendalian dimaksud dapat dilakukan dengan mengatur pengubah sadapan beban (load tap changer/LTC) trafo dan penjadwalan operasi kapasitor tersaklar. Karena pengaturan komponen-komponen tersebut mempengaruhi kondisi operasi sistem dalam pola relasi yang sangat tidak linear (highly non linear), maka pengaturannya perlu dilakukan secara cermat dan hati-hati. Jaringan distribusi merupakan sistem tiga fasa dan seringkali tidak seimbang karena ketidakseimbangan konfigurasi jaringan dan beban. Untuk memperoleh strategi pengendalian yang lebih akurat, sistem tiga fasa perlu diperhitungkan secara lengkap. Kesulitan yang akan ditemui adalah kalulasi yang lebih rumit dan beban komputasi yang lebih berat. Penelitian ini mengambil fokus pengembangan piranti lunak untuk analisis aliran daya sistem tak setimbang dan optimisasi pengendalian daya reaktif/tegangan untuk minimisasi susut daya dan perbaikan profil tegangan. Pada tahun pertama penelitian ini akan dikembangan program perhitungan aliran beban untuk sistem tak seimbang. Ketidakseimbangan sistem yang diperhitungkan meliputi perbedaan konfigurasi jaringan, ketidakseimbangan beban serta perbedaan pentanahan kapasitor shunt bintang. Untuk keperluan perhitungan aliran beban tersebut, digunakan metode forward-backward propagation algorithm. Program yang dikembangkan diimplementasikan pada sistem estándar IEEE 34-bus. Metode ini dapat berjalan baik dengan laju konvergensi yang cukup meyakinkan. Metode ini juga cukup robust untuk sistem yang dimodifikasi. Langkah selanjutnya untuk memanfaatkan program aliran beban adalah untuk perhitungan penjadwalan optimal komponen tersakelar yang meliputi kapasitor shunt dan pengubah sadapan beban (load tap changer/LTC). Kombinasi status operasi yang jumlah sangat besar sesuai untuk digunakan oleh Algoritma Genetika untuk menentukan penjadwalan optimal komponen tersakelar. Kemampuan Algoritma yang diusulkan untuk memperbaiki solusi secara evolutif meniru proses seleksi alam memungkinkan memulai tahapan optimisasi dengan menawarkan sejumlah kandidat solusi dan memperbaiki solusi dalam tiap iterasi (generasi). Dalam implementasinya untuk sistem distribusi standar IEEE 34-bus Algoritma yang diusulkan memberikan penjadwalan operasi optimal komponen tersakelar yang berimplikasi pada perbaikan profil tegangan dan pengurangan susut daya. Integrasi konsep Fuzzy kedalam Algoritma Genetika diprediksikan dapat memberikan hasil yang penjadwalan yang lebih baik.