END - Web UPI Official

29 Elitya Dwi Alisyani, 2018 OPTIMASI PENENTUAN KAPASITAS DAN PENEMPATAN KAPASITOR PADA SISTEM DISTRIBUSI 20 KV PENYULANG CIWARU MENGGUNAKAN LOGIKA FUZZY Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

BAB III

METODE PENELITIAN

Langkah-langkah penelitian ini dibuat dalam diagram alir seperti

Gambar 3.1. Gambar 3.1 menujukkan langkah-langkah penelitian yang

jelas dan terperinci.

START

Penentuan Masalah

Pengumpulan Data Data Bus dan

Saluran Penyulang Ciwaru

Kelengkapan data?

-Menghitung aliran daya menggunakan ETAP 12.6.0

-Menghitung Rugi-rugi Daya (sebelum dipasang kapasitor)

Drop tegangan

Diluar level standar?

Mencari titik penempatan kapasitor bank menggunakan

Logika Fuzzy pada fungsi objektif pada Matlab 2014a

Menghitung ukuran kapasitor bank

-Menghitung aliran daya menggunakan ETAP12.6.0

-Menghitung Rugi-rugi Daya (setelah dipasang kapasitor)

Rekomendasi titik pemasangan

kapasitor

END

Penambahan

Kapasitor

Drop tegangan

Diluar level standar?

Ya

Tidak

Tidak

Ya

Tidak

Ya

30

Elitya Dwi Alisyani, 2018 OPTIMASI PENENTUAN KAPASITAS DAN PENEMPATAN KAPASITOR PADA SISTEM DISTRIBUSI 20 KV PENYULANG CIWARU MENGGUNAKAN LOGIKA FUZZY Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian

3.1. Lokasi dan Subjek Penelitian

Lokasi dari penelitian ini bertempat di PT. PLN (Persero)

Distribusi Jawa Barat Area Sukabumi Rayon Pelabuhan Ratu dengan

subjek yang diangkat adalah mengenai jatuh tegangan pada saluran

distribusi 20 kV pada penyulang Ciwaru (CWRU).

Pada penelitian ini terdapat beberapa temuan data yang menjadi

data utama untuk pengolahan data. Data tersebut nantinya akan menjadi

input untuk perhitungan dengan menggunakan software Mathlab

R2014a. Data yang didapat berupa one line diagram, dan data bus yang

meliputi panjang penghantar, impedansi penghantar, power faktor,

tegangan dan arus yang terdapat di jaringan distribusi penyulang

CWRU. Berikut ini adalah data – data yang didapatkan pada penyulang

CWRU.

31


CSCBS

50

CGCD

50

CEM

100

CEMB

100

AFT

GMKT

GMKT

50

BBJG

100

GRMS

25

MGBG

50

TJLT

25

NGSLS

25

PMYC

25

SLMC

25

CKTC

50

CLLC

25

LBS

CLLC

LBS

LIOC

LICW

50

CKCW

50

PBCW

50

LIOC

100

CTCW

50

CBCW

25

PSMTJ

100

LBS

PETONG

LBS

SDHYSDHY

50

NGRTJ

50

SDAS

50

PMON

25

SDSB

50

WADO

50

PSCKS

100

AFT

CWCK

CWCK

50

CKPP

50

CDCN

50

KCPP

50

PSPE

50

PSPT

2 X 25

PSPD

50 AFT

CBPP

CBPS

25

PSPS

160

PSPL

25

CPWSD

50

CRCS

50

CPW

25

AFT

CPW

CPWS

25

AFT

SBCP

SBCP

50

CRCD

25

CBNC

50

AFT

CBNC

CRCT

25

LBS

BDNG

PIPS

50

LBS

TAJUR

CHCR

100

PKCR

100

AFT

PKCRBBCS

50

BBCK

50

CGCK

50

PGCS

100

AFT

STPS

STPSB

25

AFT

CTCK

CTCK

50

PGCK

50

CJCK

50

SPCK

50

AFT

BCGB

BCGB

50

KTO

25

CKE

25

KTOS

50

KTOB

100

AFT

CKE

LBS

CJCK

JTJS

25

CSPI

50

AFT

CDO

CDO

25

TLBS

50

JTJB

50

JTJ

25

UGGS

100

CPGB

100

CTPS

25UGGB

50

CKRP

25

CTRT

100

WBPS

50

CTRS

25

SUK

50CBRS

100

CTRB

50

CBRP

50

AFT

CIA

CIA

50

CIAB

50

SSR

100

BPBS

100

SRS

400

AFT

SDBS

AFT

CRBS

JRBS

50

CRBSS

25

CDPS

50 SDBS

100

PIP

100

SRB

200

KTMR

160

SRBS

100

SRD

250

AFT

BBR

CGH

50

LDYSD

50

BBRB

25BBR

25

CGSA

25

PMA

25

PIKD

50

KDSR

100

CKLSD

50

CTKD

50

PRRC

50

CWRU

50

BBJC

50BCCE

100

CDHC

50

CRJC

50

AFT

CRJC

PLPC

50

TBUC

25CKDN

100

SMKP

50

NYLG

50

NYLB

25

CKGB

50

AFT

CKGB PUGBS

50

CGGB

50

AFT

KWGB

KWGB

50

KSGB

50

AFT

KSGB

SMCB

100

MCGB

100

CHGB

50CTGB

100

BNGB

50

CBGB

50

JRGB

50

CIRB

100

LBS

SMP

SRDE

GIS

PRATU

REC BCR

BBJCS

100

CRBS

50

CTRTB

100

BULE

100

CPGBS

100

CDCNB

50

CIWARU

GIS PRATU

LBS

WADO

SRDE

GIS

PRATU

REC

JTJ

TUCS

100GH

SRS

LBS

PIP

CWLTJ

50

MKSTJ

50

SRDE

GH JPKL

CRK

25

AFT

UJGT

LBS

MDN

LBMD

555 KvaCGCW

25

NYLBS

25

AFT

CMPTJ

CMPTJ

50

NYLGS

25

PRRCS

100

BBJCB

50

CLLCS

50

LIOCS

50

NGSL

25

MGMGC

50

AFT

GRMS

ISAT

50

CPDTJ

50

AFT

CPDTJ

CAWTJ

50

AFT

CAWTJ

CTCWS

100

NYPTJ

50

CDHCS

25

NPLTJ

100

PMONS

50

CWCTJ

50

SKMTJ

100 AFT

SKMTJ

PSCK

50

MKSTJ

100

CLSTJ

50

CJBTJ

50 AFT

SKMTJ

SDHYS

100

MRCNS

100

REC

PSPE

CRKS

25

STPS

100

STPSS

50

BOFD

LIPI

BOFD

LIOC

BOFD

MDN

SRDS

100BBRS

50

PMAS

25

PSDU

50

CIAS

50

MJSRD

100

WBPSB

50

CBPSD

50

CKLA

50

CJCKB

50

ICTUG

50

LVKS

415

UGGBS

50

KLPC

100

CBCKC

50

JRGBS

25

PUGB

25

BBYSD

50

CLMSD

50

PSPTB

25

CBPP

25

PSPSB

50

CTMTJ

50

CAOTJ

50

EKCSD

50

JRSDE

50

BTPSD

100

MDLSD

100

LVKSS

200

CTPSB

25

PGCKS

50

SPCKS

25

CMDSD

415

PSPSS

50

CGCKS

50

32


Gambar 3.2 One Line Diagram Penyulang Ciwaru

Tabel 3.1 Data Bus pada Penyulang Ciwaru

No. Device ID Panjang

(mm)

Impedansi Ohm/ km

R X

1 Bus KRTG 5149 0.4228 0.3572

2 Bus 3 5561 0.4228 0.3572

3 Bus 146-2 11512 0.4228 0.3572

4 Bus 143-2 2461 0.4608 0.3572

5 Bus 133-2 729 0.4608 0.3572

6 Bus 150-4 729 0.4608 0.3572

7 Bus 146-4 729 0.4228 0.3572

8 Bus 2 729 0.4608 0.3572

9 Bus 90-13 729 0.4228 0.3572

10 Bus 92-14 1827 0.4228 0.3572

11 Bus 156-12 1226 0.4228 0.3572

12 Bus 133-14 1695 0.4608 0.3572

13 Bus 155-14 2391 0.1983 0.305

14 Bus 154-13 1340 0.1983 0.305

15 Bus 153-11 1664 0.1983 0.305

16 Bus 160-12 2232 0.1983 0.305

17 Bus 163-12 130 0.1983 0.305

18 Bus 166-12 923 0.1983 0.305

19 Bus 183-8 1169 0.1983 0.305

20 Bus 182-9 1030 0.1983 0.305

21 Bus 399-3 132 0.1983 0.305

22 Bus 404-3 1417 0.1983 0.305

23 Bus 406-2 1247 0.1983 0.305

24 Bus 408-3 1460 0.1983 0.305

25 Bus 87 1900 0.1983 0.305

26 Bus 88 2462 0.1983 0.305

27 Bus 451-3 3407 0.1983 0.305

28 Bus 445-3 1668 0.4228 0.3572

29 Bus 439-3 231 0.1983 0.305

33


30 Bus 440-3 990 0.1983 0.305

31 Bus 441-3 510 0.1983 0.305

32 Bus 455-3 1322 0.4228 0.3572

33 Bus 442-2 105 0.1983 0.305

34 Bus 5 2830 0.1983 0.305

35 Bus 270-7 1391 0.1983 0.305

No. Device ID Panjang

(mm)

Impedansi Ohm/ km

R X

36 Bus 269-7 1470 0.1983 0.305

37 Bus 274-7 1683 0.1983 0.305

38 Bus 272-6 163 0.1983 0.305

39 Bus 4 165 0.1983 0.305

40 Bus 300-3 43 0.1983 0.305

41 Bus 299-3 360 0.1983 0.305

42 Bus 413-3 316 0.1983 0.305

43 Bus 298-3 941 0.1983 0.305

44 Bus 305-1 428 0.1983 0.305

45 Bus 304-3 856 0.1983 0.305

46 Bus 316-3 52 0.1983 0.305

47 Bus 315-2 171 0.1983 0.305

48 Bus 320-4 616 0.1983 0.305

49 Bus 322-4 202 0.4608 0.3572

50 Bus 477-3 232 0.1983 0.305

51 Bus 334-4 2008 0.4228 0.3572

52 Bus 333-4 813 0.4228 0.3572

53 Bus 341-4 33 0.4228 0.3572

54 Bus 429-3 2590 0.4228 0.3572

55 Bus 444-3 304 0.4228 0.3572

56 Bus 340-4 83 0.4228 0.3572

57 Bus 345-5 648 0.4228 0.3572

58 Bus 344-5 1040 0.4228 0.3572

59 Bus 347-4 203 0.4228 0.3572

60 Bus 351-3 224 0.4228 0.3572

61 Bus 350-3 948 0.4228 0.3572

62 Bus 355-3 781 0.4228 0.3572

63 Bus 461-3 1038 0.4228 0.3572

34


64 Bus 380-3 140 0.4228 0.3572

65 Bus 390-3 793 0.4228 0.3572

66 Bus 386-3 510 0.4608 0.3572

67 Bus 495-1 1006 0.4228 0.3572

68 Bus 385-3 3301 0.4608 0.3572

69 Bus 394-3 793 0.4608 0.3572

70 Bus 396-3 1583 0.4608 0.3572

3.2. Metode Penelitian

Penelitian ini merupakan penelitian kuantitatif, yakni untuk

menentukan berapa besar kapasitas kapasitor untuk meminimalkan drop

tegangan dan rugi daya yang mengalir pada saluran distribusi penyulang

Ciwaru. Dalam penelitian ini metode yang digunakan adalah

menentukan perbandingan penentuan lokasi yang optimal dengan suatu

perhitungan. Dan disimulasikan menggunakan Logika Fuzzy pada

Matlab.

3.3. Metode Pengumpulan Data

Dalam penelitian mengenai perbaikan kualitas tegangan dan rugi

rugi daya menggunakan kapasitor pada penyulang Ciwaru ini ada

beberapa kegiatan yang telah dilakukan penulis berkaitan dengan

pengumpulan data, adapun kegiatan tersebut adalah:

a. Observasi (Pengamatan Langsung)

Pengambilan data dengan metode observasi (pengamatan

langsung dilakukan dengan cara mencari data-data teknis secara

langsung ke lapangan. Penulis melakukan observasi langsung ke

lapangan, agar lebih mengetahui keadaan real pada sistem dan juga

supaya mendapatkan data yang paling baru.

b. Wawancara

Pengambilan data dengan metode wawancara dilakukan dengan

cara konsultasi langsung dengan karyawan PT. PLN (Persero)

Distribusi Jawa Barat Area Sukabumi. Penulis melakukan

wawancara kepada narasumber dengan maksud agar mendapat

informasi yang lebih akurat terkait jatuh tegangan pada penyulang

tersebut.

c. Diskusi

35


Melakukan konsultasi dan bimbingan dengan dosen pembimbing

di Departemen Pendidikan Teknik Elektro Universitas Pendidikan

Indonesia dan pihak-pihak lain yang membantu terlaksananya

penelitian ini.

d. Dokumentasi/literature

Pengambilan data dengan metode dokumentasi/literature

dilakukan dengan cara mengumpulkan materi-materi yang

berhubungan dengan penelitian ini, baik berasal dari buku ajar,

internet, jurnal atau artikel ilmiah ataupun buku panduan dari PT.

PLN (Persero). Selain itu, pengambilan data teknis terkait penelitian

ini berasal dari PT. PLN (Persero) Distribusi Jawa Barat Area

Sukabumi.

e. Matlab R2014a

Melakukan simulasi optimasi dengan menggunakan program

Mathlab R2014a untuk mengetahui penempatan kapasitor yang

optimal.

f. Program ETAP 12.6.0

Melakukan simulasi analisis aliran daya dengan menggunakan

program ETAP Power Station 12.6.0 untuk menghitung aliran daya.

3.4. Metode Pengolahan Data

Dalam penelitian ini instrument yang digunakan adalah software

ETAP (Electrical Transient Analyzer Program) versi 12.6 bertujuan

untuk menganalisis aliran daya dimana diketehui drop tegangan pada

saluran penyulang tersebut dan Mathlab R2014a untuk mengetahui

lokasi penempatan kapasitor yang optimal. Hasil dari software ETAP

12.6 dan Mathlab R2014a akan dijadikan perhitungan untuk perbaikan

kualitas tegangan dan rugi-rugi.

Setelah data berhasil dikumpulkan, maka penulis membuat

rancangan dan kerangka penelitian ini direncanakan melalui beberapa

tahapan sebagai berikut:

1. Melakukan survey dan mencari data operasi dan gambar diagram

satu garis penyulang Ciwaru

2. Membuat model sistem tenaga listrik 20 kV penyulang Ciwaru

pada software ETAP 12.6

3. Melakukan input data: power grid, trafo, bus, beban dan

parameter-parameter saluran

4. Melakukan analisis aliran daya pada penyulang Ciwaru

36


5. Melakukan perhitungan Power Loss Index (PLI).

6. Melakukan membership function.

7. Menentukan urutan kandidat bus yang memiliki sensitivitas

maksimum.

8. Melakukan alokasi kapasitor, dengan menentukan kandidat bus

untuk instalasi kapasitor.

3.5. Analisis Aliran Daya

Untuk menyelesaikan analisis aliran daya, digunakan software

ETAP 12.6.0. Alir penelitian tersebut diperlihatkan pada gambar bagan

alir penelitian dibawah ini:

Pemodelan Single Line Diagram sistem

menggunakan software ETAP 12.6.0

Input Data Parameter

Analisis aliran daya tanpa kapasitor

Menghitung Power Losses Index

Gambar 3.3 Diagram Alir Tahapan Analisis Aliran Daya

3.6. Logika Fuzzy

Untuk menyelesaikan Simulink logika fuzzy pada software Matlab

R2014a. Alir penelitian tersebut diperlihatkan pada gambar bagan alir

penelitian dibawah ini:

37


Pemilihan kandidat bus

Membership Function

Aturan Fuzzy

Defuzzyfikasi

Penentuan Kandidat Bus

Gambar 3.4 Diagram Alir Tahapan Logika Fuzzy

3.6.1. Logika Fuzzy untuk Pemilihan Kandidat Bus

Dalam pemilihan kandidat bus sebagai lokasi penempatan

kapasitor, banyak parameter – parameter yang dapat digunakan sebagai

pertimbangan, misalnya power loss indices (PLI) atau indeks rugi-rugi

daya (Prasad, Sivanagaraju, & Sreenivasulu, 2007). Pada program

simulasi ini kandidat bus dapat ditentukan sendiri tetapi sebaiknya

mengacu pada indeks rugi-rugi daya. Pemilihan kandidat bus tergantung

dari tujuan yang akan dicapai. Nilai indeks rugi-rugi daya (PLI) dapat

dirumuskan dalam persamaan matematis sebagai berikut :

(3.1)

dimana :

PLI = indeks rugi-rugi daya

X = pengurangan rugi-rugi daya aktif

Y = pengurangan rugi-rugi daya aktif minimum

Z = pengurangan rugi-rugi daya aktif maksimum

n = nomor bus

Sebelum menentukan nilai indeks rugi- rugi daya maka harus

terlebih dahulu menghitung pengurangan rugi-rugi daya aktif.

Pengurangan rugi-rugi daya aktif diperoleh dari selisih antara jumlah

rugi-rugi daya aktif pada kondisi awal dan jumlah rugi-rugi daya aktif

38


setelah dilakukan kompensasi daya reaktif (K, Handoko, & Winardi,

2012).

3.6.2. Membership Function

Pemilihan kandidat bus dilakukan menggunakan logika fuzzy.

Metode yang digunakan adalah metode mamdani dengan menggunakan

toolbox pada Matlab R2014a. Logika fuzzy disini mempunyai input

tegangan dan PLI, sedangkan outputnya adalah CSI (Capacitor

suitability index). PLI mempunyai range antara 0 sampai 1, untuk

tegangan per unit mempunyai range antara 0.7 sampai 1.1 pu, sedangkan

outputnya (CSI) mempunyai range antara 0 sampai 1. Fungsi

keanggotaan dari PLI dibagi menjadi lima yaitu: L (low), LM (low

medium), M (medium), HM (high medium), H (high).

Gambar 3.5 Fungsi Keanggotaan Power Loss Index

Fungsi keanggotaan dari tegangan per unit dibagi menjadi lima

yaitu: L (low), LN (low normal), N (normal), HN (high normal), H

(high).

Gambar 3.6 Fungsi Keanggotaan Tegangan Per Unit

39


Fungsi keanggotaan dari PLI dibagi menjadi lima yaitu: L (low),

LM (low medium), M (medium), HM (high medium), H (high).

Gambar 3.7 Fungsi Keanggotaan Output (CSI)

3.6.3. Fuzzy Reasoning

Untuk masalah alokasi kapasitor, aturan yang ditetapkan untuk

menentukan kandidat bus untuk instalasi kapasitor dinyatakan dalam

bentuk berikut: if (input1 adalah fungsi keanggotaan 1) and/or (input2

adalah fungsi 2) and/or ... then(output adalah fungsi keanggotaan

keluaran).

40


Table 3.2 Aturan Fuzzy Untuk Menentukan Lokasi Kapasitor Yang

Optimal

AND Tegangan

L LN N HN H

\

L LM LM L L L

LM M LM LM L L

M HM M LM L L

HM HM HM M LM L

H H HM M LM LM

P

L

I

Documents

END - Web UPI Official