TUGAS AKHIR

KETERSEDIAAN TENAGA LISTRIK SISTEM TRANSMISI

500 KV BALI PADA TAHUN 2030

PASEK GEDE GUNA PRABAWA

NIM. 0804405011

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS UDAYANA

JIMBARAN - BALI

2015

ii

KETERSEDIAAN TENAGA LISTRIK SISTEM TRANSMISI

500 KV BALI PADA TAHUN 2030

Tuga Akhir Diajukan Sebagai Prasyarat untuk Memperoleh Gelar Sarjana S1(Strata 1) pada Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Udayana

PASEK GEDE GUNA PRABAWA

NIM. 0804405011

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS UDAYANA

JIMBARAN - BALI

2015

iii

LEMBAR PERNYATAAN ORISINALITAS

Tugas Akhir / Skripsi ini adalah hasil karya Saya sendiri,

dan semua sumber baik yang dikutip maupun dirujuk

telah Saya nyatakan dengan benar.

Nama : Pasek Gede Guna Prabawa

Nim : 0804405011

Tanda Tangan :

Tanggal : 16 Desember 2015

v

ABSTRAK

Listrik merupakan sarana vital untuk membangun suatu negara, karenalistrik dapat dengan mudah dijadikan sarana untuk menggerakan roda ekonomi.Berdasarkan Rencana Usaha Penyediaan Tenaga Listrik (RUPTL) Bali 2015-2024, kebutuhan energi listrik di Bali tercatat meningkat hingga 9,7% tiap tahun.Tahun 2014 pasokan listrik di Perusahaan Listrik Negara (PLN) hanya mencapai880 MW. Pada tahun 2014 pemanfaatan tenaga listrik di Bali melonjak tajamsehingga pemanfaatan tenaga listrik dianggap extrim mencapai 10% dari 712,5MW sampai mencapai 780,9 MW. Analisis ketersediaan tenaga listrik perlu dilakukan untuk mengetahui ketersediaan tenaga listrik dari tahun 2015 sampaidengan tahun 2030.

Ketersediaan tenaga listrik sangat erat kaitannya dengan keandalan sistemtransmisi, sehingga penting untuk menghitung keandalan sistem transmisi Balisehingga tenaga listrik dapat di salurkan secara optimal. Keandalan sistemtransmisi Bali dianalisis menggunakan alat bantu ETAP untuk mengetahui hasilSAIFI dan SAIDI sistem transmisi Bali. Permalan beban puncak sistem transmisidi Bali dari tahun 2015 sampai dengan tahun 2030, sistem Bali harus dapatmensuplai tenaga listrik sebesar 2231,35 MW. Upaya yang dilakukan untukmemenuhi beban puncak adalah dengan menambah suplai tenaga listrikberdasarkan rencana pembangunan pembangkit dan melalui Saluran UdaraTegangan Ekstra Tinggi (SUTET) 500 kV. Ketersediaan tenaga listrik dianalisisdengan menggunakan neraca daya dengan sistem transmisi dalam kondisi N-1sehingga dapat di diketahui suplai tenaga listrik sistem 500 kV dapat memenuhibeban puncak dari tahun 2015 sampai dengan tahun 2030.

Keandalan sistem transmisi Bali dari perhitungan menggunakan alat bantuETAP di peroleh, nilai SAIFI sebesar 1,4264 kali/tahun dan nilai SAIDI sebesar0,7124 jam/tahun. Analisis ketersediaan tenaga listrik di Bali tahun 2030diperoleh bahwa Bali masih bisa memenuhi beban puncak dalam kondisi N-1dengan suplai tenaga listrik Bali sebesar 3959 MW dengan cadangan tenaga listriksebesar 1727,7 MW.

Kata Kunci : Ketersediaan, Keandalan, Peramalan beban puncak, Kondisi N-1,Neraca daya, SUTET.

vi

ABSTRACT

Electricity is a vital means to build a country, because electricity caneasily be used as a means to move the economic wheel. Under the ElectricitySupply Business Plan (RUPTL) Bali 2015-2024, the electrical energy needs inBali recorded increased by 9.7% per year. 2014 power supply in the StateElectricity Company (PLN) only reached 880 MW. In 2014 the use of electricityin Bali jumped sharply so that the utilization of electricity is considered extremereaches 10% from 712.5 MW to reach 780.9 MW. Analysis of the availability ofelectrical power needs to be done to determine the availability of power from2015 to 2030.

The availability of electricity is closely associated with the reliability ofthe transmission system, so it's important to calculate the reliability of thetransmission system Bali so that electricity can be distributed optimally. Balitransmission system reliability is analyzed using the tools of ETAP to know theresults of SAIFI and SAIDI Bali transmission system. Transmission system peakload forecasting in Bali from 2015 to 2030, Bali system must be able to supplypower at 2231.35 MW. Efforts are being made to meet the peak load is to increasethe supply of electricity based on plant construction plans and through the AirLine Extra High Voltage (SUTET) 500 kV. The availability of electricity isanalyzed using the balance of power to the transmission system in the condition ofthe N-1 so it can be known electric power supply of 500 kV system can meet thepeak load from 2015 to 2030.

Bali transmission system reliability of calculations using the tools ofETAP obtained, SAIFI value of 1.4264 times / year and SAIDI value of 0.7124hours / year. Analysis of the availability of power in Bali in 2030 showed that Baliis still able to meet the peak load in the condition of the N-1 to supply electricpower to Bali for 3959 MW of electric power reserves amounted to 1727.7 MW.

Keywords: Availability, Reliability, Forecasting peak load, N-1 condition,Balance of power, EHV.

vii

UCAPAN TERIMA KASIH

Om Swastiastu,

Puja dan puji syukur penulis panjatkan ke hadapan Ida Sang Hyang Widhi

Wasa Tuhan Yang Maha Esa atas karunia_Nya sehingga penulis dapat

menyelesaikan Tugas Akhir ini, dengan judul “KETERSEDIAAN TENAGA

LISTRIK SISTEM TRANSMISI 500 KV BALI PADA TAHUN 2030”.

Tugas Akhir ini disusun untuk memenuhi sebagian persyaratan untuk

mencapai derajat sarjana S-1 pada Jurusan Teknik Elektro, Konsentrasi Sistem

Tenaga Listrik, Universitas Udayana.

Penulis menyadari bahwa dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini tidak

terlepas dari bantuan berbagai pihak yang telah memberikan dukungan baik moril

maupun materiil. Pada kesempatan ini penulis menyampaikan ucapan terima kasih

kepada:

1. Bapak Prof. Ir. Ngakan Putu Gede Suardana, MT, PhD. selaku Dekan Fakultas

Teknik Universitas Udayana.

2. Bapak Ir. I Nyoman Setiawan, MT, selaku Ketua Program Studi Teknik

Elektro Fakultas Teknik Universitas Udayana.

3. Ibu Prof. Ir. Rukmi Sari Hartati, MT, PhD. selaku Pembimbing Akademik

4. Bapak Dr. Ir. I Ketut Wijaya, M. Erg. selaku Dosen Pembimbing I Tugas

Akhir atas bimbingannya selama penulis menyelesaikan studi.

5. Bapak Ir. I Made Mataram, M. Erg., MT. selaku Dosen Pembimbing II yang

telah banyak memberikan bantuan dan saran serta bimbingan dalam penulisan

Tugas Akhir.

6. Bapak dan Ibu dosen pengajar (Ir. I Gede Dyana Arjana, MT, Pratolo

Rahardjo, ST, MT,), para Pegawai serta Staf Teknisi Program Studi Teknik

Elektro atas sumbangsih ilmu pengetahuan dan bimbingan selama menempuh

kuliah di Jurusan Teknik Elektro.

7. Suksma majeng Sasuhunan sareng sami, sane sampun ngicen ketenangan

Bathin salami ngaryanang Tugas Akhir puniki.

viii

8. Kedua Orang Tua tersayang, Adik, Orang Tersayang dan anggota keluarga

yang telah memberikan dukungan moril dan material selama penyusunan

Tugas Akhir ini, serta tidak lupa terimakasih juga kepada Kakek dan Nenek

yang selalu menuntun.

9. Teman teman seperjuangan dalam penyusuanan Tugas Akhir, Kecap, Gerald,

Teja, Anom dan masih banyak lagi hingga akhirnya dapat melaksanakan Ujian

Sidang Tugas Akhir.

10. Sahabat-sahabat sejati yang selalu menemani selama penyusunan Tugas

Akhir, Tu Gus Mahadi, Juniatra Gina, Prabu Wisesa, Hendra, Om Ijo, Dedik,

Gading, Kecap, Gerald, Komink, Paksi Aji, semoga persahabatan kita tidak

berakhir.

11. Teman-teman gradag-grudug, Dirus, Teja, Gatot, Aris, dan teman teman

lainnya yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu.

12. Teman-teman Power Crew El_xtro08, teman-teman Elektro Univ. Udayana

angkatan 2008, 2009 dan 2010 yang turut membantu dan memberikan

semangat dalam penulisan Tugas Akhir ini.

13. Teman-teman KKN Desa Belimbing yang selalu memberikan semangat.

Penulis menyadari masih terdapat kekurangan dalam Tugas Akhir ini,

saran-saran yang membangun sangat diharapkan untuk menyempurnakan

Tugas Akhir ini. Akhir kata penulis mengharapkan semoga Tugas Akhir ini

dapat memberikan kontribusi dalam pengembangan ilmu pengetahuan yang

bermanfaat bagi kita semua.

Om Santih Santih Santih Om,

Denpasar, Desember 2015

Pasek Gede Guna Prabawa

ix

DAFTAR ISI

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

LEMBAR PRASYARAT GELAR .................................................................. ii

LEMBAR PERNYATAAN ORISINALITAS ................................................ iii

LEMBAR PENGESAHAN .............................................................................. iv

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

ABSTRACT ....................................................................................................... vi

UCAPAN TERIMA KASIH .......................................................................... vii

DAFTAR ISI...................................................................................................... ix

DAFTAR GAMBAR ......................................................................................... xii

DAFTAR TABEL ............................................................................................. xiii

BAB I PENDAHULUAN

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

1.2 Rumusan Masalah ............................................................................. 2

1.3 Tujuan Penelitian .............................................................................. 2

1.4 Manfaat Penelitian ............................................................................ 3

1.5 Batasan Masalah................................................................................ 3

1.6 Sistematika Penulisan ....................................................................... 3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Tinjauan Mutakhir............................................................................. 5

2.2 Sistem Tenaga Listrik........................................................................ 6

2.3 Keandalan Sistem Transmisi ............................................................. 8

2.3.1 SAIFI (System Average Interruption Frequency Index) ......... 9

2.3.2 SAIDI (System Average Interruption Duration Index) ........... 9

2.3.3 Teknik pengkajian reliability .................................................. 10

2.3.3.1 Indeks keandalan deterministik .................................. 10

2.3.3.2 Indeks keandalan probabilistik ................................... 11

x

2.3.4 Cara Pengkajian Keandalan secara Probabilistik .................... 12

2.4 Peramalan .......................................................................................... 13

2.4.1 Ketersediaan Suplai Tenaga Listrik ........................................ 14

2.4.2 Regresi linier ........................................................................... 15

2.4.3 Segitiga daya ........................................................................... 16

2.4.4 Neraca daya ............................................................................. 16

2.4.4.1 Rasio Elektrifikasi dan Kondisi Kelistrikan di Setiap

Daerah di Bali ........................................................... 17

2.4.4.2 Potensi Sumber Energi Listrik Bali Pembangkit Listrik

Berdaya Besar .......................................................... 19

2.4.4.3 Rencana Tambahan Infrastruktur Ketenagalistrikan .. 19

BAB III METODE PENELITIAN

3.1 Tempat dan Waktu Penelitian ........................................................... 21

3.2 Data ................................................................................................... 21

3.2.1 Sumber data............................................................................. 21

3.2.2 Jenis data ................................................................................. 21

3.2.2 Teknik pengumpulan data ....................................................... 22

3.3 Analisis Data ..................................................................................... 23

3.4 Alur Analisis ..................................................................................... 24

BAB IV PEMBAHASAN

4.1 Keandalan Tenaga Listrik Sistem Transmisi Bali Saat Ini ............... 25

4.1.1 Data spesifikasi teknis dan parameter keandalan 150 kV sistem

kealistrikan Bali ...................................................................... 25

4.1.2 Rencana pengembangan saluran transmisi sistem kelistrikan

Bali......................................................................................... 27

4.1.3 Analisa keandalan dengan program ETAP power station ...... 27

4.1.4 Hasil program ETAP keandalan pada sistem transmisi Bali... 31

4.2 Ketersediaan Tenaga Listrik Sistem Transmisi 500 KV Bali pada

Tahun 2016-2030 ............................................................................. 33

xi

4.2.1 Rencana pembangunan SUTET 500 kV di Bali...................... 40

4.2.2 Neraca daya sistem transmisi kelistrikan Bali......................... 42

4.2.3 Hasil ketersediaan tenaga listrik sistem transmisi 500 kV Bali

pada tahun 2016-2030............................................................. 46

BAB V PENUTUP

5.1 Simpulan ........................................................................................... 49

5.2 Saran.................................................................................................. 50

DAFTAR PUSTAKA

xii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Diagram Segaris Sistem Tenaga Listrik Sederhana .................... 6

Gambar 2.2 Arah Aliran Energi Sistem Tenaga Listrik.................................. 7

Gambar 2.3 Langkah-Langkah Peramalan ..................................................... 13

Gambar 2.4 Diagram Faktor Daya.................................................................. 16

Gambar 2.5 Peta dan Kondisi Kelistrikan di Setiap Kabupaten/Kota di Bali. 18

Gambar 3.1 Alur analisis ................................................................................ 24

Gambar 4.1 Single Line Diagram Transmisi Bali pada ETAP Power Station 28

Gambar 4.2 Single Line Diagram Transmisi Bali Setelah Dioperasikan pada

ETAP Power Station ................................................................... 30

Gambar 4.3 Tampilan Umum Hasil Eksekusi Program ETAP Power Station31

Gambar 4.4 Prediksi Beban Puncak Sistem Kelistrikan Bali Tahun

2000-2014 ................................................................................... 36

Gambar 4.5 Peramalan Beban Puncak Sistem Kelistrikan Bali Tahun 2015-

2030............................................................................................. 39

Gambar 4.6 Single Line Diagram Rencana Pertama SUTET 500 KV Berakhir

di Gilimanuk ............................................................................... 41

Gambar 4.7 Single Line Diagram Rencana Kedua SUTET 500 KV Berakhir di

New Kapal................................................................................... 41

Gambar 4.8 Single Line Diagram Rencana Ketiga SUTET 500 KV Berakhir di

Kapal ........................................................................................... 42

Gambar 4.9 Grafik Neraca Daya Sistem Kelistrikan Bali Sampai pada Tahun

2030............................................................................................. 45

xiii

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Target Parameter Keandalan Sistem Transmisi ................................ 8

Tabel 2.2 Contoh Neraca Daya Sistem Tenaga Listrik ..................................... 17

Tabel 2.3 Daya Pembangkitan PLTG Celukan Bawang ................................... 19

Tabel 2.4 Rencana Pengembangan Kapasitas Pembangkit Tenaga Listrik

Provinsi Bali ..................................................................................... 20

Tabel 4.1 Spesifikasi Teknis Saluran Transmisi 150 kV Bali .......................... 26

Tabel 4.2 Parametar Keandalan Saluran Transmisi 150 kV Bali...................... 26

Tabel 4.3 Spesifikasi Teknis Penambahan Saluran Transmisi 150 kV Bali ..... 27

Tabel 4.4 Data Inputan Bus............................................................................... 28

Tabel 4.5 Data Inputan Line.............................................................................. 29

Tabel 4.6 Data Inputan Generator ..................................................................... 29

Tabel 4.7 Data Inputan Beban........................................................................... 30

Tabel 4.8 Hasil Eksekusi Program untuk Keandalan pada Beban .................... 32

Tabel 4.9 Hasil Eksekusi Program untuk Keandalan pada Generator .............. 33

Tabel 4.10 Data Hasil Program ETAP pada Keandalan Sistem Kelistrikan Bali33

Tabel 4.11 Beban Puncak Sistem Kelistrikan Bali Tahun 2000-2014................ 34

Tabel 4.12 Hasil Peramalan Beban Sistem Kelistrikan Bali Tahun 2015-2030 . 38

Tabel 4.13 Neraca Daya Sistem Kelistrikan Bali Sampai pada Tahun 2030...... 44

Tabel 4.14 Ketersediaan Suplai Sistem Kelistrikan Bali .................................... 47