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
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
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
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 3.2 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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
Recommended