Integrasi pembangkit listrik terdistribusi (DG) ke dalam jaringan sistem distribusi telah mengalami peningkatan yang signifikan karena menipisnya sumber daya energi konvensional dan meningkatnya permintaan listrik. Namun, penetrasi DG yang tinggi dapat berdampak buruk pada stabilitas jaringan distribusi karena sifat kemampuan pembangkitannya yang terputus-putus. Oleh karena itu, penting untuk merancang DG secara optimal untuk mendukung regulasi tegangan jaringan dan meningkatkan kinerja jaringan distribusi.
Penelitian ini menggunakan teknik optimasi gerombolan partikel (PSO) dengan teknik koefisien percepatan bervariasi waktu (PSOTVAC) untuk mengoptimalkan lokasi dan ukuran berbagai unit pembangkitan terdistribusi sekaligus meminimalkan total kehilangan daya aktif. Rugi-rugi daya sistem awal ditentukan dengan menggunakan analisis aliran beban distribusi berdasarkan teknik backward-forward. Algoritme PSO-TVAC kemudian digunakan untuk mengidentifikasi penempatan dan ukuran DG yang optimal dalam jaringan distribusi radial 33-bus standar IEEE.
Untuk menilai efektivitas algoritma yang diusulkan, fotovoltaik (PV) dan turbin angin (WT) dianggap sebagai DG. Dibandingkan dengan algoritma lain, PSO-TVAC mencapai kehilangan daya terendah, masing-masing sebesar 72,79 [kW] dan 12,14 [kW] untuk instalasi 3-PV dan 3-WT. Selain itu, pemasangan 3-PV dan 3-WT yang optimal meningkatkan kinerja sistem distribusi masing-masing sebesar 65,49% dan 94,25%.
Listrik disalurkan ke pelanggan perorangan melalui jaringan distribusi, yang merupakan tahap terakhir dari suatu sistem penyediaan tenaga listrik. Panas yang dihasilkan oleh aliran arus selama distribusi tenaga listrik dapat mengakibatkan hilangnya daya. Untuk jaringan distribusi skala besar, total kehilangan daya pada sistem mungkin signifikan.
Berdasarkan penelitian sebelumnya, rugi-rugi sistem jaringan distribusi menyumbang 70% dari total rugi-rugi jaringan sistem tenaga listrik, sedangkan rugi-rugi saluran transmisi dan subtransmisi menyumbang 30%. Sesuai dengan permasalahan rugi-rugi, salah satu teknik yang dapat digunakan untuk mengurangi rugi-rugi daya pada suatu jaringan sistem tenaga listrik adalah dengan memasang pembangkit terdistribusi (DG) di dekat pusat beban. Selain itu, mengintegrasikan unit-unit Ditjen Energi Terbarukan sebagai sumber alternatif pembangkit listrik konvensional akan sangat membantu dalam mengatasi permasalahan yang ada.
Prosedur pertama terkait dengan perumusan sistem distribusi berdasarkan standar jaringan sistem radial 33-bus IEEE. Prosedur selanjutnya melibatkan implementasi algoritma meta-heuristik, yang dikenal sebagai optimasi gerombolan partikel dengan koefisien percepatan yang bervariasi terhadap waktu untuk menentukan lokasi dan ukuran terbaik instalasi DG di jaringan sistem distribusi radial 33-bus.
Sistem distribusi radial 33-bus standar IEEE digunakan sebagai sistem pengujian seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3. Sistem terdiri dari 33 bus dengan 32 cabang. Total beban aktif dan reaktif masing-masing sebesar 3,715 MW dan 2,3 MVar. Data bus dan jalur didasarkan pada data simulasi yang diperoleh pada. Untuk memverifikasi kinerja algoritma yang diusulkan, dua jenis DG dipertimbangkan. DG Tipe-I dilambangkan dengan PV yang hanya memproduksi daya aktif, P. Sedangkan DG Tipe-II dilambangkan dengan WT yang menghasilkan daya aktif dan reaktif.
Gambar skema IEEE 33 bus sistem
Studi ini mengusulkan teknik PSO-TVAC untuk penempatan dan ukuran DG yang optimal dalam jaringan distribusi radial. Teknik yang diusulkan diuji pada jaringan 33-bus dengan integrasi dua tipe DG yang berbeda, yaitu PV dan WT. Dari hasil simulasi terbukti bahwa PSO-TVAC mengungguli optimasi gerombolan partikel, BSA dan BA dengan kerugian daya simulasi terendah masing-masing sebesar 72,79 kW dan 12,14 [kW] untuk instalasi 3-PV dan 3-WT. Dengan demikian, pemasangan 3-PV dan 3-WT yang optimal mampu meningkatkan kinerja sistem distribusi sebesar 65,49% dan pengurangan rugi-rugi daya sebesar 94,25%. Kerugian daya juga berkurang secara signifikan seiring dengan bertambahnya jumlah DG, dari 111,02 [kW] dan 87,17 [kW] menjadi 72,79 [kW] masing-masing untuk 1-PV, 2-PV, dan 3-PV. Temuan ini juga menunjukkan bahwa peningkatan faktor daya melalui kompensasi daya reaktif membantu mengurangi kehilangan daya dalam sistem.
Penulis: Lilik Jamilatul Awalin, ST, SPd, MT, PhD.
Informasi detail dari riset ini dapat dilihat pada tulisan kami di:
https://ijeecs.iaescore.com/index.php/IJEECS/article/view/31875
Rosli, H. M., Abd Halim, S., Awalin, L. J., & Mustaza, S. M. (2023). A PSO-TVAC for optimal installation of multiple distributed generations in a radial distribution system. Indonesian Journal of Electrical Engineering and Computer Science, 32(2), 612-619.
