Optimasi Unit PLTU Berbahan Bakar Batubara Menggunakan Metode Lagrange Di Pt. Indonesia Power Up Suralaya

Besarnya kebutuhan suatu beban, karakteristik suatu pembangkit, batas max dan min kapasitas pembangkit, serta pengeluaran untuk bahan bakar untuk setiap unit pembangkit berpengaruh secara ekonomis pada pengoperasian pembangkit.

Tujuan Penelitian ini untuk memperoleh biaya pembangkitan paling minimum pada suatu kondisi pembebanan tertentu pada sistem tenaga dengan metode Lagrange. Data pembebanan yang digunakan yaitu data di tanggal 14 mei 2018 pada pukul 07.00 Wib.

Hasil akhir menunjukan bahwa, dengan total pembangkitan sebesar 2644 MW, biaya yang harus dikeluarkan sebesar Rp1.180.776.616,22 sedangkan dengan metode lagrange yang digunakan untuk mengoptimasi pembangkit, didapatkan biaya pembangkitan Rp1.160.220.968,97.

Besar penghematan yang bisa dilakukan selama satu jam yaitu jam 07.00 Wib yaitu sebesar Rp 20.555.647,26. Dari studi yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa metode Lagrange mampu menghasilkan biaya pembangkitan minimum yang cukup baik dibandingkan dengan biaya pembangkitan riil.

PENDAHULUAN

PLTU adalah singkatan dari Pembangkit Listrik Tenaga Uap. PLTU adalah suatu jenis pembangkit listrik yang mengkonversi energi kimia menjadi energi mekanis, dan selanjutnya menjadi energi listrik.

PLTU dibagi menjadi dua jenis, yaitu PLTU berbahan bakar fosil dan PLTU berbahan bakar nuklir. PLTU berbahan bakar fosil menggunakan batubara, minyak, atau gas alam sebagai bahan bakar utamanya. Sedangkan PLTU berbahan bakar nuklir menggunakan bahan bakar nuklir seperti uranium sebagai bahan bakar utamanya.

PLTU berfungsi untuk menghasilkan energi listrik dengan cara mengkonversi energi kimia menjadi energi mekanis, dan selanjutnya menjadi energi listrik. Untuk dapat mengkonversi energi kimia menjadi energi mekanis, PLTU menggunakan sebuah mesin uap (boiler). Bahan bakar yang digunakan untuk menghasilkan uap adalah batubara, minyak, atau gas alam.

Bagaimana Cara Kerja Pembangkit Listrik Tenaga Uap?

Pembangkit listrik tenaga uap (PLTU) adalah salah satu jenis pembangkit listrik yang menggunakan energi panas untuk menggerakkan turbin uap. Air yang dipanaskan oleh boiler, selanjutnya menuju turbin uap. Tekanan uap yang dihasilkan oleh boiler mendorong roda turbin berputar. Energi kinetik yang dihasilkan oleh turbin uap kemudian diubah menjadi energi listrik oleh generator.

PLTU termasuk dalam kategori pembangkit listrik tenaga energi konversi tinggi karena efisiensinya yang relatif tinggi, yaitu sekitar 35-42%. Untuk pembangkit listrik tenaga uap berbahan bakar batubara, efisiensinya bisa mencapai 45%.

Uap yang dihasilkan oleh boiler akan memutar sebuah turbin. Turbin yang diputar oleh uap akan menggerakkan sebuah generator. Generator akan mengkonversi energi mekanis menjadi energi listrik. Energi listrik yang dihasilkan oleh PLTU dapat digunakan untuk berbagai keperluan, seperti penyaluran listrik PLN.

PLTU: Proses Pembangkitan Tenaga Listrik:

PLTU (Pembangkit Listrik Tenaga Uap) beroperasi dengan sistem pembangkit listrik dengan menggunakan bahan bakar fosil, seperti batubara atau minyak bumi, untuk menghasilkan energi listrik. Proses pembangkitan tenaga listrik dari bahan bakar fosil dimulai dengan pembakaran bahan bakar di dalam sebuah boiler atau ketel uap.

Panas yang dihasilkan dari pembakaran bahan bakar tersebut digunakan untuk menghasilkan uap yang akan menggerakkan sebuah turbin. Turbin akan berputar karena tekanan uap yang dihasilkan dari boiler, dan putaran turbin akan diputar langsung ke sebuah generator listrik. Generator listrik akan mengubah energi mekanik menjadi energi listrik yang siap digunakan.

PLTU: Karakteristik dan Komponen Utama:

PLTU (Pembangkit Listrik Tenaga Uap) adalah sebuah pembangkit listrik tenaga uap yang mengkonversi energi kimia dalam bahan bakar menjadi energi mekanik yang diubah menjadi energi listrik. PLTU biasanya menggunakan batubara sebagai bahan bakar utamanya, namun juga dapat menggunakan minyak bakar, gas alam, nuklir, biomassa, ataupun hidrogen.

PLTU terdiri dari beberapa komponen utama, yaitu:

1. Boiler

Boiler adalah sebuah peralatan yang digunakan untuk mengubah air menjadi uap dengan menggunakan panas yang dihasilkan dari pembakaran bahan bakar. Pada boiler, bahan bakar akan dibakar di dalam ruang bakar yang terisolasi secara termal dan tekanan, sehingga dihasilkan uap bertekanan tinggi.

2. Turbin

Turbin adalah sebuah peralatan yang digunakan untuk mengubah energi uap menjadi energi mekanik. Turbin berputar karena gaya tekan uap yang masuk ke dalamnya, dan gaya ini akan digunakan untuk menggerakkan generator listrik.

3. Generator

Generator adalah sebuah peralatan yang digunakan untuk mengubah energi mekanik menjadi energi listrik. Pada generator, gaya tekan uap dari turbin akan digunakan untuk memutar sebuah magnet yang berada di dalam sebuah lingkaran kawat, sehingga akan dihasilkan arus listrik.

4. Kondensor

Kondensor adalah sebuah peralatan yang digunakan untuk mengubah uap menjadi air dengan menyerap panas dari uap. Pada kondensor, uap akan ditiupkan ke dalam sebuah tabung yang berisi air, sehingga uap akan menguap dan menyerap panas dari air.

5. Pipa-pipa

Pipa-pipa digunakan untuk menyalurkan uap dan air yang dihasilkan dari PLTU ke seluruh bagian pembangkit. Pipa-pipa juga digunakan untuk menyalurkan bahan bakar ke boiler.

PLTU: Manfaat dan Keuntungan:

PLTU sendiri terbagi menjadi beberapa jenis, yaitu PLTU dengan bahan bakar minyak, batubara, dan uap.

PLTU dengan bahan bakar minyak adalah sebuah pembangkit listrik yang menggunakan minyak sebagai bahan bakarnya. Manfaat utama dari PLTU dengan bahan bakar minyak adalah biaya operasional yang relatif lebih rendah dibandingkan dengan PLTU dengan bahan bakar batubara. Selain itu, PLTU dengan bahan bakar minyak juga relatif lebih mudah dalam pengoperasiannya.

Keuntungan utama dari PLTU dengan bahan bakar minyak adalah biaya operasional yang relatif lebih rendah. Selain itu, PLTU dengan bahan bakar minyak juga relatif lebih mudah dalam pengoperasiannya.

Dampak Pemanfaatan Tenaga Listrik dari PLTU Bagi Lingkungan

PLTU atau Pembangkit Listrik Tenaga Uap merupakan salah satu jenis pembangkit listrik tenaga yang mengandalkan energi panas untuk menggerakkan turbin uap. Pada umumnya, PLTU menggunakan bahan bakar batubara sebagai sumber energinya. Saat ini, PLTU telah menjadi salah satu pembangkit listrik tenaga utama di Indonesia.

Namun, seiring dengan berjalannya waktu, dampak negatif dari pemanfaatan tenaga listrik dari PLTU semakin diketahui. Dampak negatif tersebut bagi lingkungan, antara lain:

1. Menimbulkan polusi udara

Proses pembakaran batubara pada PLTU menghasilkan gas rumah kaca seperti CO2 dan NO2 yang dapat menimbulkan polusi udara. Kondisi udara yang polos akan menyebabkan peningkatan suhu udara, yang dikenal sebagai efek rumah kaca. Akibatnya, cuaca di sekitar pembangkit listrik akan menjadi lebih panas dari biasanya.

2. Menimbulkan polusi air

Sebagai hasil dari pembakaran batubara, limbah beracun seperti zat pencemar air seperti sulfida dan klorida akan terakumulasi di dalam air. Akibatnya, kualitas air menjadi semakin buruk dan dapat menimbulkan masalah kesehatan bagi manusia dan hewan.

3. Menimbulkan polusi tanah

Limbah yang dihasilkan dari proses pembakaran batubara seperti abu dan zat radioaktif dapat menempel pada tanah sekitar pembangkit listrik. Abu yang menempel pada tanah dapat menutupi vegetasi sehingga menyebabkan kerusakan ekosistem. Zat radioaktif pada limbah juga dapat menyebabkan kerusakan sel-sel tubuh manusia dan hewan.

4. Dapat menyebabkan gempa

Pembangkit listrik tenaga uap (PLTU) berbahan bakar batubara memanfaatkan teknologi pengeboran untuk mendapatkan bahan bakar. Pengeboran ini dapat menyebabkan retakan-retakan pada lempeng tektonik sehingga dapat menyebabkan gempa bumi.

5. Dapat meningkatkan resiko bencana

PLTU mengandalkan air untuk menggerakkan turbin uap. Oleh karena itu, pada saat musim kemarau tiba, resiko terjadinya bencana seperti kekeringan dan banjir akan meningkat.

6. Mengurangi kualitas udara

Gas rumah kaca yang dihasilkan dari pembakaran batubara pada PLTU dapat menurunkan kualitas udara. Udara yang tidak sehat akan berdampak pada kesehatan manusia, seperti penyakit paru-paru dan asma.

7. Menurunkan kualitas air

Air yang terkontaminasi oleh limbah beracun dari PLTU dapat menurunkan kualitas air. Air yang tidak sehat dapat menyebabkan penyakit diare dan hepatitis.

8. Mengganggu ekosistem

Hewan dan tumbuhan di sekitar pembangkit listrik akan terpapar oleh polusi udara, air, dan tanah yang dihasilkan dari kegiatan PLTU. Hal ini dapat mengganggu ekosistem sekitar dan merusak habitat hewan dan tumbuhan.

9. Menurunkan nilai guna lahan

PLTU yang berada di daerah perkotaan dapat menurunkan nilai guna lahan sekitar. Lahan yang tercemar oleh limbah beracun dari PLTU akan sulit untuk dibersihkan sehingga akan menurunkan nilai guna lahan.

10. Mengganggu kualitas hidup

Dampak negatif dari pemanfaatan tenaga listrik dari PLTU bagi lingkungan dapat mengganggu kualitas hidup manusia. Udara yang polusi dan air yang tidak sehat akan berdampak pada kesehatan manusia. Kondisi lingkungan yang tidak sehat ini dapat menurunkan kualitas hidup manusia.

PLTU: Analisis SWOT Tenaga Listrik PLTU

SWOT adalah singkatan dari Strength, Weakness, Opportunity, dan Threat. Analisis SWOT ini dilakukan untuk mengetahui kekuatan, kelemahan, peluang, dan ancaman dari suatu proyek, termasuk proyek pembangkit listrik tenaga uap (PLTU).

PLTU sebagai salah satu jenis pembangkit listrik tenaga, memiliki kekuatan yaitu dapat menggerakkan mesin-mesin dengan menggunakan energi panas dari uap air. Selain itu, PLTU juga dapat mengubah energi kimia menjadi energi listrik yang berguna untuk berbagai keperluan. Kekuatan lain dari PLTU adalah, sebagai pembangkit listrik tenaga uap, ia dapat menggerakkan turbin uap yang dapat menggerakkan generator untuk menghasilkan energi listrik.

Kelemahan dari PLTU adalah bahan bakar fosil yang digunakan untuk memanaskan air sehingga menjadi uap. Bahan bakar fosil seperti minyak, batubara, dan gas alam adalah sumber daya yang tidak dapat diperbarui dan akan habis suatu saat nanti. Oleh karena itu, pemanfaatan PLTU sebagai pembangkit listrik akan menimbulkan masalah lingkungan karena pembakaran bahan bakar fosil menghasilkan gas rumah kaca yang dapat meningkatkan suhu rata-rata dunia.

Peluang yang dapat dimanfaatkan dari PLTU adalah teknologi yang semakin canggih sehingga dapat mengurangi pemakaian bahan bakar fosil. Selain itu, pemanfaatan PLTU sebagai pembangkit listrik tenaga uap juga dapat dimanfaatkan untuk menggerakkan turbin uap yang dapat menggerakkan generator untuk menghasilkan energi listrik.

Ancaman terhadap PLTU adalah masalah lingkungan yang ditimbulkan oleh pemanfaatan bahan bakar fosil sebagai bahan bakar untuk memanaskan air sehingga menjadi uap. Pemanfaatan bahan bakar fosil menghasilkan gas rumah kaca yang dapat meningkatkan suhu rata-rata dunia. Oleh karena itu, pemanfaatan PLTU sebagai pembangkit listrik akan menimbulkan masalah lingkungan.

Faktor yang mempengaruhi besarnya keluaran daya dari pembangkit

Bahan bakar untuk pengoperasian suatu pembangkit listrik menjadi salah satu komponen utama karena biaya produksi untuk pembangkitan sebagian besar berasal dari bahan bakar itu sendiri [1]. Dalam pembangkitan sistem tenaga listrik, beberapa faktor yang mempengaruhi besarnya keluaran daya dari pembangkit, yaitu permintaan beban dan kemampuan dari unit-unit pembangkit tersebut.

Daya keluaran yang dihasilkan oleh suatu pembangkit akan selalu berubah-ubah sesuai dengan kondisi beban pada saat itu. Daya yang dibangkitkan akan semakin besar jika permintaan beban meningkat, begitu juga sebaliknya. Hal ini tentu akan mempengaruhi besar biaya pembangkitan, semakin besar daya keluaran yang dihasilkan maka semakin banyak pula bahan bakar yang dipakai [2].

Tingginya biaya bahan bakar yang akan membuat biaya operasi pembangkit menjadi tidak ekonomis, khususnya pembangkit-pembangkit termal yang memang diperuntukkan untuk menanggung beban dasar. PLTU Suralaya sebagai salah satu pembangkit termal di Indonesia, masih menggunakan batubara untuk membangkitkan tenaga listrik.

PLTU tersebut memiliki 7 unit pembangkitan dengan pembagian yaitu unit 1 sampai 4 masing-masing berkapasitas pembangkitan maksimal 400 MW dan unit 5 sampai 7 masing-masing berkapasitas pembangkitan maksimal 600 MW, dengan demikian, PLTU Suralaya menjadi salah satu pembangkit termal terbesar di Indonesia dengan kapasitas total 3400 MW.

PLTU Suralaya sebagai pembangkit terbesar di Indonesia selain mengutamakan pelanggan untuk selalu memenuhi permintaan beban, tentu juga memperhitungkan biaya pembangkitan agar selalu dalam kondisi paling ekonomis untuk menghasilkan benefit bagi perusahaannnya.

Salah satu proses minimalisasi pembiayaan produksi pembangkit bisa menggunakan Economic Dispatch. Proses pemenuhan permintaan beban di suatu sistem dengan meminimalisasi biaya pembangkitan sehingga didapat pembebanan paling ekonomis dari output unit pembangkit adalah tujuan Economic dispatch.

Metode untuk menghitung Economic Dispatch sangat beragam, mulai dari yang masih konvensional seperti iterasi lambda, Lagrange multiplier, sampai ke metode yang lebih modern seperti Genetic Algorithm, dan masih banyak lagi.

Penelitian ini memfokuskan pada perbandingan Economic Dispatch menggunakan metode Lagrange dengan hasil pembebeban riil. Hasil akhir yang akan dicapai yaitu bagaimana perbandingan hasil Economic Dispatch pada pembebanan untuk setiap unit di PLTU Suralaya pada beban tertentu antara pembebanan riil dan metode Lagrange serta perbandingan total penghematan antara biaya pembangkitan riil dengan metode tersebut.

2 Tinjauan Pustaka

2.1 Operasi Sistem Tenaga Listrik

Sistem yang terhubung oleh jaringan transmisi yang didalamnya berisi sekumpulan pusat listrik dan gardu induk sehingga membentuk interkoneksi adalah pengertian dari sistem tenaga listrik (Marsudi, 2006). Operasi sistem tenaga listrik menyangkut berbagai aspek yang luas, khususnya biaya dan penyediaan tenaga listrik bagi masyarakat. Dalam pengoperasian sistem tenaga listrik perlu diperhatikan hal-hal berikut ini :

a. Perencanaan Operasi

Bagaimana perencanaan pengoprerasian sistem tenaga listrik untuk suatu periode tertentu. Hal ini berisikan nilai keandalan, mutu, optimalisasi dan prakiraan beban tenaga listrik.

b. Pelaksanaan dan Pengendalian Operasi

Proses pelaksanaan dari perencanaan yang sudah dibuat dan proses antisipasi jika ada hal menyimpang yang terjadi.

c. Analisa Operasi

Berisikan hasil analisis atas pelaksanaan yang dilakukan serta digunakan untuk memberikan feedback dan saran untuk penyempurnaan sistem kedepannya.

Fluktuasi harga bahan bakar dan pemakaian tenaga listrik serta perubahan kondisi lingkungan dan peralatan bisa menjadi permasalahan yang muncul saat pengoperasian sistem tenaga listrik.

2.2 Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU)

Efisiensi yang tinggi dan mampu menghasilkan listrik yang ekonomis membuat PLTU menjadi pembangkit yang sering dibangun. Indonesia sudah dan tetap membangun PLTU sebagai salah satu upaya memenuhi kebutuhan energi listrik untuk mencapai rasio elektrifikasi 100% dan juga untuk mendukung pembangunan nasional [3].

PLTU bekerja dengan mengkonversi energi kimia dari bahan bakar menjadi energi listrik. Proses konversi energi dari PLTU bisa dibagi menjadi tiga tahapan penting yaitu:

• Proses pembentukan uap yang bertekanan dan temperature tinggi dengan mengubah energi kimia batubara menjadi energi panas.
• Uap yang telah dihasilkan digunakan untuk menggerakkan turbin.
• Turbin yang berputar dikopel dengan generator untuk menghasilkan energi listrik.

PLTU Suralaya menggunakan batubara sebagai bahan bakar utama yang memiliki nilai kalori sebesar 5000 sampai 5500 kCal/Kg dengan jenis subbituminous yang berasal dari tambang Bukit Asam, Sumatera Selatan, sedangkan MFO (Main Fuel Oil) dan solar digunakan sebagai bahan bakar cadangan.

Ignitor yang digunakan untuk penyalaan awal menggunakan High Speed Diesel (HSD) dengan bantuan udara panas bertekanan.

PLTU Suralaya memiliki 7 unit pembangkitan, dengan pembagian yaitu unit 1 sampai 4 masing- masing berkapasitas 400 MW memiliki daya minimum netto sebesar 320 MW dan daya maksimum netto sebesar 371,5 MW.

unit 5 sampai 7 masing- masing berkapasitas 600 MW memiliki daya minimum netto sebesar 405 MW dan daya maksimum netto sebesar 575,2 MW. Sehingga total daya terpasang yaitu sebesar 3400 MW dan menjadikan PLTU UP Suralaya menjadi unit pembangkit terbesar di Indonesia.

2.3 Prinsip Dan Cara Kerja PLTU

Secara umum, prinsip kerja Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU) ditunjukkan seperti gambar 1.

Fungsi dari masing-masing komponen yang terdapat pada skema kerja PLTU yaitu:

• Boiler digunakan untuk menghasilkan uap.
• Turbin uap berfungsi untuk menghasilkan tenaga mekanik.
• Kondensor digunakan untuk mendingin -kan uap bekas dari turbin uap.

Pembangkit daya uap menggunakan air sebagai fluida kerja. Secara sederhana, prinsip kerja PLTU yaitu air dipompa kedalam boiler/ketel uap, pada boiler air diubah menjadi uap.

Kemudian uap yang sudah bertekanan dan bertemperatur tertentu dialirkan ke dalam turbin uap, lalu energi uap tersebut digunakan untuk memutar turbin untuk memperoleh energi mekanik. Turbin uap yang dikopel dengan generator, akan memutar generator secara langsung.

Kemudian, uap yang sudah digunakan untuk memutar turbin akan masuk ke kondensor dan akan diubah kembali menjadi air. Air hasil kondensasi di kondensor disebut air kondensat. Kemudian menggunakan pompa, air kondensat dialirkan kembali ke boiler dan begitu seterusnya dilakukan secara berulang ulang.

Pada kondensor, jika volume air berkurang, maka akan ditambahkan kembali (makeup water) sehingga volume air tetap.

2.4 Karakteristik Input-Output Pembangkit Thermal

Karakteristik input-output digambar- kan pada kurva polinomial kuadrat dua dengan persamaan [4][5]:

HPi=γPi2+βPi+α( MMBtu/jam )(1.1)

Persamaan polinomial juga dapat menggambarkan hubungan biaya pembangkitan dengan daya listrik output dengan mengalikan persamaan karakteristik bahan bakar dengan harga bahan bakarnya dengan persamaan:

FPi=HPi× Fuel cost

 

FPi=γPi2+βPi+α(Rp/jam)

 

2.5 Economic Dispatch

Proses optimasi dalam pembagian beban pada unit pembangkit dalam melayani kebutuhan beban untuk menghasilkan biaya pembangkitan yang minimum disebut Economic Dispatch. Jadi, persamaan biaya pembangkitan total untuk melayani kebutuhan beban adalah:

FTotal =F1+F2+⋯+FN(Rp/jam)(1.4)

 

Gambar 2 memperlihatkan konfigurasi sistem single bus-bar yang terdiri dari N-unit pembangkitan termal yang mensuplai energi listrik sebesar Pload. nilai F merupakan Input dari masing-masing unit yang merepresentasikan biaya pembangkitan. output dari masing-masing unit, Pi, adalah energi listrik yang dibangkitkan [7] [8][9].

Permasalahan selanjutnya yaitu bagaimana menghasilkan biaya pembangkitan seminimal mungkin dengan fungsi kendala kebutuhan beban saat ini harus sama dengan nilai pembangkitan saat ini. Namun disini segala rugi-rugi diabaikan [10].

∅=0=Pload -∑i=1NPi

 

Untuk menentukan kondisi yang diinginkan dari fungsi tujuan, tambahkan fungsi kendala ke fungsi fungsi tujuan setelah mengalikan dengan pangali yang belum ditentukan. Ini dikenal dengan fungsi lagrange dan ditunjukkan pada persamaan 1.6.

ℒ=FT+(λ)∅

 

Untuk menentukan kondisi yang diinginkan dari fungsi tujuan, tambahkan fungsi kendala ke fungsi fungsi tujuan setelah mengalikan dengan pangali yang belum ditentukan. Ini dikenal dengan fungsi lagrange dan ditunjukkan pada persamaan 1.6.

Kondisi yang diinginkan dari fungsi tujuan, dihasilkan dari turunan fungsi lagrange pada masing-masing variabel dan hasil dari turunan tersebut sama dengan nol. kondisi lagrange untuk optimasi ditunjukkan pada persamaan 1.7.

∂ℒ∂pi=dFipidpi-λ=0

 

3. METODE PENELITIAN

penelitian ini awalnya melakukan observasi dan pengumpulan data untuk proses analisa menggunakan metode lagrange. Penelitian ini dilakukan di PT. Indonesia Power UP Suralaya, Merak, Banten. Sumber data sekunder yang digunakan bersumber dari PT Indonesia Power UP Suralaya dan studi literatur serta sumber-sumber lain yang mendukung skripsi ini.

Jenis data yang digunakan dalam skripsi ini adalah data kuantitatif berupa angka-angka yang terkait dengan pembebanan unit pembangkit tanggal 14 Mei 2018, konsumsi bahan bakar batubara, besarnya tegangan yang dibangkitkan, nilai kalori batubara yang digunakan, serta harga bahan bakar batubara. Alur Analisis pada tugas akhir ini memiliki beberapa tahapan yaitu sebagai berikut :

1. Pengumpulan data pembebanan di tanggal 14 Mei 2018, konsumsi bahan bakar batubara, besarnya tegangan yang dibangkitkan, nilai kalori batubara yang digunakan, serta harga bahan bakar batubara.
2. Membuat kurva input-output dari masing-masing unit pembangkit.
3. Perhitungan optimasi dengan metode lagrange.
4. Perbandingan pembebanan antara metode lagrange dengan kondisi riil.
5. perbandingan penghematan antara metode lagrange dengan kondisi riil.

Dalam upaya memenuhi kebutuhan beban yang ada, pihak UP Suralaya menerima pengajuan dari P2B tentang pembangkitan dari masing-masing unit. jadi, PLTU Suralaya hanya akan membangkitkan sejumlah daya sesuai dengan pengajuan dari pihak P2B. Pada kondisi riil pembangkitan yang dilakukan berbeda dengan ROH. Berikut pembangkitan riil PLTU UP Suralaya per tanggal 14 mei 2018.

Dari data pembangkitan riil PLTU UP suralaya, dapat dibuat tren pembangkitan per jam dalam bentuk grafik yang ditunjukkan oleh gambar 3.

4.2 Karakteristik Input-Output unit PLTU di PT. Indonesia Power Unit Pembangkitan Suralaya Sumbu ordinat adalah kebutuhan energi panas (MMBtu/jam) atau biaya pembangkitan (Rp/jam). Sedangkan pada bagian output menunjukkan daya listrik yang dihasilkan (MW).

Karakteristik input-output unit PLTU Suralaya didapat dari pengolahan data Heatrate masing-masing pembangkit, serta data performance test yang berisikan data harga bahan bakar, nilai kalor, heatrate, dan beban. dalam mencari fungsi polynomial, digunakan 3 kondisi pembebanan dari 6 titik pembebanan saat performance test yaitu 70%, 80%, 85%, 90%, 95%, dan 100%. Berdasarkan pendekatan polinomial orde 2 yang dilakukan pada masing-masing unit, maka persamaan karakteristik Input-Output PLTU Suralaya adalah sebagai berikut.

Tabel 2. Fungsi Biaya Masing-Masing Unit Pembangkitan PLTU Suralaya.

4.3 Pembebanan PLTU Suralaya dengan Metode Lagrange

Setelah mengetahui fungsi biayai masing-masing unit pembangkit, maka cari nilai turunan dari semua fungsi biaya dapat dilihat pada tabel 3.

Setelah mendapatkan nilai turunan fungsi biaya dari masing-masing unit pembangkit, maka persamaan untuk Economic Dispatch yaitu :

Hasil persamaan diatas kemudian dicari nilai lambda dengan cara menambahkan seluruh persamaan diatas dengan total pembangkitan sebesar 2644. Hasil lambda yang didapat sebesar 314.824,4577, maka pembangkitan untuk masing-masing unit menjadi :

4.4 Perbandingan Operasi Unit PLTU Suralaya Metode Lagrange dengan Kondisi Beban Riil

Untuk mengetahui biaya pembangkitan, maka daya baru yang dibangkitkan oleh unit dimasukkan ke persamaan Input-Output masing-masing unit. perbandingan pola pembebanan antara metode lagrange dengan kondisi pembebanan riil adalah sebagai berikut.

Dari tabel 4 diatas, terlihat bahwa terdapat perbedaan pembebanan pada masing-masing unit pembangkit kecuali pada unit 2 pembebanan antara metode lagrange dan kondisi riil sama. dilihat dari total biaya pembangkitan, metode lagrange mampu menghasilkan penghematan sebesar Rp 20,555,647.26 selama 1 jam dengan total daya yang sama.

KESIMPULAN

Berdasarkan hasil analisis diatas didapat kesimpulan sebagai berikut :

1. Karakteristik Input-Output unit PLTU Suralaya berbeda-beda setiap unitnya yang disebabkan oleh Net Plant Heatrate (NPHR) yang berbeda.
2. Dari hasil perhitungan yang telah dilakukan, data yang diambil pada pukul 07.00 WIB tanggal 14 Mei 2018, dengan menggunakan metode optimasi Lagrange memperoleh biaya pembangkitan yang lebih ekonomis sebesar Rp 20,555,647.26 per jam dari kondisi beban di lapangan dengan beban yang sama.

DAFTAR PUSTAKA

[1] Khairudin Syah. 2012. Analisis Perbandingan Economic Dispatch Pembangkit Menggunakan Metode Lagrange dan CFPSO. Jurnal EECCIS Vol.6 No.1, Juni 2012.

[2] Suhendar, Ika, Alimmudin. 2014. Optimasi Pembagian Beban PLTU Suralaya Menggunakan Metode AntColony Optimization. Jurnal IENACO 2014.

[3] Kumara, N. S. (2009). Telaah Terhadap Program Percepatan Pembangunan Listrik Melalui Pembangunan PLTU Batubara 10.000 MW. Majalah Ilmiah Teknologi Elektro, 8(1).

[4] Kumara, N. S. (2009). Telaah Terhadap Program Percepatan Pembangunan Listrik Melalui Pembangunan PLTU Batubara 10.000 MW. Majalah Ilmiah Teknologi Elektro, 8(1).

[5] Kusuma, Muhammad Chandra. Pembebanan Ekonomis Pada Pembangkit Listrik Tenaga Gas dan Uap PT Petrokimia Gresik Dengan Metode Lagrange Multiplier.

[6] Napitupulu, Hardiyansyah, Junaidi. 2018. Penjadwalan Optimal Unit-Unit Pembangkit dengan Metode Particle Swarm Optimization. Teknik Elektro Universitas Tanjungpura.

[7] Wood, A.J. and Wollenberg, B.F. 2012. Power Generation, Operation, and Control. John Wiley & Sons.

[8] Gunawan, S. and Mulyadi, Y. 2014. Optimasi Penjadwalan Pembangkit Termal Sistem 500 Kv Jawa-Bali Berbasis Komputasi Cerdas. electrans, 13(1), pp.77-88.

[9] Saadat, H. 1999. Power System Analysis. McGraw-Hill.

[10] Marsudi, D. 2006. Operasi Sistem Tenaga Listrik. Yogyakarta: Penerbit Graha Ilmu.

[11] Nyimas Putri Pertiwi, Syahrizal, Rhamdan. 2018. Analisa Economic Dispatch pada Unit Pembangkit Menggunakan Metode iterasi Lambda Berdasarkan Base Point And Participation Factors. Jurnal KITEKTRO Vol 3. No. 2 Universitas Syah Kuala.

Last Updated on 16 November 2022