TUGAS AKHIR
Dosen PembimbingErma Suryani S.T, M.T, Ph.DNIP. 197004272005012001
JURUSAN SISTEM INFORMASI Fakultas Teknologi Informasi Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya 2014
Ayunda Puspa Kinanti5210100023
MANAJEMEN ASET JARINGAN DISTRIBUSI TENAGA LISTRIK UNTUKMENINGKATKAN KEANDALAN JARINGAN DISTRIBUSI MENGGUNAKAN SISTEMDINAMIK (STUDI KASUS PT.PLN (PERSERO) APJ SURABAYA SELATAN)
Outline
Latarbelakang Tujuan Rumusan Masalah
Batasan Tugas Akhir
Metodologi Model dan Implementasi Analisa Hasil Kesimpulan
dan Saran
Latar Belakang
PLN (Persero) sebagai satu‐satunya perusahaan BUMNYang menyediakan usaha jasa ketenaga listrikan di tuntut untuk memberikan pelayanan yang terbaik untuk seluruh lapisan masyarakat
Latar Belakang
susut energi listrik yang terbesar Pada tahun 2003 PT.PLN (Persero) kehilangan sebesar Rp. 4,8 triliun
Latar Belakang
wilayah APJ Surabaya Selatan losses (susut) distribusinya dari kisaran diatas 7 % Dan 1% susut distribusi kurang lebih setara dengan 3.000.000 kWH per bulan atau dengan tarif rata‐rata Rp. 809 / kWH setara dengan Rp. 2,4 M / bulan.
Latar BelakangPenggunaan manajemen aset dan simulasi sistem dinamik
Riset Proyek di Jerman pada sistemmanajemen aset dalam jaringan distribusimemberikan prospek perkembangandimasa depan (CIGRE Australian AssetManagement Working Group, 2000)
Sistem Dinamik dapat menginvestigasiSecara tidak terbatas untuk mendapatkanparameterDan sistem ini dikembangkan untukmenyelidiki beberapa hubunganYang penting dari waktu ke waktu (Senge etall, 1994)
Manajemen Aset pada jaringan distribusiMemperhatikan proses manajemen, pemanfaatanYang optimal umur aset untuk meningkatkan keandalan layanan, distribusi yang konstan, dan pemeliharaan yang sesuai ( Asset management techniques,2006)
Rumusan masalah
1. Bagaimana membuat model simulasi kondisi asetjaringan saat ini dan dampaknya terhadap losses (susut)distribusi energi listrik?
2. Bagaimana membuat model sekenario manajemen asetjaringan untuk meningkatkan keandalan danmenurunkan losses (susut) distribusi energi listrik?
Batasan Tugas Akhir
1. Data aset perusahaan yang digunakan untuk distribusi jaringan tenaga listrik di PT.PLN (Persero) APJ Surabaya Selatan
2. Losses (susut) yang dibahas dalam tugas akhir ini adalah losses (susut) teknik
Tujuan
1. Mengembangkan model simulasi kondisi aset jaringan saat ini dan dampaknya terhadap losses (susut) distribusi energi listrik
2. Mengembangkan model sekenario terhadap manajemen aset jaringan untuk meningkatkan keandalan dan menurunkan losses (susut) distribusi energi listrik di masa depan
Manfaat
1. Dengan terciptanya model simulasi manajemen aset jaringan distribusi tenaga listrik dapat memberikan gambaran tentang kondisi aset serta keandalan jaringan saat ini
2. Dari sekenario yang dikembangkan, dapat memberikan masukan kepada manajemen PT.PLN (Persero) APJ Surabaya Selatan dalam menentukan skala prioritas aset jaringan distribusi yang mesti diperbaiki serta hal‐hal apa saja yang perlu dilakukan dalam perbaikan aset untuk meningkatkan keandalan dan mengurangi losses (susut)
PT PLN (Persero) APJ Surabaya SelatanArea Surabaya Selatan mempunyai area pengusahaan yang luas danpadat dengan jumlah pelanggan 427.223 yang terdiri dari lima golongantarif, dengan pendapatan total sekitar Rp 196,6 Milyar per bulan dantotal daya terpasang sebesar 1.399.244.885 VA. Beban sebesar itudisuplai oleh 9 gardu induk dan disalurkan melalui sekitar 130 penyulang.GI tersebut antara lain : GIS Ngagel, GI Waru, GI Sukolilo, GI Rungkut, GITandes, GI Sukolilo, GI Alta Prima, GI Darmo Grande, GI Wonokromo.
Metodologi Pengerjaan Tugas Akhir• Survei ke perusahaan
Pustaka mengenai distribusi tenaga listrik, manajemen aset, simulasi dinamik, causal loop diagram
Menggambarkan variable yang sudah didapatkan dengan Causal Loop Diagram
Pembuatan model menggunakan software VENSIM
Analisa hasil dari keluaran sistem dan membuat sekenariosasi
Menentukan apakah model dan hasil tidak menyimpang
Perumusan masaah yang ada di Perusahaan
MODEL DAN IMPLEMENTASI
Data MasukanData aset untuk wilayah APJ Surabaya Selatanyaitu daerah Darmo Permai, Dukuh Kupang,Ngagel, Rungkut dan Gedangan (Lampiran)
Data susut (losses) (Lampiran)
Data indikator keandalan (Lampiran)
Data Jumlah Pelanggan (Lampiran)
Causal Loop Diagram
Base‐Model
extenal factor
overload
climate
geographic
temperature
design lifetimetransformer
TransformerConditionmaintenance rate deteriorate
usable lifetime trans
former
average standartlife time
acelerate lifetime
aceleration factor
condition effectquality
TotalCustomercustomer rate
networkreliability
MeterConditionmaintenance meter deteriorate meter
design lifetimemeter
usable lifetimemeter
PoleConditionmaintenance pole deteriorate pole
design lifetime pole
usable lifetime pole
Cable Conditionmaintenance JT deteriorate JT
design lifetimecable
usable lifetime JT
Averageasset
Condition
network quality
SAIDI target
SAIFI target
SAIDIPercent
SAIFIPercent
difference
<INITIAL TIME>
year1990-1
996
year1997-20
06
year2007-20
13
<INITIAL TIME>
year1990-1
997
year1998-2
002
year2003-2
006
year2006-2
013
<INITIAL TIME>
year1991-20
00
year2001-2
010
year 2011-2013
<INITIAL TIME>
year1990-1
995
year1996-2
005
averagetransformercondition
averagemeter
condition
averagepole
condition
averagecable
condition
leaving customer
rate customer2006-2013
rate customer1990-2005
<Time>
InterruptDurationduration in duration out
rate duration1990-2005
rate duration2006-2013
<Time>
customerinterruptcustomer
interrupt incustomer
interrupt out
rate customerinterrupt 1990-2005
rate customerinterrupt 2006-2013
<Time>
SystemAverage
InterruptionDuration
Index
SystemAverage
InterruptionFrequance
Index
total transformer1990-1996
total transformer1997-2006
total transformer2007-2013
total meter1990-1997
total meter1998-2002
total meter2003-2006
total meter2006-2013
Total Pole1991-2000
total pole2001-2010
total pole2011-2013
total cable1991-1995
total cable1996-2009
total cable2010-2013
year 2006-2013cable
Total PowerDistributiondistribution in distribution out
rate distribution2006-2013
rate distribution1990-2005
<Time>
Total Customer'spower received
power received in power receivedout
rate received2006-2013
rate received1990-2005
<Time>
TecnicalLosses
Technical Losses Percentage
Pengkategorian AssetPengkategorian Asset dan Lifetime Asset
Jenis Asset Kategori
Jaringan TeganganMenengah, Jaringan Tegangan Rendah
Cable
Tiang TM, Tiang TR Pole
Meter 1 Fasa, Meter 3 Fasa
Meter
Trafo Transformer
JenisAsset
DesignLifetime
UseableLifetime
Transformer
50 tahun 20 tahun
Meter 30 tahun 12 tahun
Pole 50 tahun 20 tahun
Cable 45 tahun 18 tahun
Pengkategorian Pemasangan Asset
Jenis Asset Tahun Pemasangan Jumlah Asset
Transformer 1990‐1996 406151997‐2006 812292007‐2013 284303
Meter 1990‐1997 1387381998‐2002 3237232003‐2006 41621542007‐2013 2081077
Pole 1990‐2000 1166442001‐2010 2332882011‐2013 816509
Cable 1990‐1995 75221996‐2005 150442006‐2013 52657
Dilakukan pengolongan berdasarkan tahun pemasangan untuktiap asset yaitu: (Hadi T, 2014)
Sub‐Model Condition EffectMerupakan faktor eksternal (external factor) dan (aceleration factor)yang mempengaruhi kondisi asset pada saat ini faktor eksternalyang mempengaruhi yaitu: (Anita Oommen,2005) (Jennifer J Crisp,2003) (murata,2012)
Eksternal Faktor yang mempengaruhi adalahQuality 10 %Temperature 25%Geographic 15%Climate 40%Overload 10%
Acelerate Factor yang mempengaruhi adalah Acelerate Life time 17,5 tahunAverage Standart Life time 43,75
Sub‐Model Asset Condition
Sub‐Model Technical Losses
Sub‐Model SAIDI SAIFI
Sub‐Model Network Reliability
Running Base‐ModelTransformer Condition
100
75
50
25
01990 1993 1996 1999 2002 2005 2008 2011
Time (Year)Transformer Condition : basemodel
Meter Condition100
70
40
10
-201990 1993 1996 1999 2002 2005 2008 2011
Time (Year)Meter Condition : basemodel
Pole Condition100
75
50
25
01990 1993 1996 1999 2002 2005 2008 2011
Time (Year)Pole Condition : basemodel
Cable Condition100
75
50
25
01990 1993 1996 1999 2002 2005 2008 2011
Time (Year)Cable Condition : basemodel
average transformer condition100
75
50
25
01990 1993 1996 1999 2002 2005 2008 2011
Time (Year)average transformer condition : basemodel
average pole condition100
75
50
25
01990 1993 1996 1999 2002 2005 2008 2011
Time (Year)average pole condition : basemodel
average cable condition100
75
50
25
01990 1993 1996 1999 2002 2005 2008 2011
Time (Year)average cable condition : basemodel
Tahun 2005 < 50%Tahun 2002 <50%
Tahun 2011 < 50%Tahun 2003 < 50%
73% 64%89% 63%
average meter condition100
75
50
25
01990 1993 1996 1999 2002 2005 2008 2011
Time (Year)average meter condition : basemodel
Running Base‐ModelSystem Average Interruption Duration Index
250
245
240
235
2301990 1993 1996 1999 2002 2005 2008 2011
Time (Year)
min
utue
s
System Average Interruption Duration Index : basemodel
Technical Losses Percentage8
7
6
5
41990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012
Time (Year)Technical Losses Percentage : basemodel
Average asset Condition100
75
50
25
01990 1993 1996 1999 2002 2005 2008 2011
Time (Year)Average asset Condition : basemodel
242 menit/pelanggan 7,9% 72%network reliability100
75
50
25
01990 1993 1996 1999 2002 2005 2008 2011
Time (Year)network reliability : basemodel
68%
Verifikasi
Validasi
E1 (Rata‐Rata)35548200,5 33882605
4,9%
E2 (Standev)8694110,841 7609444,335
14%
Tenaga Listrik yang di Terima Pelanggan
E1 (Rata‐Rata)34531908,48 33314852
3,7%
E2 (Standev) 7341171,541 6932018,694
6%
Lama Padam
E1 (Rata‐Rata) 10595,01025 10365,02782%
E2 (Stdev) 2908,537324 2800,6205954%
Total Pelanggan
E1 (Rata‐Rata) 476447,3 477706,17320,26%
E2 (Stdev) 3848,004 3367,29608314%
Pelanggan Padam
Tenaga Listrik yang di Distribusikan
E1 (Rata‐Rata)14637,62496 14518,19
1%
E2 (Stdev)1167,639718 1181,443
1,2%
Skenario 1
extenal factor
overload
climate
geographic
temperature
design lifetimetransformer
TransformerConditionmaintenance rate deteriorate
usable lifetime transformer
average standartlife time
acelerate lifetime
aceleration factor
condition effect
quality
TotalCustomercustomer rate
networkreliability
MeterConditionmaintenance meter deteriorate meter
design lifetimemeter
usable lifetimemeter
PoleConditionmaintenance pole deteriorate pole
design lifetime pole
usable lifetime pole
Cable Conditionmaintenance cable deteriorate cable
design lifetimecable
usable lifetimecable
Averageasset
Condition
network quality
SAIDI target
SAIFI target
SAIDIPercent
SAIFIPercent
difference
<INITIAL TIME>
year1997-20
06
year2007-20
13
<INITIAL TIME>
year1998-2
002
year2003-2
006
year 2007-2013 meter
<INITIAL TIME>
year2001-2
010
year 2011-2013
<INITIAL TIME>
year1996-2
005
averagetransformercondition
averagemeter
condition
averagepole
condition
averagecable
condition
leaving customer
rate customer2006-2013
rate customer1990-2005
<Time>
InterruptDurationduration in duration out
rate duration1990-2005
rate duration2006-2013
<Time>
customerinterruptcustomer
interrupt incustomer
interrupt out
rate customerinterrupt 1990-2005
rate customerinterrupt 2006-2013
<Time>
SystemAverage
InterruptionDuration
Index
SystemAverage
InterruptionFrequance
Index
total transformer1997-2006
total transformer2007-2013
total meter1998-2002
total meter2003-2006
total meter2007-2013
total pole2001-2010
total pole2011-2013
total cable1996-2005
total cable2006-2013
year2006-2013 cable
Total PowerDistributiondistribution in distribution out
rate distribution2006-2013
rate distribution1990-2005
<Time>
Total Customer'spower received
power received in power receivedout
rate received2006-2013
rate received1990-2005
<Time>
TecnicalLosses
Technical Losses Percentage
rate transformer
rate meter
rate pole
rate cable
year2014-2025
total transformer2014-2025
year 2014-2025 meter
total meter2014-2025
year 2014-2025 pole
total pole2014-2025
year 2014-2025 cable
total cable2014-2025
Melakukan Pemasangan AssetBaru pada tahun 2014 denganJumlah asset sesuai dengan jumlah assetYang di pasang pada tahun 1990
Hasil Skenario 1Average Condition Asset Scn 1
100
75
50
25
01990 1995 2000 2005 2010 2015 2020 2025
Time (Year)Average asset Condition : basemodelAverage asset Condition : sekenario
Network Reliability Scn 1100
75
50
25
01990 1995 2000 2005 2010 2015 2020 2025
Time (Year)network reliability : basemodelnetwork reliability : sekenario
Technical Losses Scn 110
7.5
5
2.5
01990 1995 2000 2005 2010 2015 2020 2025
Time (Year)Technical Losses Percentage : basemodelTechnical Losses Percentage : sekenario 1
2014=75%2025=27%
2014=71%2025=46%
2014=240 menit/pelanggan2025=242 menit/pelanggan
2014=6,9%2025=8,4%
System Average Interruption Duration Index250
245
240
235
2301990 1995 2000 2005 2010 2015 2020 2025
Time (Year)
min
utue
s
System Average Interruption Duration Index : skenario 1System Average Interruption Duration Index : basemodel
Skenario 2
extenal factor
overload
climate
geographic
temperature
design lifetimetransformer
TransformerConditionmaintenance rate deteriorate
usable lifetime transformer
average standartlife time
acelerate lifetime
aceleration factor
condition effect
quality
TotalCustomercustomer rate
networkreliability
MeterConditionmaintenance meter deteriorate meter
design lifetimemeter
usable lifetimemeter
PoleConditionmaintenance pole deteriorate pole
design lifetime pole
usable lifetime pole
Cable Conditionmaintenance cable deteriorate cable
design lifetimecable
usable lifetimecable
Averageasset
Condition
network quality
SAIDI target
SAIFI target
SAIDIPercent
SAIFIPercent
difference
<INITIAL TIME>
year 2020 transfo
rmer
year2007-20
13
<INITIAL TIME>
year2020meter
year2003-2
006
year 2007-2013 meter
<INITIAL TIME>
year2020pole
year 2011-2013
<INITIAL TIME>
year2020cable
averagetransformercondition
averagemeter
condition
averagepole
condition
averagecable
condition
leaving customer
rate customer2006-2013
rate customer1990-2005
<Time>
InterruptDurationduration in duration out
rate duration1990-2005
rate duration2006-2013
<Time>
customerinterruptcustomer
interrupt incustomer
interrupt out
rate customerinterrupt 1990-2005
rate customerinterrupt 2006-2013
<Time>
SystemAverage
InterruptionDuration
Index
SystemAverage
InterruptionFrequance
Index
total transformer2020
total transformer2007-2013
total meter2020
total meter2003-2006
total meter2007-2013
total pole2020
total pole2011-2013
total cable2020
total cable2006-2013
year2006-2013 cable
Total PowerDistributiondistribution in distribution out
rate distribution2006-2013
rate distribution1990-2005
<Time>
Total Customer'spower received
power received in power receivedout
rate received2006-2013
rate received1990-2005
<Time>
TecnicalLosses
Technical Losses Percentage
rate transformer
rate meter
rate pole
rate cable
year2014-2025
total transformer2014-2025
year 2014-2025 meter
total meter2014-2025
year 2014-2025 pole
total pole2014-2025
year 2014-2025 cable
total cable2014-2025
impact networkconfiguration
impact additionalproject
Melakukan Pemasangan Asset BaruPada tahun 2020Menurunkan susut dengan rekonfigurasiJaringanMenurunkan SAIDI dengan melakukan Proyek yang dilakukan penyulang
Skenario 2Menurunkan Technical Losses yaitu dengan Rekonfigurasi jaringan(Network Reconfiguration) merupakan suatu usaha merubah bentukkonfigurasi jaringan distribusi dengan mengoperasikan pensakelaranterkontrol jarak jauh (switching remotely controlled) pada jaringandistribusi tanpa menimbulkan akibat yang beresiko pada operasi danbentuk sistem jaringan distribusi secara keseluruhan. Dapatmenurunkan 1% technical Losses (Zimmerman,Ray Daniel, 2005).
Menurunkan SAIDI yaitu dengan proyek yang dilakukan oleh penyulangdengan cara pengoperasian otomatis switch untuk mengisolasikesalahan, perbaikan alat sensor untuk mengurangi overloadingtransformator, mengembangkan otomatisasi alat pendeteksi kesalahanuntuk mengontrol alat distribusi (American Recovery and InvestmentAct of 2009, 2012) dapat menurunkan SAIDI 25 menit/pelanggan
Hasil Perbandingan Basemodel, Skenario 1 dan Skenario 2
Average asset Condition100
75
50
25
01990 1995 2000 2005 2010 2015 2020 2025
Time (Year)Average asset Condition : sekenario 2Average asset Condition : basemodelAverage asset Condition : sekenario 1
Technical Losses Scn 210
7.5
5
2.5
01990 1995 2000 2005 2010 2015 2020 2025
Time (Year)Technical Losses Percentage : basemodelTechnical Losses Percentage : sekenario 1Technical Losses Percentage : sekenario 2
network reliability100
75
50
25
01990 1995 2000 2005 2010 2015 2020 2025
Time (Year)network reliability : sekenario 2network reliability : basemodelnetwork reliability : sekenario 1
System Average Interruption Duration Index400
350
300
250
2001990 1995 2000 2005 2010 2015 2020 2025
Time (Year)
min
utue
s
System Average Interruption Duration Index : skenario 2System Average Interruption Duration Index : skenario 1System Average Interruption Duration Index : basemodel
2014= 215 menit/pelanggan2025 = 217 menit/pelanggan
2014 = 75%2025 = 53%
2014= 5,9%2025 = 7%
2014= 82%2025=41%
Analisa HasilBase‐Model Skenario 1 Skenario 2
Average AssetCondition
72% 75% 82%
Technical Losses 7,9% 6,9% 5,9%
Network Reliability 68% 71% 75%
SAIDI 242 menit/pelanggan
240 menit/pelanggan
215 menit/pelanggan
Skenario 2 lebih baik dari pada skenario 1 yaitu dengan cara pemasangan asset baru pada tahun2020, melakukan konfigurasi jaringan, dan adanya proyek yang dilakukan oleh penyulang
Kesimpulan dan SaranValidasiTenaga Listrik yang di Distribusikan E1 = 4,9%, E2 = 14%Tenaga Listrik yang di Terima Pelanggan E1 = 3,7%, E2 = 6%Total Pelanggan E1 = 0,26%, E2 = 14%Pelanggan Padam E1 = 1%, E2 = 1,2% Lama Padam E1 = 2%, E2 = 4%
Skenario 1 average asset condition meningkat 3%, keandalan jaringan (network reliability) meningkat3%, SAIDI menurun 2 menit/pelanggan, dan technical losses menurun 1%.
Skenario 2 average asset condition meningkat 7% network reliability meningkat 4% SAIDI 25menit/pelanggan, technical losses 1%
skenario yang tepat digunakan oleh perusahaan adalah menggabungkan skenario 1 dan skenario 2karena manajemen asset tidak hanya diperhatikan dari pemasangan asset baru saja melainkanpengwasan dari susutnya tenaga listrik dan durasi pemadaman harus diperhatikan dengan cararekonfigurasi jaringan, dan proyek pengoptimalan pengawasan oleh penyulang.
Saran adalah Perkiraan cost akibat dari pemasangan asset baru, melakukan rekonfigurasi jaringan, danadanya proyek oleh penyulang dapat di jadikan pertimbangan untuk mengembangan tugas akhir ini.Karena apa yang menjadi keputusan perusahaan juga mempertimbangkan biaya yang akan dikeluarkan
Daftar Pustaka
American Recovery and Investment Act of 2009. (2012). Reliability Improvements from the Application of Distribution Automation Technologies .United State : SMART GRID.GOV.AusNet, S. (2006). ELECTRICITY DISTRIBUTION 5 YEAR ASSET MANAGEMENT PLAN.Basyaib, F. (2006). Teori Pembuatan Keputusan. Jakarta: Grasindo.Crisp, J. J. (2004). Asset Management in Electricity Transmission factor that affect Asset Management Policies and Practices of Electricity and their impact on performance. Brisbane, Australia.Darmono, R. (2005). Pemodelan System Dynamics pada perencanaan Penataan Ruang Kota.Ivo, W. (2005). Development of an asset management strategy for a network utility company . lessons from a dynamic business simulation.Simulat Gaming.KEPUTUSAN DIREKSI PT PLN (PERSERO). (2010). Kriteria Desain Enjinering Konstruksi Jaringan Distribusi Energi Listrik. Jakarta Selatan:PT PLN (PERSERO).Law, A. M., & Kelton, W. D. (1991). Simulation Modeling and Analysis.Muhammadi, E. A. (2001). Analisis Sistem Dinamis: Lingkungan Hidup, Sosial, Ekonomi, Manajemen.Murata. (2012). Reliability Of Electronic Components. MuRata Manufacturing.Oommen, A. (2005). A Case Study Evaluation Of The Causes For The Premature Failure Of Transformers On the ESKOM Transmision Network.Calgary,CANADA: CIGRE .
Daftar PustakaRaymond McLeod, J., & Schell, G. P. (2007). Management Information System. Pearson/Prentice Hall.Suhadi, d. (2008). TEKNIK DISTRIBUSI TENAGA LISTRIK JILID 1. DirektoratPembinaan Sekolah Menengah Kejuruan.Suryani. (2010). Demand Scenario Analysis and Planned Capacity Expansion. A System Dynamics Framework.Suryani, E. (2010). Validation Model.Suryani, E., Chou, S.-Y., & Chen, C.-H. (2010). Demand scenario analysis and planned capacity expansion: A system. Simulation Modelling Practice and Theory, 732-751.Suryani, E., Chou, S.-Y., & Chen, C.-H. (2012). Dynamic simulation model of air cargo demand forecast and terminal capacity planning.Simulation Modelling Practice and
Theory, 27-41.Tasrif, M. (2005). Pengamat Kelistrikan. Diambil kembali darihttp://www.tempointeraktif.comY, B. (1996). Formal aspects of model validity and validation in system dynamics.