2. PEMBANGUNAN BEBAN LISTRIK
Perlu dikaji kemungkinan penjualan tenaga listrik
dengan mempertimbangkan rencana pembangunan,
kemungkinan jumlah konsumen, kebutuhan daya
tiap jenis beban, waktu yang mungkin diperlukan
beban, jenis beban yang akan dibuat. dipasok, dan
berbagai faktor lain yang menentukan jumlah daya
yang harus tersedia di pembangkit listrik untuk
memenuhi kebutuhan. Dalam kasus terakhir, data
kebutuhan daya untuk beberapa tahun terakhir
mungkin tersedia dan akan berguna sebagai
panduan untuk prediksi beban di masa mendatang.
2
3. Beberapa istilah yang digunakan sehubungan
dengan catu daya harus didefinisikan. Beban yang
terhubung adalah nilai total (dalam kilowatt) dari
semua peralatan yang terpasang di tempat konsumen
setiap saat. Rasio permintaan maksimum dengan
beban yang terhubung disebut factor permintaan.
Faktor permintaan =
Faktor beban =
DEFINISI ISTILAH
Energi yang dikonsumsi selama 24 jam
Permintaan maksimum x24 jam
Permintaan
Beban maksimum
4. CONTOH :
Seorang konsumen perumahan memiliki 10 lampu
masing-masing 40 W yang terhubung di rumahnya.
Tuntutannya adalah sebagai berikut:
Dari jam 12 tengah malam sampai jam 5 pagi , 40 w
Dari jam 5 pagi sampai 6 sore, tidak ada beban
Dari jam 6 sore sampai jam 7 malam, 320 w
Dari jam 7 malam. sampai jam 9 malam, 360 w
Dari jam 9 malam. sampai 12 tengah malam, 160 w
Gambarkan kurva beban. Temukan beban rata-rata,
beban maksimum, faktor beban dan konsumsi energi
listrik pada siang hari !
5. β
5
JAWAB :
β’ Beban maksimum adalah 360 W selama 2 jam sehari,
dari jam 7 malam sampai jam 9 malam.
β’ Konsumsi energi selama 24 jam sehari : (5 x 40) + (320
x 2) + (160 x 3) = 1720 wh atau 1.720 Kwh per hari.
β’ factor beban =
1720 πβ
360 π€ π₯ 24 πππ
= 0,199 atau 19,9 %
β’ Beban rata β rata =
1720 πβ
24 πππ
= 71,7 W
β’ Faktor beban juga diberikan oleh rasio beban rata-rata
terhadap beban maksimum.
6. 6
FAKTOR KEBERAGAMAN
Kebutuhan konsumen adalah permintaan maksimumnya dan konsumsi
energinya selama sehari. Untuk memenuhi kebutuhan tersebut perlu disediakan
kapasitas pembangkit yang sekurang-kurangnya sama dengan kebutuhan
naximum. Jika konsumen menggunakan semua kapasitas ini sepanjang hari,
faktor muatannya akan menjadi 100% dan dia akan menggunakan energi yang
tersedia secara maksimal. Rasio jumlah permintaan maksimum konsumen
individu terhadap permintaan maksimum seluruh kelompok secara bersamaan
selama waktu tertentu disebut factor keragaman :
Faktor keragaman =
π½π’πππβ πππππππ‘πππ ππππ πππ’π πππππ£πππ’
πππππππ‘πππ ππππ πππ’π π πππππ ππππ πππππ
7. CONTOH :
Masing-masing memiliki permintaan maksimum 2000 W.
Namun, permintaan maksimum konsumen No. 1 terjadi antara
jam 8 dan 9 malam; konsumen No. 2 antara jam 9 malam dan
11 pagi; No.3 terjadi antara jam 12 siang dan 2 siang ; No.4
terjadi antara jam 5 dan 6 sore. Dari kurva, Carilah faktor
keragaman beban dan permintaan maksimum simultan.
8. JAWAB :
Dari kurva beban akan terlihat bahwa permintaan maksimum secara simultan dari
keempat konsumen terjadi antara pukul 19.00 dan 20.00. Selama periode ini,
β’ permintaan konsumen No.1 = 2000 w
β’ permintaan konsumen No. 2 = 1200 w
β’ permintaan konsumen No. 3 = 1800 w
β’ permintaan konsumen No. 4 = 1900 w
β’ Permintaan maksimum simultan dari keempat konsumen =
( 2000 + 1200 + 1800 + 1900) = 6900 W
β’ Jumlah permintaan maksimum individu =( 4 x 2000) = 8000 w
β’ Faktor keragaman =
8000
6900
= 1,16
9. β’ Beban perumahan atau rumah tangga
Beban ini terutama terdiri dari lampu dan kipas angin, peralatan rumah tangga
seperti pemanas, lemari es, penerima radio AC, pesawat televisi, kompor listrik, dan
peralatan listrik kecil untuk digunakan di rumah.
β’ Beban komersial
Beban ini terutama terdiri dari penerangan untuk toko, iklan, dll, kipas angin dan
peralatan listrik yang digunakan di toko-toko komersial, restoran, tempat pasar, dll. Ini
termasuk motor kecil dan beban yang mirip dengan beban perumahan tetapi lebih besar.
β’ Beban industry
Jenis beban ini dapat dibagi lagi menjadi beberapa bagian tergantung pada
rentang daya yang diperlukan: misalnya, industri rumahan yang membutuhkan tidak lebih
dari 5 kW; industri kecil yang sekitar 25 kW; industri menengah antara 25 dan 100 kW;
industri besar yang 100-500 kW; dan industri berat lebih dari 500 kW.
JENIS BEBAN
10. 10
β’ Prediksi Beban
ketika dipertimbangkan untuk durasi beban penerangan
jalan. Beban ini akan disuplai oleh distributor yang berjalan
sepenuhnya terpisah dan independen dari distributor lain untuk
beban penerangan jenis lain. Ini diperlukan karena semua lampu
jalan harus dinyalakan dan dimatikan secara bersamaan. Ini
dilakukan dengan sakelar waktu sehingga lampu dikontrol secara
otomatis pada waktu yang diperlukan.
β’ Irigasi
Jenis beban ini diperlukan untuk memasok air ke
ladang seperti yang dibutuhkan untuk tanaman di musim yang
berbeda, dengan menggunakan pompa yang sesuai yang
digerakkan oleh motor listrik.
11. Industri besar
Kategori ini akan menghubungkan beban 100 hingga 500 kW.
Mereka mungkin terdiri dari pabrik tepung dan minyak besar, gula, pabrik
pemintalan dan pengepresan kapas, pabrik penggilingan baja kecil, pabrik
es besar, dll.
Industri berat
Dalam kategori ini bebannya lebih dari 500 kW. Contohnya
adalah pabrik kimia, pabrik tekstil. pabrik semen, rolling mill besi dan
baja, ekstraksi aluminium dari bijih, pertambangan dan industri
manufaktur skala besar, dll. Persyaratan beban untuk setiap jenis dalam
kategori ini harus dinilai secara individual.
12. Penerangan jalan
Pertumbuhan penerangan jalan harus dipelajari
sebagai fungsi dari pertumbuhan penduduk. Permintaan
listrik tergantung pada panjang jalan dan ukuran pusat
perbelanjaan serta kemampuan pemerintah kota untuk
membayar fasilitas ini.
13. 13
LISTRIK PEDESAAN
Dengan sejumlah proyek listrik yang direncanakan dan
skema besar yang muncul di India, sangat mungkin jaringan
tegangan tinggi akan menyebar ke seluruh negeri, Beban
perumahan pedesaan terutama terdiri dari penerangan, pemanas
damestic, lemari es dan pompa air.
Persyaratan beban langsung di desa-desa di India adalah
menyalakan air pemompaan di pertanian dan penggilingan biji-
bijian. Beberapa muatan tipikal telah diberikan. Perhatian yang
cukup besar diberikan pada elektrifikasi pedesaan di India, dan
skema untuk memasok daerah pedesaan dengan daya murah dari
jaringan sedang dipertimbangkan dan sedang dipertimbangkan.
konstruksi Desa-desa berpenduduk jarang dan kepadatan beban
sangat rendah. Listrik satu fasa yang disuplai dari tegangan tinggi,
jaringan 3 fasa sedang dipertimbangkan untuk distribusi daya.
14. PERAMALAN BEBAN DAN KEBUTUHAN ENERGI LISTRIK
Umumnya metode berikut diguanakan untuk menyiapkan
prakiraan atau perkiraan permintaan listrik masa depan yaitu :
Metode Sectional atau Metode Survei Beban
Dalam metode ini, area yang dipertimbangkan
dikunjungi dan persyaratan beban yang ada dan yang akan
datang diperkirakan, dengan mempertimbangkan kebutuhan
masyarakat di wilayah tersebut dan faktor yang kemungkinan
akan meningkatkan permintaan beban area tersebut dalam waktu
dekat.
15. Metode Ekstrapolasi
Metode-metode ini digunakan untuk mempersiapkan tren peningkatan
permintaan dan konsumsi energi selama periode yang lalu untuk dibandingkan
dengan periode prakiraan.
Metode Matematika
Metode ini menggunakan teknik pemasangan kurva linier dan/atau
eksponensial untuk eksplorasi kurva. Prosedur ini berlaku jika tersedia data
statistik yang memadai selama periode yang cukup lama tentang konsumsi
listrik di masa lalu.
16. Metode Matematika Mempertimbangkan Parameter Ekonomi atau
'Energonomiβ
Standar hidup ekonomi dan konsumsi listrik memiliki pola hubungan
tertentu. Pergantian berbagai kesukaan eadgy dengan energi listrik dikarenakan
kelebihan listrik seperti avalabilay, day, dopday, dan dapat diukur secara akurat.
Konsumsi energi listrik spesifik tergantung pada parameter ekonomi esensial
berikut:
- Investasi bruto spesifik - Konsumsi energi mentah
- Produksi industri. - Konsumsi baja, perumahan,
transportasi, dll
- Produk nasional bruto spesifik (GNP).
17. PERAMALAN ENERGI LISTRIK YANG DIGUNAKAN DI INDIA
Untuk negara besar seperti India dengan populasi lebih dari satu miliar dan
tingkat pertumbuhan ekonomi yang cepat, tidak ada satu pun sumber daya energi
yang mengatasi semua masalah yang berkaitan dengan ketersediaan pasokan bahan
bakar. dampak lingkungan. Oleh karena itu, semua sumber daya yang tidak
menghasilkan emisi karbon harus digunakan.
Prakiraan beban yang mungkin dengan demikian dikerjakan dengan
menggunakan berbagai metode dan Menghubungkannya dengan indeks ekonomi dan
GNP Tren kebutuhan energi untuk setiap kelas beban dan berdasarkan wilayah dapat
diperbaiki secara terkini di periode mendatang perencanaan
18. BEBAN YANG DIHARAPKAN DAN PERTUMBUHAN ENERGI DI INDIA
Rencana Lima Tahun memberikan beban dan pertumbuhan energi yang
diharapkan. Untuk perencanaan pengembangan tenaga listrik, India dibagi
menjadi lima zona regional: (i) Wilayah Utara, (ii) Wilayah Selatan, (i) Wilayah
Barat, (iv) Wilayah Timur, dan (v) Wilayah Timur Laut. Di kemudian hari, ada
rencana untuk menghubungkan jaringan regional menjadikannya jaringan super,
jaringan regional akan saling terhubung menjadikannya jaringan super di tingkat
Seluruh India. Data untuk tingkat Seluruh India hingga periode 1983/84.
19. Definisi dari istilah-istilah yang digunakan dalam tabel
adalah sebagai berikut: Kapasitas terpasang adalah jumlah
peringkat pabrikan dari semua pembangkit yang terpasang.
Beban puncak adalah permintaan pelanggan akhir simultan
maksimum yang terjadi selama tahun fiskal yang diukur
dengan pengiriman aktual pada sumber daya massal.
Energi yang dihasilkan adalah agregat dari pengeluaran
energi dari semua konsumen akhir yang diukur pada H.T.
busbar di stasiun pembangkit.
20. MASALAH
1.1 Tentukan 'beban terhubung', 'permintaan maksimum', 'faktor
permintaan' dan 'faktor bebanβ. Konsumen memiliki beban terhubung
berikut: 10 lampu masing-masing 60 W dan dua pemanas
masingmasing 1000 W. Permintaan maksimumnya adalah 1500 W.
Rata-rata, dia menggunakan 8 lampu selama 5 jam sehari dan masing-
masing pemanas selama 3 jam sehari. Temukan beban rata-rata,
konsumsienergi bulanan, dan faktor bebannya.
1.2 apa itu factor keragaman ? Sebutkan keuntangan dari keragaman
beban dalam system tenaga listrik. Buktikan bahwa factor beban
system tenaga ditingkatkan dengan peningkatan keragaman beban.
1.3 Terdapat empat konsumen listrik yang memiliki kebutuhan beban
yang berbeda pada waktu yang berbeda. Konsumen No. 1 memiliki
beban rata-rata 1 kW dan permintaan maksimumnya adalah 5
21. kW pada jam 8 malam. Konsumen No. 2 memiliki permintaan
maksimum 2 kW pada jam 9 malam, permintaan 1,6 kW pada
jam 8 malam. dan faktor beban harian 15%. Konsumen No. 3
memiliki permintaan maksimum 2 kW pada jam 12 siang,
beban 1 kW pada jam 8 malam. dan beban rata-rata 500 W.
Konsumen No. 4 memiliki permintaan maksimum 10 kW pada
pukul 5 sore. beban 5 kW pada jam 8 malam. dan faktor beban
harian 25%. Permintaan maksimum pada sistem terjadi pada
jam 8 malam. Temukan (a) faktor keragaman, (b) rata-rata
beban dan faktor beban dari masing-masing konsumen, dan (c)
rata-rata beban dan Faktor beban dari beban gabungan.
22. 22
1.4 Nyatakan berbagai kategori beban pada sistem tenaga listrik. Suatu sistem
tenaga listrik memiliki beban berikut:
(i) Beban penerangan perumahan: permintaan maksimum, 1000 kW; faktor beban,
keragaman 20%. antar konsumen, 1.3. (ii)
Beban komersial: permintaan maksimum, 2000 kW; faktor beban, 30%;
keragaman antar
konsumen, 1.I.
(iii) Beban industri: permintaan maksimum, 5000 kW; faktor beban, 80%;
faktor keragaman antara beban industri yang berbeda, 1.2.
Faktor keragaman keseluruhan dapat diambil sebagai 1 ,4. Temukan (a) permintaan
maksimum pada sistem, (b) konsumsi energi harian dari setiap jenis beban dan
konsumsi energi total, (c) faktor beban, dan (d) beban yang terhubung dari setiap
jenis, dengan asumsi bahwa faktor permintaan untuk masing-masing adalah 100%.
23. 23
Waktu pagi 1 3 4 5 6 7
Industri
pencahayaan
50 20 20 30
2000 3000
Waktu Sap.
9 10 11 12
pm. 1
2 3
Industri
pencahayaan
2S00 2S00 2500 2000 1000 2000 2500
Waktu siang 5 6 7 8 9 10 11 12
Industri
pencahayaan
2Ck)0
500
ISOO
2000
1000
5000
1 ooo
4000 3000 2000 500
Jelaskan pengaruh beban di luar puncak pada kurva beban. Satu ton
memiliki muatan berikut dalam kilowatt:
24. 24
Permintaan maksimum pada sistem adalah 6000 kW pada
jam 8 malam. Diusulkan untuk menambahkan beban saluran
air kota ke sistem. Temukan pengaruh beban saluran air dari
permintaan maksimum 1500 kW ketika dipasok secara
seragam pada waktu tidak sibuk antara pukul 23.30. dan 6.30
pagi.
1.6 Jelaskan metode peramalan beban saat merencanakan
proyek baru pada sistem tenaga listrik.
1.7 Sebuah desa yang berpenduduk 10.000 harus diberi
tenaga listrik. Asumsikan rumah tangga rata-rata terdiri dari
5 orang dan 80% rumah tangga akan membeli listrik.
Perkirakan kemungkinan beban di desa dan kurva beban
yang diharapkan, permintaan maksimum, konsumsi energi
harian, dan faktor beban. Asumsikan desa memiliki industri
rumahan, beberapa industri skala kecil dan beban
penerangan.
25. 25
1.8 Sebuah pabrik tekstil memiliki permintaan maksimum 3000
kW dan faktor beban 80% selama 8 jam sedang
mempertimbangkan apakah akan memiliki pembangkit sendiri
atau membeli listrik dari perusahaan utilitas publik yang besar.
Sebutkan faktor-faktor utama yang harus diperhitungkan dari
sudut pandang (i) pabrik tekstil dan (fi) perusahaan utilitas.
1.9 Merencanakan dan memperkirakan pengembangan tenaga
listrik yang dibutuhkan untuk kota mandiri baru didirikan untuk
pekerja proyek industri besar, mis. sebuah rolling-mill baja.
1.10 sebuah kota metropolitan dengan populasi 1 juta memiliki
industry besar, industry menengah. Fasilitas modern untuk
penerangan jalan, pasokan air, dll. Kereta api pinggiran kota dan
gerbong trem. Perkirakan kebutuhan tenaga listrik, permintaan
maksimum. Kurva beban dan factor beban yang diharapkan.
Buat asumsi yang sesuai untuk beban dan waktu terjadinya.
26. 26
Jawab
1.1
Diket :
10 lampu = 60w
2 pemanas = 1000w
Permintaan maksimum 1500 w
Menggunakan 8 lampu selama 5 jam sehari dan pemanas 3 jam sehari.
Ditanya :
Beban rata-rata, konsumsi energi bulanan dan factor beban
8x60w = 480w
480 x 5 jam = 2400
2 x 1000 w = 2000w
2000 x 3 jam = 6000
2400+6000 = 8400wh atau 8,4 kwh
*beban rata-rata = 8400/24 jam = 350w
*konsumsi energi bulanan = energi yang dikonsumsi x 30 hari = 8,4kwh x 30 hari = 252 KWH
*factor beban = energi yang dikonsumsi selama 24 jam / permintaan maksimum x 24 jam
= 8400/1500 x 24 = 8400 / 36000 = 0,233 = 23,33%
27. 27
1.2 factor keragaman adalah sebagai perbandingan antar jumlah beban maksimu dari
masing β masing unit beban yang ada pada suatu system terhadap beban maksimum
system secara keseluruhan.
Pengetahuan tentang factor keragaman sangat penting dalam menentukan kapasitas
peralatan pabrik. Semakin besar factor keragaman semakin rendah biaya
pembangkitan tenaga . Karena factor keragaman yang lebih besar berarti permintaan
maksimum yang lebih rendah.
Faktor keragaman pembangkit listrik selalu lebih besar dari 1. factor keragaman
memainkan peran penting dalam penentuan biaya pembangkit listrik semakin besar
factor keragaman, semakin kecil biaya pembangkitan tenaga.
28. 28
1.3 Diket :
Konsumen 1 = beban rata rata 1 Kw permintaan maksimum 5 kw jam 8 malam
Konsumen 2 = permintaan maksimum 2kw jam 9 malam , permintaan 1,6 kw pada
jam 8 malam dan beban factor beban harian 15%
Konsumen 3 = permintaan maksimum 2 kw jam 12 siang beban 1kw jam 8 malam
dan beban rata β rata 500W
Konsumen 4 = permintaan maksimum 10 kw pukul 5 sore beban 5 kw jam 8 malam
factor beban harian 25%
Permintaan maksimum pada system jam 8 malam
ditanya.:
a)Faktor keragaman
b)Rata βrata beban dan factor beban dari masing-masing konsumen
c)rata-rata beban dan factor beban dari beban gabungan.
a) 5000+2000+2000+10.000 = 19.000W
Jumlah permintaan maksimum individu adalah 19KW
Permintaan maksimum simultan = 5Kw + 1,6kw + 5 kw +1 kw = 12,6 kw
Faktor keragaman = 19 kw / 12,6 kw = 1,507 kw atau 1,51 kw
30. 30
1.4
b)I penerangan perumahan
Energi harian 24 jam = factor beban x permintaan maksimum x24 jam
0,2 x 1000 x24 = 4800kwh
II komersial
Energi harian = factor beban x permintaan maksimum x 24 jam = 0,3 x 2000 x24 =
14.400kwh
III Bahan industry = factor beban x permintaan maksimum x 24 jam
= 0,8 x 5000 x 24 = 96.000 kwh
Total konsumsi energi = 4800 +14.400 +96.000 = 115.200kwh
c) Faktor beban total = total energi yang dikonsumsi 24 jam / total permintaan
maksimum x 24
= 115.200 / 137.143 = 0,839 atau 84%
31. 31
1.6 Salah satu metode dalam sistem cerdas yang dapat digunakan untuk
peramalan beban adalah metode adaptive neuro fuzzy inference sistem (ANFIS).
Pada penelitian ini, metode tersebut digunakan untuk peramalan beban listrik
jangka pendek atau harian. Data yang dipergunakan untuk pembelajaran pada
peramalan ini adalah data sebenarnya (actual data) yang diambil dari PT.PLN
(Persero) Area Pengatur Distribusi Bali, mulai dari bulan Juni 2011 sampai
dengan Agustus 2011 dan Desember 2012 sampai dengan Februari 2013.
Pembangunan Model ANFIS menggunakan program Matlab.
Fuzzy Inference System yang digunakan adalah tipe Takagi-Sugeno orde satu,
dengan membership function yaitu time (jam), data histori beban listrik
sebelumnya, kondisi hari sebelumnya (hari kerja atau hari libur) dan kondisi
hari ini (hari kerja atau hari libur) masing-masing berjumlah 7, 10, 2 dan 2
dengan tipe fungsi keanggotan gbellmf.
Ada metode berikut digunakan untuk menyiapkan peramalan atau perkiraan
permintaan asa depan energii lsitrik
a.Metode penampang atau metode survei beban
b.Metode ekstrapolasi
c.Metode matematika
d.Metode matematika dengan mempertimbangkan parameter ekonomi
32. 32
1.9 Konsumsi listrik pada operasi pengerolan panas lebih dari 70 kWh/
ton. Konsumen utama adalah rolling stand dan coilers. Namun, peralatan
bantu tidak dapat diabaikan karena merupakan 25% dari energi
listrik [1], [2].
1.10 Untuk negara- negara yang sangat terindustrialisasi dan memiliki
konsumsi energi yang tinggi (negara- negara Nordik, AS, Australia, dll.),
jumlah energi yang dibutuhkan untuk kota berpenduduk 1 juta adalah
sekitar 1500 MW Untuk memberikan urutan besarnya, itu adalah jumlah
daya yang khas dihasilkan oleh pembangkit listrik tenaga nuklir besar
atau bendungan hidroelektrik (bahkan yang lebih besar mencapai 3000
dan lebih) Untuk beberapa negara yang tidak terlalu haus listrik (t
negara- negara Eropa, juga Cina dan Afrika Selatan), jumlahnya
mendekati 500 MW (yang kira- kira sama dengan pembangkit listrik
berbahan bakar batu bara atau gas alam skala menengah di AS) Untuk
sebagian besar negara di Asia, Amerika Selatan, dan Afrika Utara,
jumlahnya mendekati 100-150 MW untuk kota IM. -saharan har negara
(tidak termasuk afrika selatan), jumlahnya biasanya kurang dari 50 M A
commen mid- sd Subine membuat dan 2 Mo kurang dari 25 turbin angin
diperlukan untuk kota M
