Perpustakaan Digital ITB

Energi listrik berperan sangat penting pada setiap sektor untuk meningkatkan pertumbuhan ekonomi suatu wilayah. Berbagai permasalahanpun sering terjadi dalam memenuhi kebutuhan energi listrik, salah satunya adalah derating. Derating merupakan suatu kondisi yang terjadi apabila daya keluaran (MW) unit lebih rendah dari Daya Mampu Netto (DMN) nya artinya tidak terpenuhinya permintaan beban oleh pembangkit yang berakibat pada kekurangan suplai atau kehilangan suplai energi listrik. Permasalahan ini berkaitan erat dengan ketidakpastian ketersediaan energi primer batubara sebagai salah satu sumber energi primer pada pembangkit listrik tenaga uap. Berbagai faktor yang mempengaruhi ketersedian energi primer adalah permasalahan pengiriman batubara (transshipment) yang berkaitan dengan permasalahan persediaan (inventory) dan kuantitas batubara, sedangkan faktor yang mempengaruhi kualitas batubara adalah penentuan nilai kalori batubara yang sesuai dengan kebutuhan pembangkit baik dari desain mesin maupun kapasitasnya. Salah satu metode yang digunakan adalah dengan melakukan fuel blending, proses ini digunakan untuk mendapatkan nilai kalori batubara yang sesuai kebutuhan dengan batasan moisture, sulfur, dan ash. Dari berbagai faktor tersebut, para peniliti hanya berorientas pada batasan-batasan sistem operasi saja sehingga faktor lainpun yang ternayata mempunyai pengaruh yang besar seringkali diabaikan. Sedangkan di Indonesia yang notabene sebagai negara kepulauan, sebagian besar pengiriman batubara dilakukan melalui laut dari pemasok menuju pembangkit masing-masing wilayah dimana sebagian besar pemasok batubara memiliki tambang dengan lokasi berbeda yang berpengaruh terahadap kualitas kalori dan harga batubara. Sehingga pembangkit mengalami kendala dalam menentukan pemasok batubara yang sesuai dengan kebutuhan. Berbagai permasalahan yang telah dipaparkan dapat menyebabkan ketidakoptimalan penjadwalan operasi pembangkit dan akan berdampak secara signifikan terhadap keseluruhan operasi sistem yang mengakibatkan biaya operasional menjadi sangat mahal. Hal ini menjadikan dasar penelitian bagi penulis untuk dikembangkan secara detail dan spesifik dengan mengkombinasikan antara permasalahan optimasi penjadwalan pembangkit dengan batasan sistem operasi, pengiriman, pencampuran, dan penyimpanan batubara dengan menggabungkannya sebagai permasalahan optimasi operasi pembangkit listrik tenaga uap akibat ketidakpastian energi primer Pada penelitian ini, penulis menggunakan pendekatan Mixed-Integer Linear Programming (MILP) dalam memecahkan permasalahan derating yang telah dipaparkan sebelumnya. Algoritma optimasi diimplementasikan menggunakan software Pyomo sebagai library open source berbasis pemrograman Python dimana solver GNU Linear Programming Kit (GLPK) digunakan dalam menyelesaikan algoritma Linear Programming (LP) dan Mixed-Integer Programming (MIP). Algoritma optimasi tersebut diantaranya algoritma unit commitment dan economic dispatch, coal transshipment, fuel blending dan inventory. Penggabungan algoritma ini menjadikan algoritma baru yang berfungsi dalam optimasi operasi penjadwalan pembangkit listrik tenaga uap untuk menentukan waktu yang optimal bagi pembangkit melakukan permintaan pengiriman batubara dan pemeliharaan sistem sesuai dengan persedian batubara pada penyimpanan pembangkit. Pengujian algoritma diaplikasikan menggunakan sistem IEEE 39-bus selama satu minggu dengan interval waktu setiap satu jam, sehingga total simulasi adalah 168 jam. Penambahan algoritma baru ini memberikan biaya pembangkitan 5,57% lebih murah dibandingkan tanpa menggunakan algoritma baru dan optimasi operasi pembangkit listrik lebih optimal.