Perpustakaan Digital ITB

Serangan fisik yang disengaja pada jaringan transmisi yang luas dapat mengakibatkan load shedding atau gangguan di jaringan sistem tenaga listrik. Risiko kerentanan jaringan ini harus dideteksi dan dianalisa untuk dapat dimitigasi dengan menurunkan risiko tersebut melalui perencanaan pengembangan transmisi. Saat ini, perencanaan pengembangan transmisi hanya mempertimbangkan kapasitas N-1 dan ekonomi, atau belum memperhitungkan risiko kerentanan jaringan dan penetrasi energi terbarukan atau renewable energy. Melakukan analisa dan kuantifikasi risiko kerentanan serta melakukan optimal investasi pengembangan transmisi non-wire menjadi minat dari penulis pada disertasi ini. Penelitian terkait kerentanan pada keamanan infrastruktur ketenagalistrikan dilakukan dengan pendekatan metode topografi, aliran daya, fungsional, logika dan hybrid antar metode tersebut. Penelitian ini memperkenalkan pendekatan baru untuk memodelkan permasalahan penelitian dan secara optimal mengurangi kerentanan jaringan terhadap serangan transmisi yang disengaja dengan menggabungkan analisis model logika Game Theory Attacker Defender dengan aliran daya dan analisis risiko probabilistik. Dibandingkan dengan penelitian sebelumnya, metode ini mempertimbangkan logika atau rasionalitas dan real aliran daya sehingga lebih realistik daripada metode topografi maupun fungsional matematis dan dapat diterapkan pada sistem power grid yang kompleks. Selain itu, analisa risiko probabilistik mampu melakukan kuantifikasi untuk parameter rasionalitas. Metode inovatif pada penelitian ini akan menghitung nilai risiko kerentanan sebagai hasil optimal attacker dan direspon oleh defender atau network planner utility dengan mengalokasikan sumber daya teknologi renewable energy yaitu photovoltaic dan baterai berdasarkan optimasi lokasi dan kapasitas pada constraint anggaran investasi. Sehingga akan didapatkan keputusan investasi pengembangan transmisi non-wire sebagai ekulibrium dari Game theory. Penelitian ini dilaksanakan pada tiga sistem pengujian bus IEEE: 14-bus, 39-bus, 118-bus, dan sistem real kelistrikan Batam-Bintan. Pada hasil numerik penelitian ini didapatkan nilai risiko kerentanan pada 14, 39, 118 bus dan Batam-Bintan ii berturut-turut adalah 112,3 MW (43,3 % beban); 298,79 MW (4,91 % beban); 48,3 MW (1,31 % beban); dan 88,09 MW (26,91 % beban). Selain itu di sisi defender, dalam Kasus 1, investasi dalam photovoltaics lebih optimal daripada Kasus 2, di mana defender mengintegrasikan photovoltaics dengan baterai. Di 14-bus kasus 1, risiko kerentanan jaringan turun dari 112,3 MW menjadi 58,78 MW; di 39-bus, turun dari 298, 78 MW menjadi 79,9 MW, dan di 118-bus, turun dari 48,3 MW ke 29,81 MW. Sedangkan pada sistem Batam-Bintan, risiko kerentanan jaringan turun dari 88,9 MW menjadi 54,27 MW. Dari data plot kurva exponential cost model dan ekuilibrium Game didapatkan biaya investasi pengembangan transmisi non-wire yang optimal pada masing-masing sistem uji dan Batam-Bintan. Data optimal attacker menunjukkan sesuai atau relevan dengan kejadian gangguan Black Out sistem Batam-Bintan tanggal 01 Januari 2023 dan data optimal defender sesuai dengan hipotesa. Penelitian ini berkontribusi pada akademik, perusahaan listrik dan industri mengenai metode baru pada kuantifikasi risiko kerentanan, optimasi pengembangan transmisi dan pengggunaan teknologi terkini renewable energy. Penelitian ini dapat dikembangkan dengan AC Power Flow sehingga dapat ditentukan FACTS Devices untuk meningkatkan keandalan sistem.