Tawaran Skripsi/Proyek Akhir (PA) diberikan kepada Mhs TRE23 untuk melakukan riset terapan dengan tema “Optimisasi Sistem Tenaga Listrik untuk Mendukung Integrasi Energi Terbarukan dan Stabilitas Jaringan”, yang akan dibimbing oleh bapak Ir. Candra Febri Nugraha, S.T., M.Eng. dengan melibatkan hingga tujuh mahasiswa.
Optimisasi Kapasitas Inverter-BESS untuk Smoothing Daya PLTS/PLTB dengan Mempertimbangkan Stabilitas Frekuensi Sistem
Integrasi PLTS dan PLTB ke sistem tenaga dapat menyebabkan fluktuasi daya keluaran akibat perubahan iradiasi matahari dan kecepatan angin. Fluktuasi ini tidak hanya berdampak pada perubahan daya aktif, tetapi juga dapat memengaruhi kestabilan sistem, terutama respons frekuensi ketika terjadi perubahan pembangkitan secara cepat. Inverter-BESS dapat digunakan untuk meredam fluktuasi daya melalui mekanisme power smoothing, namun kapasitas inverter dan baterai perlu ditentukan secara optimal agar mampu menjaga keluaran daya tetap halus sekaligus mendukung kestabilan sistem tanpa menghasilkan ukuran BESS yang berlebihan.
Optimisasi Penempatan dan Kapasitas Inverter-BESS pada Jaringan Tegangan Menengah untuk Peak-Shaving dan Voltage Support
Jaringan tegangan menengah sering mengalami peningkatan beban pada periode puncak yang dapat menyebabkan kenaikan loading penyulang/trafo, rugi-rugi daya, serta penurunan profil tegangan pada bus-bus tertentu, terutama di ujung jaringan. Inverter-BESS dapat dimanfaatkan untuk melakukan peak-shaving melalui proses pengisian baterai saat beban rendah dan pelepasan daya saat beban puncak. Selain itu, inverter-BESS juga dapat memberikan voltage support melalui pengaturan daya reaktif. Namun, efektivitas BESS sangat dipengaruhi oleh lokasi penempatan, kapasitas daya inverter, kapasitas energi baterai, serta strategi operasi aktif-reaktifnya. Oleh karena itu, diperlukan optimisasi untuk menentukan lokasi dan kapasitas inverter-BESS yang paling sesuai agar mampu menurunkan beban puncak, memperbaiki profil tegangan, dan mengurangi loading jaringan tanpa menghasilkan kapasitas sistem yang berlebihan.
Optimisasi Transmission Expansion Planning dengan Mempertimbangkan Pertumbuhan Beban, Lokasi Pembangkit, dan Keamanan Sistem Tenaga Listrik
Pertumbuhan beban listrik menuntut sistem transmisi untuk terus dikembangkan agar mampu menyalurkan daya secara andal dan efisien. Namun, perencanaan ekspansi transmisi tidak hanya bergantung pada kebutuhan kapasitas penyaluran, tetapi juga dipengaruhi oleh faktor teknis dan geografis, seperti kondisi medan, jarak antar-gardu induk, jarak ke pembangkit, kesulitan pembangunan jalur transmisi, serta biaya investasi. Selain itu, rencana ekspansi harus tetap memenuhi aspek keamanan sistem tenaga listrik, seperti batas tegangan, loading saluran/trafo, rugi-rugi daya, dan kriteria kontingensi N-1. Oleh karena itu, diperlukan metode optimisasi untuk menentukan alternatif pengembangan jaringan transmisi yang paling efektif dengan mempertimbangkan pertumbuhan beban, lokasi pembangkit, faktor medan, biaya pembangunan, dan keamanan operasi sistem.
Optimisasi Dispatch Pembangkit dengan Mempertimbangkan Aliran Daya dan Kebutuhan Cadangan Regulasi Frekuensi
Penjadwalan dan dispatch pembangkit umumnya dilakukan untuk memenuhi kebutuhan beban dengan biaya operasi minimum. Namun, dalam operasi sistem tenaga, pembangkit tidak hanya harus mampu memenuhi keseimbangan daya aktif, tetapi juga harus memperhatikan batasan teknis jaringan seperti kapasitas saluran, profil tegangan, rugi-rugi daya, dan batas pembebanan trafo. Selain itu, sistem juga memerlukan cadangan regulasi frekuensi untuk merespons perubahan beban atau fluktuasi pembangkit secara cepat, terutama pada sistem dengan penetrasi energi terbarukan yang semakin tinggi. Jika kebutuhan cadangan ini tidak dipertimbangkan, hasil dispatch dapat terlihat ekonomis tetapi kurang aman secara operasi. Oleh karena itu, diperlukan optimisasi penjadwalan dan dispatch pembangkit yang mempertimbangkan aliran daya serta kebutuhan cadangan regulasi frekuensi agar operasi sistem tetap ekonomis, andal, dan aman terhadap perubahan kondisi sistem.
Analisis Potensi Pemanfaatan Vehicle-to-Grid dalam Regulasi Frekuensi Primer untuk Menjaga Stabilitas Sistem Tenaga Listrik
Peningkatan penetrasi energi terbarukan dan perubahan pola beban dapat membuat sistem tenaga listrik semakin rentan terhadap gangguan frekuensi, terutama ketika terjadi ketidakseimbangan antara daya pembangkitan dan beban. Di sisi lain, jumlah kendaraan listrik yang terhubung ke jaringan berpotensi dimanfaatkan sebagai sumber fleksibilitas melalui mekanisme Vehicle-to-Grid (V2G). Melalui pengaturan charge-discharge, kendaraan listrik dapat membantu menyediakan regulasi frekuensi primer dengan merespons perubahan frekuensi secara cepat. Namun, pemanfaatan V2G perlu dianalisis lebih lanjut karena sangat dipengaruhi oleh ketersediaan kendaraan, kapasitas baterai, daya charger, pola kedatangan dan keberangkatan kendaraan, batas State of Charge, serta dampaknya terhadap kestabilan sistem. Oleh karena itu, diperlukan analisis potensi V2G untuk mendukung regulasi frekuensi primer agar dapat diketahui sejauh mana kendaraan listrik mampu membantu menjaga stabilitas frekuensi sistem tenaga listrik.
Kualifikasi yang Direkomendasikan
- Memiliki pemahaman dasar terkait metode optimisasi seperti linear programming, particle swarm optimization, genetic algorithm, grey wolf optimizer, ataupun metode optimisasi lainnya.
- Familiar dengan bahasa pemrograman Python atau C.
- Mampu melakukan simulasi aliran daya, quasi-dynamic, analisis kontingensi, dan analisis RMS menggunakan DIgSILENT PowerFactory.
- Mampu mengolah data dalam ukuran yang besar menggunakan Excel.
Bagi mahasiswa yang berminat, silakan bisa mengirim email ke candra.febri.nugraha@ugm.ac.id dengan mencantumkan informasi berikut:
- Judul atau tema proyek akhir/skripsi yang diminati (bisa lebih dari 1 atau mengajukan judul di luar topik-topik di atas).
- Alasan memilih judul atau tema tersebut.
- Penjelasan singkat mengenai pengalaman yang relevan dengan kualifikasi teknis yang diperlukan di atas.