all about electricity (indonesia)

Posts tagged ‘Jawa’

Gedung Miring, BPP, Persamaan Linear dan Kumon

apr2015 feb2015 jan2015 jun2015 mar2015 mei2015

Setelah lebaran kami kedatangan tamu dari GM (Gedung Miring), kantor PLN P3B Jawa Bali di Gandul Cinere Jakarta yang legendaris itu, yaitu Bapak Edwin Nugraha Putra, Manajer Bidang Operasi Sistem Jawa Bali. Beliau datang memberi kuliah umum mengenai update posisi perusahaan dalam Sistem Tenaga Listrik Jawa Bali (SJB). Paparan dari beliau menyegarkan kembali ingatan saya mengenai aplikasi penerapan ilmu analisis tenaga listrik dalam kondisi nyata di lapangan. Anda dapat mengakses Majalah Gedung Miring untuk mendapatkan update informasi SJB.

Salah satu topik yang dibahas beliau adalah topik economic dispatch, bagaimana operator sistem melakukan optimasi penghematan biaya operasi sistem. Seperti uraian dalam artikel saya terdahulu, operator sistem dibantu aplikasi untuk melakukan economic dispatch ini. Saat ini P3B JB memakai aplikasi jROS: joint Resource Optimization and Scheduler dengan metode optimasi menggunakan MILP (Mix Integer Linear Programing). Optimasi ini penting karena disini lah peluang PLN melakukan efisiensi biaya operasi dalam orde puluhan milyar Rupiah per hari.

Salah satu teknik optimasi yang dijelaskan adalah mengenai mekanisme cara pemilihan unit pembangkit yang dibutuhkan untuk menambah pasokan daya ke SJB.

Dengan memodelkan kurva biaya operasi pembangkit listrik ke dalam persamaan linear:

\bold{y = mx + b}

atau

\bold{y = ax + b}

operator sistem dapat mengoptimasi biaya operasi dengan cara memilih pembangkit yang didispatch dengan komposisi pembebanan yang pas.

Variabel persamaan di atas adalah:

y = biaya operasi pembangkit listrik(Rp/jam)
a = incremental cost (Rp/kwh)
x = pembebanan pembangkit listrik(kW)
b = biaya operasi pembangkit listrik pada saat beban nol

P3B memperoleh kurva biaya operasi unit-unit pembangkit SJB dengan cara melakukan pengukuran heat rate pembangkit listrik pada beberapa titik pembebanan misal pada beban 25%, 50%, 75%, 100% dan informasi bahan bakar (nilai kalor dan harga). Heat rate (dalam kcal/kWh) menunjukkan seberapa efisien sebuah mesin pembangkit menghasilkan listrik (kWh) dari input bahan bakarnya (kcal). Sedang informasi bahan bakar akan membentuk Biaya Pokok Produksi (BPP) yang dirumuskan:

\bold{BPP = heat\:rate \times \displaystyle \frac{harga\:bahan\:bakar}{nilai\:kalor\:bahan\:bakar}}

jika dilihat satuannya, maka persamaan ini dapat ditulis:

\bold{BPP = \displaystyle \frac{kcal}{kWh} \times \displaystyle \frac{\displaystyle\frac{Rp}{kg}}{\displaystyle\frac{kcal}{kg}} = \frac{Rp}{kWh}}

atau kita sebut sebagai incremental cost dalam persamaan linear di atas.

Dari persamaan ini, jika SJB membutuhkan penambahan beban maka operator sistem akan memilih pembangkit listrik yang memiliki incremental cost terkecil. Atau dengan kata lain, gradien persamaan linear (a atau m) yang menjadi penentu pemilihan tersebut, bukan kurva atau biaya operasi itu sendiri.

Misal kita akan memilih salah satu dari 2 pembangkit listrik, unit 007 dan unit 008, yang masing-masing telah berbeban 50 MW, yang salah satunya akan ditambah bebannya menjadi 100 MW, dengan masing-masing kurva biaya operasinya:

Unit 007:

  • y = 400 x + 5.000.000

Unit 008:

  • y = 300 x + 20.000.000

ilustrasi kurva biaya operasi pembangkit listrik

Sekilas jika kita bandingkan kurva biaya operasinya, unit 007 memiliki biaya operasi yang lebih murah di semua titik pembebanan dibandingkan unit 008. Namun demikian gradien atau incremental cost unit 008 lebih landai daripada unit 007, sehingga operator sistem akan memilih menaikkan beban unit 008 dari 50 MW menjadi 100 MW terlebih dahulu jika sistem membutuhkan.

Biaya operasi untuk keperluan optimasi disini hanya memperhitungkan komponen bahan bakar, sedangkan biaya produksi yang sesungguhnya meliputi biaya pengembalian investasi, biaya tetap, biaya variabel lain non bahan bakar yang penjelasannya bisa dibaca disini.

Tentu saja ilustrasi ini hanya satu di antara beberapa hal yang dijadikan pertimbangan oleh operator sistem dalam melakukan manuver pembebanan. Jika diurutkan, security (stabilitas sistem) tetap menjadi prioritas pertama, kemudian reliability (keandalan), baru kemudian pertimbangan ekonomi (economic dispatch) dalam pengoperasian SJB.

Berbicara persamaan linear, sebetulnya sudah tidak asing lagi bagi kita, karena tekniknya telah kita pelajari sejak kecil (kalau saya sejak SMP). Anak saya yang belajar matematika di Kumon telah mempelajari teknik bagaimana membuat persamaan linear (garis) jika diketahui 2 buah titik koordinat (x,y). Akan tetapi, interpretasi dan penggunaan teknik persamaan linear ini kadang tidak dimengerti jika kita tidak mengajarkan dengan memberikan contoh-contoh problem nyata. Tantangan bagi orang tua, pendidik, pengajar adalah bagaimana memberi motivasi dan meyakinkan anak-anak kita bahwa matematika yang dipelajarinya saat ini kelak akan bermanfaat, terutama jika ingin jadi insinyur 🙂

kumon persamaan linear

Single Line Diagram Sistem Jawa Madura Bali

Jika dalam tulisan-tulisan terdahulu banyak dibicarakan hal-hal teoritis dan simulasi maka dalam tulisan kali ini kita akan mendiskusikan hal-hal di dunia nyata. Jika anda tinggal di Indonesia, terutama di pulau Jawa, Madura, Bali tentu akan mudah memahami kondisi geografis dan sistem ketenagalistrikan di Jamali. Situs paling relevan untuk membicarakan hal ini tentu adalah situs milik PLN P3B,  

transfer-500-150-kv  

disini terlihat neraca listrik di tiap region di sistem Jamali. Lihat perbandingan supply-demand di tiap region, seperti yang sudah saya sampaikan, daya mengalir dari timur ke barat. Sekarang ini backbone 500 kV sudah lebih baik dengan selesainya jalur transmisi Jawa bagian selatan, Paiton-Kediri-Pedan-Tasikmalaya-Depok-Gandul/Cibinong, melengkapi jalur utara yang terlebih dahulu menginterkoneksi sistem ini. Dalam situs P3B ini terlihat Bali disuplai oleh 2 kabel laut dari Banyuwangi-Gilimanuk dengan daya hampir 100 MW. Cadangan daya di Bali sendiri saat ini sangat terbatas, sehingga jika ada masalah pada kabel laut ini maka akan ada load shedding di subsistem Region 4 ini. Situs ini juga menampilkan frekuensi sistem secara real time. 

 Bagaimana dengan beban pembangkit2 di sistem ini? Anda dapat melihatnya juga di http://bops.pln-jawa-bali.co.id/beban_perunit_kit.php 

Detail backbone / single line diagram 500 kV Sistem Jawa Bali adalah sbb: 

  


Unduh dari 4shared (file SLD SJB dengan resolusi gambar lebih tinggi).
 

P3B menyediakan fasilitas baru, informasi arsip load flow di alamat ini http://scada.pln-jawa-bali.co.id/loadflow.php?

Update Desember 2009  

 Mohon maaf jika beberapa link sudah tidak bisa dibuka lagi, dikarenakan ada perubahan kebijakan hak akses situs P3B Jawa Bali. Situs2 ini tidak dibuka untuk umum.

Kenapa Jam Kerja Harus Diatur? Lebih Jauh dengan Daily Load Curve Sistem Tenaga Listrik Jawa Madura Bali

Masih terkait dengan krisis energi (listrik), Kompas 3 Juli 2008 memberitakan,

Lewat SKB, Pemerintah Atur Jam Kerja Buruh

Fahmi mengatakan, rencananya besok, Jumat (4/7), pihaknya bersama sejumlah menteri, termasuk dari perwakilan Kamar Dagang dan Industri Nasional (Kadin) akan membahas masalah pengaturan jam kerja bagi indutri agar pemakaian daya listrik bisa diatur pemakaiannya.

“Biasanya, beban listrik berkurang pada hari Sabtu atau Minggu, sehingga ini bisa dimanfaatkan bagi industri mengatur pemakaian daya listriknya pada hari libur itu, sehingga mereka diatur hari liburnya hari Senin dan Selasa yang bisa mengurangi beban listrik. Memang, untuk industri seperti petrochemical yang operasional 24 jam, tidak bisa diatur, terkecuali perusahaan di sektor lainnya yang tidak 24 jam operasionalnya,” jelas Fahmi.

Ditanya kemungkinan turunnya tingkat produktivitas nasional akibat pengaturan jam kerja pemakaian listrik, Fahmi mengatakan tidak akan terjadi. “Karena, pengaturan jam kerja untuk industri itu tidak seluruhnya. Industri yang sudah 24 jam operasional, tidak akan dikenakan aturan tersebut,” tandas Fahmi.

Bagi masyarakat awam hal ini mungkin aneh. Bahkan bagi yang skeptis, mungkin akan menuduh bahwa pemerintah terlalu mengada-ada. Kenapa jam kerja pabrik harus diatur? Menteri Perindustrian Fahmi Idris sudah berusaha menjelaskannya. Namun kembali ada yang bertanya, benar kah apa yang dikatakan beliau? Jawaban beliau memang benar.

Hal ini bisa dijelaskan dengan melihat daily load curve sistem Jamali. 

 

 

Disini kita melihat, di hari kerja, misal hari Rabu, pada pagi hari mulai jam 7 pagi beban mulai beranjak naik, karena orang2 mulai beraktivitas, perkantoran buka, mesin2 pabrik mulai beroperasi, menjadikan beban bergerak dari 12000-an MW ke 14000-an MW. Di siang hari antara jam 12 dan 1 siang beban sedikit turun, karena di saat itu banyak orang yang beristirahat.

Di sore hari mulai kira-kira jam 17.00 beban naik drastis, 2000 MW dalam 2 jam, karena orang2 yang berada di rumah mulai menghidupkan TV untuk hiburan, menghidupkan lampu untuk penerangan di saat yang hampir bersamaan. Beban puncak terjadi di saat ini, sekitar jam 7 malam yaitu dapat mencapai lebih dari 16000 MW. Mulai jam 21.00 orang2 mulai banyak yang mengurangi aktivitasnya, mematikan TV, mengurangi lampu penerangan dan tidur. Grafik ini kurang lebih berulang dari Senin sampai Jumat.

Apa yang terjadi di hari libur? Mari kita lihat grafik di hari Minggu ini..

 

 

Grafiknya sedikit mirip, terutama di periode jam 5 sore ke atas, saat terjadinya beban puncak. Perbedaannya, grafik di siang hari relatif rata, tidak ada fluktuasi di jam 12-13 siang, karena tidak ada perubahan aktivitas (jarang orang yang bekerja di kantor pada hari Minggu). Perbedaan yang paling signifikan adalah besar beban di hari Minggu. Beban puncak di malam hari hanya sekitar 14000-an MW, sedang di siang hari hanya 11000-an MW. Bandingkan dengan kurva di hari-hari kerja, ada selisih sekitar 2000-3000 MW, suatu jumlah yang sangat besar.

Dari sini lah muncul ide pengaturan jadual beroperasinya mesin2 pabrik (yang tidak beroperasi 24 jam). Jika kita bisa mengalihkan sebagian beban di hari kerja normal ke hari libur, tentunya sangat akan membantu mencegah terjadinya pemadaman. Dengan mengatur jam operasi mesin, maka dengan sendirinya jam kerja buruh juga akan berubah. Ada pun pertanyaan2 lain juga bisa dijawab dengan melihat kurva ini, seperti:

  • Kenapa kita harus mengurangi pemakaian listrik di antara jam 17.00-22.00?

Jawabannya:

Dengan kita berhemat pada jam2 ini, maka kita membantu mengurangi pemakaian BBM pembangkit listrik. Pembangkit listrik yang hanya dioperasikan sebentar, atau hanya melayani beban puncak di petang hari, biasanya adalah PLTG/PLTGU yang berbahan bakar BBM yang bisa distart dan distop dengan cepat.

  • Apa akibatnya jika kita tidak hemat listrik?

Jawabannya:

Perhatikan garis ungu yang menunjukkan kemampuan pembangkitan listrik. Jika kita tidak berhemat, maka demand/kebutuhan akan lebih tinggi dari garis ungu tersebut. Jika sampai terjadi, maka yang terjadi adalah load shedding atau pemadaman yang dilakukan demi menjaga kestabilan dan keamanan sistem.

  • Apa yang terjadi jika PLN tidak melakukan pemadaman?

Jawabannya:

Frekuensi listrik akan turun sampai pada suatu titik tertentu, tegangan akan anjlok (voltage collapse) yang akan memicu pemadaman total (black out).

  • Jika anda adalah pengusaha yang akan membangun pabrik yang butuh listrik dari PLN. Di daerah mana kah yang paling menguntungkan, dimana resiko pemadaman lebih kecil?

Jawabannya:

Saya menyarankan anda memilih membangun pabrik di Jawa Timur. Coba lihat grafik2 kecil di bawah grafik utama. Disitu terlihat, faktanya, suplai listrik di Jawa Timur sangat lah berlebih (surplus) dibandingkan daerah2 lain di Jawa. Daerah yang paling beresiko di padamkan adalah Jawa Barat. Fakta ini juga menjelaskan, kenapa aliran daya listrik mengalir dari timur ke barat.

 

 

Kisah di Balik Pembangunan Sistem Tenaga Listrik Jawa Madura Bali 1971-1996

People are starving and you worry about oil for your cars..
Babies are dying of thirst and you search the fashion magazines for the latest styles ..
Nations like ours are drowning in poverty, but your people don’t hear our cries for help !

 

Carut marut bangsa Indonesia saat ini boleh dibilang warisan sejarah masa lalu. Alkisah tersebut lah seorang mantan Economic Hit Man, bernama John Perkins, pria berkebangsaan AS (Amerika Serikat) yang membeberkan kisah ini. John direkrut oleh NSA (National Security Agency) setelah lulus kuliah di Boston tahun 1968. Ia kemudian bekerja pada perusahaan konsultan internasional Main sebagai EHM. Tugas utamanya adalah meyakinkan negara2 berkembang di seluruh dunia untuk menerima pinjaman bagi proyek-proyek infrastruktur yang akan menguntungkan bagi perusahaan2 AS. Utang ini lah yang kemudian menjerumuskan bangsa2 ini ke jurang kehancuran.

Setelah Orde Baru berkuasa, pemerintah AS masih menyimpan kekhawatiran terhadap posisi Indonesia. Apalagi AS dihadapkan pada kondisi Vietnam yang hampir jatuh ke tangan komunis. Indonesia dikhawatirkan menjadi negara berikutnya (efek domino) yang jatuh di bawah pengaruh komunis. Untuk itu Indonesia menjadi target AS untuk mempertahankan dominasinya di Asia Tenggara. Indonesia dianggap penting bagi kapitalisme, karena merupakan negara berpenduduk Muslim terbesar di dunia, dimana AS punya banyak kepentingan (ketergantungan akan minyak) dengan negara2 Islam di Timur Tengah. Perhitungan AS, setidaknya Indonesia juga mempunyai cadangan migas yang membuatnya penting untuk dijadikan sekutu.

Dengan perhitungan ini lah AS melalui Bank Dunia berusaha masuk ke Indonesia melalui jalur ekonomi. Jalan yang dipilih adalah proyek2 infrastruktur di ketenagalistrikan. Diharapkan dengan infrastruktur ini, industri lainnya akan berkembang, memacu pertumbuhan ekonomi, menguatkan kapitalisme, menjauhkan Indonesia dari komunis, memberikan keuntungan bagi perusahaan2 AS dan dalam beberapa dekade mendatang menjadikan Indonesia menjadi negara satelit AS karena ketidakberdayaannya terhadap hutang luar negeri yang tidak terbayar, sebuah grand strategy yang dahsyat.

Tahun 1971 John Perkins datang ke Indonesia bersama tim 11 untuk misi ini. Misi ini bertujuan meyakinkan Indonesia, bahwa akan terjadi booming pertumbuhan ekonomi, khususnya di pulau Jawa (pulau berpopulasi terpadat di dunia) sehingga diperlukan infrastruktur tenaga listrik yang dapat mengantisipasinya. Kebutuhan listrik (electricity demand) memang berkorelasi sangat erat dengan pertumbuhan ekonomi (economic growth). John yang datang bersama engineer2 menyiapkan studi peramalan ekonometrik kebutuhan daya listrik (load demand) dalam 25 tahun ke depan. Master plan ini lengkap dengan rencana lokasi dan desain pembangkit listrik, transmisi, distribusi, dan sistem transportasi bahan bakar.

Misi ini terlihat seperti misi dagang biasa, namun yang sebenarnya terjadi sangat lah menyedihkan. John membuat prediksi yang telah dimanipulasi. Ia meyakinkan pemerintah RI bahwa Jawa akan membutuhkan kenaikan penyediaan listrik rata-rata 17% per tahun, suatu ramalan yang tidak masuk akal. Suatu daerah yang pertumbuhan ekonominya sangat pesat pun paling hanya membutuhkan penambahan suplai listrik 6% per tahun. Kerakusan AS dan perusahaan ini juga diperkuat dengan kejadian seorang rekannya di perusahaan yang sama dipecat karena “hanya” memberikan angka pertumbuhan 8% per tahun.

Hasil dari rencana ini telah kita lihat saat ini, utang Indonesia yang mencapai US$ 132 milyar atau Rp 1320 triliun (dengan kurs 1 US$ = Rp 10000). Efek secara teknis adalah inefisiensi akibat rendahnya utilisasi aset PLN di tahun 90-an. Contoh dari kasus ini adalah adanya sebuah power plant senilai Rp 3 triliun yang idle selama 6 tahun karena prediksi pertumbuhan ekonomi yang jauh meleset. Hal ini diperparah KKN yang merajalela pada masa Orba, nilai proyek yang di-mark up, belum lagi illegal fees alias pungli.

John sendiri telah menyatakan penyesalannya, namun yang terpenting adalah pelajaran yang bisa dipetik dari pengakuannya. Semoga Tuhan tetap melindungi kita. Amin.

 Diceritakan kembali dari Confessions of an Economic Hit Man karya John Perkins oleh Muhammad Imaduddin

Bacaan lanjutan:

DOCUMENTS OBTAINED FROM THE U.S. STATE DEPT. USING THE FREEDOM OF INFORMATION ACT (FOIA).

PAITON POWER PLANT 1 
PAITON POWER PLANT 2
PAITON POWER PLANT 3
PAITON POWER PLANT 4

Awan Tag

Nulis Apaan Aja Deh

all about electricity (indonesia)