i
ANALISIS PERBANDINGAN METODE
OPTIMASI ALIRAN DAYA MENGGUNANAKAN
PARTICLE SWARM OPTIMIZATION
DAN ARTIFICIAL BEE COLONY BERDASARKAN
MULTI-OBJECTIVE FUNCTION
SKRIPSI
Disusun Oleh:
LILIAN PRAMITASARI
201310130311126
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
2018
ii
LEMBAR PENGESAHAN
ANALISIS PERBANDINGAN METODE OPTIMASI ALIRAN DAYA
MENGGUNANAKAN PARTICLE SWARM OPTIMIZATION DAN
ARTIFICIAL BEE COLONY BERDASARKAN MULTI-OBJECTIVE
FUNCTION
Tugas Akhir ini Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana
(S1) Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Malang
Oleh:
LILIAN PRAMITASARI
201310130311126
Tanggal Ujian : 28 Maret 2018
Tanggal Wisuda : 12 Mei 2018
Disetujui Oleh:
1. Dr. Ir. Ermanu Azizul Hakim, M.T
NIDN. 0705056501
(Pembimbing I)
2. Ir. Nurhadi, M.T
NIDN. 0731126202
(Pembimbing II)
3. Ir. Diding Suhardi, MT
NIDN. 0706066501
(Penguji I)
4. Ilham Pakaya, ST
NIDN. 0717018801
(Penguji II)
Mengetahui,
Ketua Jurusan Teknik Elektro
Ir. Nur Alif Mardiyah, M.T
NIDN. 0718036502
iii
LEMBAR PERSETUJUAN
ANALISIS PERBANDINGAN METODE
OPTIMASI ALIRAN DAYA MENGGUNANAKAN
PARTICLE SWARM OPTIMIZATION DAN
ARTIFICIAL BEE COLONY BERDASARKAN MULTI-
OBJECTIVE FUNCTION
Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana (S1)
Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Malang
Disusun Oleh:
LILIAN PRAMITASARI
201310130311126
Disetujui Oleh:
Pembimbing I
Dr. Ir. Ermanu Azizul Hakim, M.T
NIDN. 0705056501
Pembimbing II
Ir. Nurhadi, M.T
NIDN. 0731126202
iv
LEMBAR PERNYATAAN
i. LEMBAR PERNYATAAN
Yang bertanda tangan dibawah ini :
Nama : LILIAN PRAMITASARI
Tempat/Tgl. Lahir : MALANG / 14 JULI 1995
NIM : 201310130311126
Fakultas/Jurusan : TEKNIK/TEKNIK ELEKTRO
Dengan ini saya menyatakan bahwa Tugas Akhir dengan judul “ANALISIS
PERBANDINGAN METODE OPTIMASI ALIRAN DAYA
MENGGUNAKAN PARTICLE SWARM OPTIMIZATION DAN ARTIFICIAL
BEE COLONY BERDASARKAN MULTI-OBJECTIVE FUNCTION” beserta
seluruh isinya adalah karya saya sendiri dan bukan merupakan karya tulis orang
lain, baik sebagian maupun seluruhnya, kecuali dalam bentuk kutipan yang telah
disebutkan sumbernya.
Demikian surat pernyataan ini saya buat dengan sebenar-benarnya. Apabila
kemudian ditemukan adanya pelanggaran terhadap etika keilmuan dalam karya
saya ini, atau ada klaim dari pihak lain terhadap keaslian karya saya ini maka saya
siap menanggung segala bentuk resiko/sanksi yang berlaku.
Malang, .............................
Yang Membuat Pernyataan
LILIAN PRAMITASARI
Mengetahui,
Pembimbing I
Dr. Ir. Ermanu Azizul Hakim, M.T
NIDN. 0705056501
Pembimbing II
Ir. Nurhadi, M.T
NIDN. 0731126202
v
ABSTRAK
Optimasi aliran daya dilakukan untuk dapat mengetahui berapa daya optimal
yang dibangkitkan oleh tiap.pembangkit agar didapat biaya pembangkitan dan rugi-
rugi seminimal mungkin. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk menerapkan dan
membandingkan metode kecerdasan buatan untuk mengoptimalkan aliran daya.
Kecerdasan buatan tersebut adalah particle swarm optimization dan artificial bee
colony. Berdasarkan hasil perhitungan menggunakan software MATLAB,
didapatkan bahwa optimasi aliran daya dengan metode particle swarm optimization
dapat menurunkan daya hingga 0,129 MW atau 0,04% dibanding dengan metode
Newton-Raphson. Sedangkan daya pembangkitan yang dihasilkan dengan metode
artificial bee colony meningkat hingga 1,554 MW atau 0,571%. Hasil optimasi
aliran daya terbaik yaitu menggunakan metode particle swarm optimization
dibandingkan dengan metode artificial bee colony, baik dari sisi daya
pembangkitan, total rugi-rugi daya, dan biaya pembangkitan.
Kata Kunci: OPF, optimasi aliran daya, kecerdasan buatan, metaheuristik, PSO,
ABC, sistem tenaga listrik.
vi
ABSTRACT
The optimal power flow is carried out to be able to find out how much optimal
power generated by each generator to get the minimum generation cost and
minimum power losses. The purpose of this study was to apply and compare
artificial intelligence methods to optimal power flow. The artificial intelligence are
particle swarm optimization and artificial bee colony. Based on the calculation
using MATLAB software, it is found that the optimal power flow by particle swarm
optimization method can decrease power up to 0.129 MW or 0.04% compared with
Newton-Raphson method. While generating power generated by artificial bee
colony method increased to 1.554 MW or 0.571%. The best result of optimal power
flow is using particle swarm optimization method compared with artificial bee
colony method, in terms of power generation, total power loss, and generation cost.
Keywords: OPF, optimal power flow, artificial intelligence, metaheuristic, PSO,
ABC, power system.
vii
LEMBAR PERSEMBAHAN
ii. LEMBAR PERSEMBAHAN
Sembah sujud serta syukur kehadirat Allah Subhanahu Wa Ta'ala. Taburan
cinta dan kasih sayang-Nya telah memberikan saya kekuatan dan membekali saya
dengan ilmu. Atas karunia serta kemudahan yang Allah berikan kepada saya
akhirnya skripsi yang sangat sederhana ini dapat terselesaikan. Sholawat dan salam
selalu terlimpahkan kepada Rasulallah Muhammad Shalallaahu 'Alayhi Wasallam.
Penulis menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :
1. Ibu yang telah banyak memberikan do’a dan dukungan yang tiada henti.
2. Almarhum Bapak yang selalu memberikan kepercayaan selama masa
hidupnya.
3. Kakak-kakak penulis, mas Hari, mbak Titi, mbak Ina, mba Mei, mas Hadi,
mas Yunus yang selalu menghibur dan mendukung penulis.
4. Dekan Fakultas Teknik, Bapak Dr, Ir. Ahmad Mubin, MT dan seluruh jajaran
Dekanat serta keluarga besar Universitas Muhammadiyah Malang.
5. Ketua Jurusan Teknik Elektro Ibu Ir. Nur Alif M., MT. dan Sekretaris Jurusan
Teknik Elektro Bapak Widianto, ST, MT. beserta seluruh staf Jurusan Teknik
Elektro.
6. Bapak Dr. Ir. Ermanu Azizul Hakim, MT dan Bapak Ir. Nurhadi, MT yang
telah mendukung, meluangkan banyak waktu, tenaga dan pikiran untuk
membimbing penulis dalam menyelesaikan skripsi ini.
7. Seluruh dosen dan karyawan Jurusan Teknik Mesin sebagai rekan kerja yang
selalu memberi dukungan pada penulis, terutama Bu Mila, Bu Ary, Pak Hadi,
Pak Kholid, Pak Dji, Pak Dar, Pak Trihono, Pak Budi, Pak Jufri, Bu Iis, dan
Cahya.
8. Seluruh keluarga workshop robotika yang telah membantu dan mendukung
penulis, terutama bang Noven, mba Nurul, mba Sari, bang Khusnul, mas
Saukani, mas Ahzen, mas Anam, mas Basri, mas Wildan, dan Ikhlal.
9. Kawan-kawan asisten laboratorium elektro sebagai rekan selama menjadi
asisten, terutama Hafandi, Desi, Thomi, Fahmi, dan Andi.
10. Seluruh civitas akademika (dosen, asisten, dan karyawan) Universitas
Muhammadiyah Malang yang telah membekali ilmu dan membantu penulis
viii
selama proses studi.
11. Nadia Uly dan Dita Awaldi yang telah menjadi kawan wanita terbaik bagi
penulis dan tiada henti memberi dukungan serta nasehat untuk penulis.
12. Faris Muhtadi, RofitZen dan Riyadi yang selalu memberi doa dan dukungan.
13. Angga, Bayu, Andi, Qowi, Zum, Defi, Axl, Rosyadi, Djembon, Zahra, Anas,
Al Husein dan seluruh kawan-kawan Elektro C, B, dan A yang berjuang
bersama di UMM.
14. Special thanks to Arif Danang Yunindra yang tiada henti memberi dukungan
dan doa kepada penulis.
15. Dan yang terakhir, semuanya yang telah membantu penulis yang tidak bisa
disebutkan satu persatu.
ix
KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat Allah Subhanahu Wa Ta’ala atas segala Nikmat-Nya,
Rahmat-Nya, serta Hidayahnya-Nya. Sholawat serta salam semoga senantiasa
tercurah kepada Rasulullah Muhammad Shalallaahu 'Alayhi Wasallam. Atas
kehendak dan karunia Allah penulis dapat menyeleseikan tugas akhir yang
berjudul:
“ANALISIS PERBANDINGAN METODE OPTIMASI ALIRAN DAYA
MENGGUNAKAN PARTICLE SWARM OPTIMIZATION DAN
ARTIFICIAL BEE COLONY BERDASARKAN MULTI-OBJECTIVE
FUNCTION”
Penulisan tugas akhir ini merupakan salah satu syarat untuk memperoleh
gelar sarjana teknik di Universitas Muhammadiyah Malang. Selain itu penulis
berharap tugas akhir ini dapat memperluas pustaka dan pengetahuan utamanya
dalam bidang energi terbaharukan.
Penulis menyadari bahwa dalam penulisan tugas akhir ini masih banyak
terdapat kekurangan. Oleh karena itu Penulis berharap saran yang membangun,
agar kedepannya menjadi lebih baik dan bermanfaat. Penulis mohon maaf apabila
terdapat kesalahan dalam penulisan baik yang sengaja maupun yang tidak
disengaja.
Malang,
Penulis
x
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ........................................................................................ i
LEMBAR PENGESAHAN ............................................................................. ii
LEMBAR PERSETUJUAN ............................................................................ iii
LEMBAR PERNYATAAN ............................................................................. iv
ABSTRAKSI ..................................................................................................... v
LEMBAR PERSEMBAHAN .......................................................................... vii
KATA PENGANTAR ...................................................................................... ix
DAFTAR ISI ..................................................................................................... x
DAFTAR GAMBAR ........................................................................................ xii
DAFTAR TABEL ............................................................................................ xiii
BAB I PENDAHULUAN ............................................................................ 1
1.1 Latar Belakang ............................................................................ 1
1.2 Rumusan Masalah ...................................................................... 2
1.3 Tujuan ......................................................................................... 2
1.4 Batasan Masalah ......................................................................... 2
1.5 Sistematika Penulisan ................................................................. 3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA .................................................................. 4
2.1 Optimasi ...................................................................................... 4
2.2 Perhitungan Aliran Daya ............................................................ 4
2.3 Optimasi Aliran Daya .................................................................. 6
2.4 Fungsi Objektif ........................................................................... 7
2.5 Optimasi Menggunakan Particle Swarm Optimization .............. 8
2.6 Optimasi Menggunakan Artificial Bee Colony ........................... 10
xi
BAB III METODE PENELITIAN ................................................................ 13
3.1 Pengumpulan Data ...................................................................... 13
3.2 Data Sistem ................................................................................. 15
3.3 Studi Aliran Daya ....................................................................... 16
3.4 Pengolahan Data Sebelum Dioptimalkan ................................... 17
3.5 Metode Optimasi Menggunakan Particle Swarm Optimization . 19
3.5.1 Optimasi Dengan Single-objective Function ................... 19
3.5.2 Optimasi Dengan Multi-objective Function ..................... 21
3.6 Metode Optimasi Menggunakan Artificial Bee Colony ............. 24
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ........................................................ 26
4.1 Analisis Sistem Sebelum Optimal .............................................. 26
4.2 Analisis Sistem Setelah Optimal ................................................ 29
4.2.1 Tegangan Yang Dihasilkan Pada Tiap Bus ...................... 29
4.2.2 Daya Pembangkitan Generator ......................................... 31
4.2.3 Total Biaya Pembangkitan ............................................... 34
BAB V PENUTUP ......................................................................................... 36
5.1 Kesimpulan ................................................................................. 36
5.2 Saran ........................................................................................... 36
DAFTAR PUSTAKA ....................................................................................... 38
LAMPIRAN ...................................................................................................... 40
xii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Diagram Konsep Particle Swarm Optimization dengan Single
Global Minimum .................................................................. 9
Gambar 2.2 Perilaku Lebah Madu Mencari Nektar ................................ 11
Gambar 3.1 Single Line Diagram Sistem Standar IEEE 14 Bus ............ 16
Gambar 3.2 Diagram Alir Pengolahan Data ........................................... 18
Gambar 3.3 Diagram Alir Metode Optimasi Menggunakan Particle Swarm
Optimization dengan Single-objective Function ................. 19
Gambar 3.4 Diagram Alir Metode Optimasi Menggunakan Particle Swarm
Optimization dengan Multi-objective Function .................. 21
Gambar 3.5 Diagram Alir Optimasi Menggunakan Artificial Bee Colony
dengan Multi-objective Function ........................................ 24
Gambar 4.1 Grafik Daya Pembangkitan Generator ................................ 28
Gambar 4.2 Grafik Perbandingan Tegangan Tiap Bus ........................... 31
Gambar 4.3 Grafik Perbandingan Total Daya Pembangkitan ................. 33
Gambar 4.4 Grafik Perbandingan Total Rugi-Rugi Daya ....................... 34
Gambar 4.5 Grafik Perbandingan Biaya Pembangkitan ......................... 35
xiii
DAFTAR TABEL
Tabel 3.1 Data Bus Sistem IEEE 14 Bus ............................................... 13
Tabel 3.2 Data Saluran Bus Sistem IEEE 14 Bus .................................. 14
Tabel 3.3 Data Pengaturan Tap Transformer Sistem IEEE 14 Bus ....... 14
Tabel 3.4 Data Shunt Capasitor Sistem IEEE 14 Bus ............................ 15
Tabel 3.5 Data Batasan Pembangkitan Generator Sistem IEEE 14 Bus 15
Tabel 4.1 Aliran Daya Sistem IEEE 14 Bus .......................................... 27
Tabel 4.2 Daya Pembangkitan Sebelum Optimasi ................................. 28
Tabel 4.3 Perbandingan Tegangan Tiap Bus dalam p.u. ........................ 29
Tabel 4.4 Perbandingan Tegangan Tiap Bus dalam KV ........................ 30
Tabel 4.5 Perbandingan Daya Pembangkitan Generator ....................... 32
Tabel 4.6 Perbandingan Total Rugi-Rugi Daya ..................................... 33
Tabel 4.7 Perbandingan Biaya Pembangkitan ........................................ 34
38
DAFTAR PUSTAKA
Amri, Faisal, 2012. “Artificial Bee Colony Algorithm untuk Menyelesaikan
Travelling Salesman Problem”. Jurnal Dunia Teknologi Informasi. Vol. 1,
No. 1
Budi Santosa dan Paul Willy, 2011. "Metoda Metaheuristik, Konsep dan
Implementasi". Graha Ilmu, Surabaya.
Cekdin, Cekmas, 2006. "Sistem Tenaga Listrik". Penerbit Andi, Yogyakarta.
Danuri dan Widodo, 2013. “Penerapan Bee Colony Optimization Algorithm untuk
Penentuan Rute Terpendek (Studi Kasus : Objek Wisata Daerah Istimewa
Yogyakarta)”. IJCCS. Vol. 7, No. 1.
Dinh, Luong Le, 2013. "Artificial Bee Colony Algorithm for Solving Optimal Power
Flow Problem". Hindawl Publishing Corporation. The Scientific World
Journal.
Hadi Suyono, Rini Nur Hasanah, Khairina Noor. A., 2015. “Penempatan Lokasi
Optimal Static VAR Compensator (SVC) dengan Algoritma Artificial Bee
Colony”. Prosiding SENTIA. Vol. 7.
Meilandari E D, Hartati R S, Sukerayasa I W, 2012. "Analisa Aliran Daya Optimal
Pada Sistem Kelistrikan Bali". Teknologi Elektro, Vol. 11, No. 1.
Navin Kumar Paliwal, Navneet Kumar Singh, Asheesh Kumar Singh, 2016.
“Optimal Power Flow in Grid connected Microgrid using Artificial Bee
Colony Algorithm”. IEEE Region 10 Conference (TENCON).
Saukani, Muhammad, 2016. "Analisa Perbandingan Aliran Daya Optimal
Mempertibangkan Biaya Pembangkitan Dan Kestabilan Daya
Menggunakan Particle Swarm Optimization dan Algoritma Genetika".
Jurusan Teknik Elektro, Universitas Muhammadiyah Malang, Malang.
39
Souag and Benhamida, 2014. “Secured Economic Dispatch Algorithm using GSDF
Matrix”. Department of Electrical Engineering, Uniersity of Djilali Liabes,
Algeria.
Subiyanto, 2005. “Simulasi Optimasi Aliran Daya Sistem Tenaga Listrik Sebagai
Pendekatan Efisiensi Biaya Operasi”. TELKOMNIKA.Vol. 3, No. 3.
Top Related