Volume 7 Nomor 3, Tahun 2024 e-ISSN : 2614-1574 p-ISSN : 2621-3249

## OPTIMASI PERENCANAAN OPERASI PEMBANGKIT LISTRIK BERBASIS
MIXED INTEGER LINEAR PROGRAMMING (MILP) PADA SISTEM ISOLATED SELAYAR

## OPTIMIZATION OF POWER PLANT OPERATION PLANNING BASED ON MIXED INTEGER LINEAR PROGRAMMING (MILP) ON AN ISOLATED LINEAR SYSTEM
Agung Wicaksono 1* , Rony Seto Wibowo 2 , I Made Yulistya Negara 3 1,2,3 Fakultas Teknik, Magister Inovasi Sistem dan Teknologi, Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya, Indonesia 6047212043@student.its.ac.id 1*

## ABSTRACT
This  study  explores  the  integration  of  fossil  and  renewable  energy  generators  on  Selayar  Island,  focusing  on optimizing  Diesel  Power  Plants  (PLTD)  and  Solar  Power  Plants  (PLTS).  Using  Mixed-Integer  Linear Programming  (MILP)  for  generator  scheduling,  simulations  reveal  that  a  15%  rotational  backup  constraint positively impacts operational costs and system reliability. The findings provide practical recommendations for operators  to  enhance  efficiency,  reduce  costs,  and  improve  overall  system  reliability  in  the  context  of  hybrid energy systems.
Keywords : Renewable energy, System integration, PLTD, PLTS, MILP

## ABSTRAK
Penelitian  ini  membahas  integrasi  pembangkit  energi  fosil  dan  terbarukan  di  Pulau  Selayar,  fokus  pada optimalisasi  Pembangkit  Listrik  Tenaga  Diesel  (PLTD)  dan  Pembangkit  Listrik  Tenaga  Surya  (PLTS). Menggunakan  Metode Mixed-Integer  Linear  Programmi ng  (MILP)  untuk  penjadwalan  pembangkit,  simulasi menunjukkan  bahwa  pembatasan  cadangan  putar  sebesar  15%  berdampak  positif  pada  biaya  operasional  dan keandalan  sistem.  Temuan  ini  memberikan  rekomendasi  praktis  bagi  operator  untuk  meningkatkan  efisiensi, mengurangi biaya operasional, dan meningkatkan keandalan sistem dalam konteks integrasi energi hibrid.
Kata Kunci: Energi terbarukan, Integrasi Sistem, PLTD, PLTS, MILP

## PENDAHULUAN
Pemerintah Indonesia telah mengidentifikasi dan memprioritaskan pengembangan  energi  terbarukan  melalui berbagai  kebijakan  dan  program,  seperti Rencana Umum Energi Nasional (RUEN), Rencana  Pembangunan  Jangka  Menengah Nasional  (RPJMN),  dan  Program  35.000 MW.  Dengan  potensi  yang  melimpah  dan komitmen  untuk  mengembangkan  energi terbarukan, Indonesia memiliki kesempatan  besar  untuk  memanfaatkan sumber  energi  terbarukan.  Indonesia memiliki potensi besar dalam pemanfaatan energi  terbarukan.  Matahari  di  Indonesia memiliki  paparan  sinar  matahari  tinggi sepanjang tahun, sehingga wilayah Indonesia sangat cocok untuk pengembangan panel surya sebagai sumber energi listrik terbarukan. Terutama
di wilayah timur Indonesia, potensi energi surya  lebih  tinggi.  Selain  itu,  beberapa wilayah  di  Indonesia,  seperti  pesisir  barat Sumatra,  kepulauan  Nusa  Tenggara,  dan Sulawesi  Utara,  memiliki  potensi  angin yang cukup besar.
Salah  satu  peluang  yang  dapat dioptimalkan untuk pengembangan pembangkit  sumber  energi  terbarukan adalah  dengan  merancang  dan  mengatur kombinasi  yang  optimal  antara  dua  atau lebih  sumber  energi  (hibrid)  yang  berbeda dalam  satu  sistem  pembangkit  isolated. Sistem  kelistrikan  isolated,  atau  sistem kelistrikan terpencil, adalah sistem kelistrikan  yang  berdiri  sendiri  atau  tidak terhubung dengan sistem kelistrikan utama.  Sistem  ini  biasanya  digunakan  di daerah-daerah  yang  sulit  dijangkau  atau jauh  dari  sistem  kelistrikan  utama,  seperti
pulau-pulau  terpencil,  desa  terpencil,  atau lokasi-lokasi  di  pegunungan  yang  sulit diakses.
Salah satu sistem kelistrikan isolated yang  sudah  hibrid  yaitu  Selayar.  Sistem kelistrikan  Selayar  saat  ini  menggunakan Pembangkit Listrik Tenaga Diesel (PLTD) dan  Pembangkit  Listrik  Tenaga  Surya (PLTS)  sebagai  sumber  utama  energi listrik. PLTS dengan sifat intermiten, yang berarti produksi energinya dapat bervariasi atau  tidak  terus-menerus  stabil.  Produksi energi dapat menurun atau bahkan berhenti sementara  jika  kondisi  cuaca  tidak mendukung.  Fluktuasi  produksi  dapat terjadi  dalam  jangka  pendek,  tergantung pada  faktor-faktor  alam.  Perubahan  cuaca yang  cepat  atau  tidak  terduga  dapat mempengaruhi  produksi  energi  secara signifikan, sehingga menghasilkan ketidakpastian  dalam  pasokan  energi bahkan  menggangu  pola  operasi  dan keandalan  sistem  pada  sistem  kelistrikan Selayar.
Prinsip  kerja  PLTD  didasarkan  pada konversi  energi  termal  (panas)  menjadi energi  mekanik  dan  akhirnya  menjadi energi listrik. Bahan bakar diesel diinjeksikan  ke  dalam  ruang  bakar  mesin dan  terbakar  dengan  bantuan  udara  yang dikompresi (Nugraha, dkk. 2022). Ledakan pada  ruang  bakar  tersebut  menggerak torak/piston  yang  kemudian  pada  poros engkol  dirubah  menjadi  energi  mekanis. Tekanan  gas  hasil  pembakaran  bahan bakar  dan  udara  akan  mendorong  torak yang  dihubungkan  dengan  poros  engkol menggunakan batang torak, sehingga torak dapat bergerak bolak-balik atau reciprocating.  Poros  engkol  mesin  diesel digunakan untuk menggerakan poros rotor generator.  Oleh  generator  energi  mekanis ini dirubah menjadi energi listrik sehingga terjadi  gaya  geral  listrik  (GGL).  Gaya gerak  listrik  yang  terbentuk  di  sini merupakan  bentuk  hukum  Faraday  yang terjadi di dunia nyata.
PLTD  masih  banyak  dijumpai  dan digunakan  di  daerah  terpencil  atau  pulau- pulau  yang  sulit  dijangkau  oleh  jaringan
listrik  utama.  Keunggulan  utama  PLTD adalah  fleksibilitasnya  dalam  pemasangan dan  pengoperasian.  Mereka  dapat  dengan cepat  didirikan  di  lokasi  terpencil  tanpa memerlukan  infrastruktur  jaringan  listrik yang  rumit  (P.  Woan-Ho,  dkk.  2021). Selain  itu,  PLTD  juga  dapat  beroperasi dengan  bahan  bakar  diesel  yang  relatif mudah  ditemukan  dan  diangkut.  Oleh karena itu, dengan semakin berkembangnya teknologi energi terbarukan  yang  lebih  ramah  lingkungan dan semakin terjangkaunya biaya peralatan seperti  Pembangkit  Listrik  Tenaga  Surya (PLTS).  Upaya  terus  dilakukan  untuk mengembangkan  teknologi  dan  sistem energi yang lebih efisien dan berkelanjutan,  termasuk  integrasi  PLTD dengan  sumber  energi  terbarukan  untuk meningkatkan  keberlanjutan  dan  efisiensi penyediaan energi listrik di masa depan.
Energi  terbarukan  non-hidro  untuk pembangkitan  listrik  secara  global  terus meningkat, namun kapasitas energi terbarukan  telah  mengalami  pertumbuhan pesat dalam dua dekade terakhir Pembangkit  Listrik  Tenaga  Surya  (PLTS) adalah  sistem  pembangkit  listrik  yang menggunakan  energi  matahari  sebagai sumber  utama  untuk  menghasilkan  energi listrik  dengan  proses  konversi  energi matahari menjadi energi listrik menggunakan sel fotovoltaik yang terdapat dalam  panel  surya  (Goudarzi,  A,  dkk. 2021). Prinsip kerja PLTS: (1) panel surya terdiri dari sel fotovoltaik yang terbuat dari bahan;  semikonduktor,  biasanya  silikon. Ketika  sinar  matahari  jatuh  pada  panel surya,  sel  fotovoltaik  menyerap  cahaya tersebut;  (2)  Ketika  cahaya  matahari diserap  oleh  sel fotovoltaik ,  terjadi  efek fotovoltaik di  mana  elektron  dalam  bahan semikonduktor  terlepas  dan  menghasilkan arus  listrik.  Sel  fotovoltaik  diatur  secara seri  dan  paralel  dalam  panel  surya  untuk menghasilkan  tegangan  dan  arus  yang diinginkan;  (3)  Arus  listrik  searah  (DC) yang  dihasilkan  oleh  sel  fotovoltaik kemudian  dikonversi  menjadi  arus  bolak- balik (AC) menggunakan inverter,
dilakukan karena listrik AC adalah bentuk listrik  yang  umum  digunakan  di  rumah, gedung,  dan  jaringan  listrik  umum;  (4) Listrik  yang  dihasilkan  oleh  PLTS  dapat digunakan  langsung  untuk  memenuhi kebutuhan  listrik  di  tempat  tersebut.  Jika produksi  listrik  dari  PLTS  melebihi konsumsi, kelebihan listrik dapat disalurkan  ke  jaringan  listrik  umum melalui meteran dua arah. Ketika produksi listrik  PLTS  tidak  mencukupi,  listrik tambahan  dapat  diperoleh  dari  jaringan listrik umum (Yuliani N.S. 2019).
Dalam  beberapa  sistem  PLTS  yang lebih  kompleks,  elemen  tambahan  seperti baterai  penyimpanan  dapat  digunakan untuk  menyimpan  kelebihan  listrik  yang dihasilkan  oleh  PLTS  untuk  digunakan saat cahaya matahari tidak tersedia, seperti pada  malam  hari  atau  saat  cuaca  buruk. Sistem  PLTS  dapat  dibagi  berdasarkan sistem  kelistrikannya,  yaitu:  (a)  PLTS- On Grid (Terhubung  dengan  Jaringan  Listrik Umum)  dimana  sistem  ini  terhubung langsung  dengan  jaringan  listrik  umum. Panel  surya  menghasilkan  listrik  yang dapat  langsung  digunakan  oleh  pengguna, dan  jika  ada  kelebihan  produksi,  listrik tersebut dapat disalurkan ke jaringan listrik umum  (Kobauashi,  D,  dkk.  2017)    Jika produksi listrik dari PLTS tidak mencukupi,  pengguna  dapat  mengambil tambahan  listrik  dari  jaringan  listrik umum.
Tujuan penelitian ini yaitu menyelesaikan  permasalahan  pola  operasi PLTD atau disebut penjadwalan pembangkit  setelah  adanya  PLTS  pada sistem  kelistrikan  Selayar.  Perencanaan Operasi  Pembangkit  Listrik  Berbasis Mixed Integer Linear Programming (MILP)  diharapkan  dapat  memberikan pendekatan optimasi antara efisiensi pengoperasian PLTD dengan respon sistem  sehingga  faktor  keandalan  tetap dapat terpenuhi dengan baik.

## METODE
Overview Sistem Kelistrikan Selayar
Tahapan  pertama  adalah  melakukan studi  literatur  tentang  lokasi,  sistem kelistrikan  dan  ketersediaan  pembangkit dan potensi fluktuasi beban yang dipengaruhi  cuaca  yang  ada  di  Selayar Tujuan  dari  studi  literatur  ini  adalah sebagai  alat  bantu  dalam  penelitian  serta mendukung  analisis  secara  teoritis  (M.  F. Anjos & A. J. Conejo. 2017).
Gambar 1. Konfigurasi Sistem Hibrid PLTD dan PLTS Sistem Kelistrikan Selayar

## Konfigurasi Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) Selayar
PLTS Selayar dibekali dengan baterai  yang  hanya  berfungsi smoohting ketika  terjadi  intermitensi  4  kW/s  dan melakukan charging ketika  intermitensi naik sehingga fluktuasi beban PV langsung berdampak  pada  pola  operasi  dan  respon PLTD.
Gambar 2. Sitemap PLTS Selayar Langgam Nilai Irradiance (IR)
Salah  satu  fungsi  objektif  yang dimasukan  yaitu  kemampuan  operasi PLTS  Selayar  dengan  mempertimbangkan fluktuasi  nilai irradiance (W.  Zhaolong, D, dkk. 2017). Dengan memasukan fungsi ini sebagai informasi batasan operasi maka akan  didapatkan  nilai  paling  efektif sebagai  cadangan  putar  atau Spinning reserve yang perlu disiapkan mesin PLTD. Informasi irradiance dapat  dijadikan prognosa  ataupun  perencanaan  cadangan putar  mesin  PLTD  sehingga  keandalan sistem tetap terjaga. Dengan menggunakan alat Pyranometer Portabel yang digunakan sebagai data pendukung informasi Irradiance  dengan  jarak  1  KM  atau  setara 10  menit  dari  lokasi  PLTS.  Alat  tersebut sudah  disesuaikan  sudut  kemiringannya dengan PV yang ada di PLTS Selayar.

## Analisa Data

## Analisa  data  menggunakan  metode
Mixed Integer Linear Programming
(MILP).  Metode  tersebut  memberikan hasil output pola  operasi  sistem  dengan mempertimbangkan nilai keandalan sistem dan  efisiensi  pembangkit  PLTD  yang beroperasi  secara isolated di  Selayar.
Dalam
Mixed Integer Linear
Programming (MILP),  tujuannya  adalah mencari  solusi  optimal  untuk  fungsi objektif  (f)  yang  terdiri  dari  kombinasi variabel  bilangan  bulat  dan  kontinu (Lyzwa,  W,  dkk.  2015).  Metode  ini
mengoptimalkan  nilai  fungsi  objektif dengan memperhatikan batasan persamaan (equality constraints) dan batasan ketidaksamaan  ( inequality  constraints ) yang  linear.  Dalam  MILP,  diberikan elemen-elemen berikut:
1. Vektor  f:  Vektor  kolom  yang  berisi konstanta  untuk  setiap  variabel  dalam fungsi objektif.
2. Vektor  lb  dan  ub:  Vektor  batasan bawah ( lower bounds ) dan batasan atas ( upper  bounds )  yang  mengatur  rentang nilai  yang  diizinkan  untuk  setiap variabel.
3. Matriks  A  dan  Aeq:  Matriks  yang menggambarkan hubungan linier antara variabel  dalam  batasan  ketidaksamaan (A) dan batasan persamaan (Aeq).
4. Vektor  b  dan  beq:  Vektor  kolom  yang menyatakan  nilai  batasan  di  sebelah kanan dari matriks A dan Aeq.
5. Set  indeks  intcon:  Himpunan  indeks yang  menunjukkan  variabel  mana  yang harus memiliki nilai bilangan bulat.
Dengan metode MILP memungkinkan perhitungan kapasitas total dari  seluruh  sistem  pasokan  listrik  dengan menggunakan indikator kehandalan sistem distribusi  yang  paling  umum  digunakan dalam  mencari  nilai  vektor  x  yang memenuhi persamaan batasan dan mengoptimalkan  nilai  fungsi  objektif  f. Solusi  optimal  ini  memberikan  kombinasi nilai  variabel  yang  memaksimumkan  atau meminimumkan fungsi objektif, tergantung  pada  sifat  permasalahan  yang dihadapi.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Beberapa skenario pengujian untuk didapatkan  nilai  optimasi  yang  sesuai dengan  kondisi  dan  kebutuhan  sistem kelistrikan Selayar. Berikut adalah skenario  pengujian  yang  akan  disajikan dalam penelitian ini:
Komposisi cadangan putar 15%
1. Skenario operasi tanpa PLTS Selayar
2. Skenario operasi dengan PLTS Selayar
3. Skenario operasi dengan tambahan 10% beban sistem
Skenario ini mempertimbangkan penambahan  cadangan  putar  sebesar  15% dari  kapasitas  total  pembangkit  listrik. Peningkatan cadangan putar dapat memberikan  ketangguhan  dan  keandalan lebih  terhadap  gangguan  atau  fluktuasi dalam  sistem  (Wouters,  C,  dkk.  2015) Penelitian ini mengevaluasi dampak komposisi cadangan putar tambahan terhadap  biaya  operasi  dan  keandalan pasokan listrik. Pengujian ini mensimulasikan  kondisi  operasional  di mana  Pembangkit  Listrik  Tenaga  Surya (PLTS)  di  Selayar  dinonaktifkan.  Analisis ini membantu dalam memahami kontribusi PLTS  terhadap  total  produksi  energi, pengurangan  emisi,  dan  dampak ekonomi. Hasil  dari  skenario  ini  memberikan pemahaman yang lebih baik tentang peran PLTS  dalam  konteks  perencanaan  operasi pembangkit listrik.
Skenario  ini  memeriksa  kondisi operasional dengan PLTS Selayar beroperasi  sesuai  kapasitasnya.  Evaluasi difokuskan  pada  pengaruh  PLTS  terhadap biaya operasi, ketersediaan energi terbarukan, dan potensi pengurangan emisi gas  rumah  kaca,  memberikan  pemahaman yang  lebih  mendalam  tentang  kontribusi PLTS dalam mencapai tujuan keberlanjutan  sistem  energi.  Pengujian  ini mempertimbangkan  peningkatan  beban sistem  sebesar  10%  dari  permintaan normal.  Penambahan  beban  ini  dapat mencerminkan  situasi  di  mana  kebutuhan energi  meningkat  secara  tiba-tiba,  seperti saat  terjadi  peristiwa  besar  atau  lonjakan permintaan (H. Nabipour Afrouzi, D, dkk. 2010).  Model  MILP  dievaluasi  dalam mengelola  perubahan  ini  dan  memberikan solusi operasional yang optimal.

## Komposisi cadangan putar 10%
1. Skenario operasi tanpa PLTS Selayar
2. Skenario operasi dengan PLTS Selayar
3. Skenario operasi dengan tambahan 10% beban sistem Skenario  ini  mencakup  peningkatan
cadangan putar sebesar 10% dari kapasitas total  pembangkit  listrik.  Cadangan  putar
diperlukan untuk menghadapi ketidakpastian dalam pasokan dan permintaan energi. Dengan memperhatikan  komposisi  cadangan  putar yang lebih tinggi, penelitian ini mengevaluasi  keandalan  dan  respons sistem  terhadap  kondisi  gangguan,  seperti kegagalan  pembangkit  atau  fluktuasi permintaan (Rosyid O.A. 2011). Pengujian ini  mensimulasikan  kondisi  operasional  di mana  Pembangkit  Listrik  Tenaga  Surya (PLTS)  di  Selayar  dinonaktifkan.  Dalam skenario  ini,  dievaluasi  kontribusi  PLTS terhadap produksi energi total dan ketersediaan  energi  terbarukan.  Dengan menghapus PLTS dari persamaan, penelitian  ini  dapat  menyajikan  gambaran lebih  lengkap  tentang  ketergantungan sistem terhadap sumber energi tertentu dan implikasinya terhadap keberlanjutan.
Pengujian  ini  memeriksa  kondisi operasional  ketika  PLTS  di  Selayar beroperasi  sesuai  kapasitasnya.  Fokus utama  adalah  pada  analisis  kontribusi PLTS  terhadap  pemenuhan  kebutuhan energi, pengurangan emisi, dan pengelolaan  sistem  secara  efisien.  Hasil dari  skenario  ini  memberikan  wawasan berharga  tentang  dampak  positif  PLTS pada  sistem  pembangkit  listrik  dan lingkungan  (Singh,  V,  dkk.  2019)  . Pengujian ini mempertimbangkan peningkatan  beban  sistem  sebesar  10% dari  permintaan  normal.  Skenario  ini mencerminkan  situasi  di  mana  sistem harus  menanggapi  lonjakan  permintaan energi secara mendadak. Penelitian mengevaluasi  kemampuan  sistem  dalam mengatasi peningkatan beban dan memberikan  solusi  operasional  yang optimal dengan mempertimbangkan kendala  dan  batasan  yang  ada.  Nilai  yang akan  menjadi  indikator  optimasi  dan rekomendasi  yaitu  dari  nilai  (a)  Biaya Start-up ; (b) Biaya Operasional yang akan dihitung dari pemakaian BBM; (c) Jumlah status Warning (Slamet, S, dkk. 2014).
Penelitian  ini  dilakukan  dengan simulasi  berbasis Mixed  Integer  Linear Programming (MILP)  pada  Program
MATLAB.  Berikut  adalah  hasil  pengujian dari  masing  masing  skenario  yang  sudah dibuat:
Tabel 1. Hasil Pengujian Skenario Warnin g Biaya Start- Up Biaya
Operasional Total 15% Cadanga n putar Tanpa PLTS 0 28.760.452,0 0 11.914.148.106,0 0 11.942.908.558,0 0 Denga n
PLTS 0 26.999.608,0 0 11.609.091.926,0 0 11.636.091.534,0 0 Beban naik 10% 0 26.999.608,0 0 12.806.066.353,0 0 12.833.065.961,0 0 10% Cadanga n putar Tanpa PLTS 0 41.379.834,0 0 11.665.657.845,0 0 11.707.037.679,0 0
Denga n PLTS 0 41.379.834,0 0 11.665.657.845,0 0 11.707.037.679,0 0 Beban naik 10% 0 41.086.360,0 0 12.857.576.083,0
0 12.898.662.443,0 0
Hasil  dari  skenario  penambahan cadangan putar sebesar 15% menunjukkan dampak positif terhadap keandalan sistem. Dengan  peningkatan  cadangan  putar, sistem  lebih  tangguh  terhadap  kegagalan pembangkit  atau  fluktuasi  permintaan. Analisis  menunjukkan  bahwa  cadangan putar sebesar 15% menghasilkan pengurangan risiko pemadaman dan peningkatan  ketersediaan  energi  (Sopian, K,  dkk.  2008).  Meskipun  ada  peningkatan biaya operasi terkait start-up dan penggunaan bahan bakar tambahan, manfaat  dalam  menjaga  kestabilan  sistem menjadi  sangat  signifikan.  Ketika  PLTS Selayar dinonaktifkan, penelitian menunjukkan  penurunan  signifikan  dalam kontribusi energi terbarukan dan peningkatan  ketergantungan  pada  sumber energi  konvensional.  Meskipun  produksi energi tetap terjamin, skenario ini menyoroti pentingnya PLTS dalam mencapai tujuan keberlanjutan dan mengurangi emisi. Rekomendasi dari hasil ini  adalah  untuk  terus  mengoptimalkan kapasitas dan efisiensi PLTS serta mengeksplorasi  peluang  pengembangan teknologi terbarukan lainnya.
Hasil penelitian menunjukkan kontribusi yang signifikan terhadap produksi  energi  total.  PLTS  tidak  hanya membantu dalam mengurangi ketergantungan  pada  bahan  bakar  fosil tetapi  juga  menghasilkan  pengurangan emisi yang substansial. Rekomendasi yang muncul  adalah  untuk  terus  memperluas kapasitas PLTS, mempertimbangkan peningkatan  efisiensi,  dan  menerapkan teknologi  penyimpanan  energi  untuk
mengoptimalkan pemanfaatan energi terbarukan.  Dengan  penambahan  10% beban  sistem,  penelitian  menunjukkan bahwa  model  MILP  mampu  menanggapi lonjakan permintaan energi dengan efisien (Tutkun, N., & San, E. S. 2013). Meskipun terdapat  peningkatan  biaya  operasi  terkait bahan bakar dan operasi tambahan, sistem berhasil menjaga kestabilan dan keandalan pasokan  listrik.  Rekomendasi  yang  dapat diambil  dari  hasil  ini  adalah  pentingnya fleksibilitas  sistem  dan  kemampuan  untuk merespons  perubahan  permintaan  dengan cepat.  Peningkatan  kapasitas  pembangkit atau  penerapan  strategi  manajemen  beban dapat menjadi solusi potensial.
Rekomendasi terbaik untuk mengoptimalkan perencanaan operasi pada sistem  kelistrikan  Selayar  adalah  dengan menyiapkan Cadangan Putar Sebesar 15%.
Cadangan ini mencakup total 92 kali start- up dan total jam operasi mesin pembangkit PLTD  sebanyak  4.096  jam,  memberikan keseimbangan  yang  baik  antara  keandalan sistem,  efisiensi  operasional,  dan  dampak ekonomi. Penerapan cadangan putar sebesar  15%  telah  terbukti  mengurangi risiko pemadaman, meningkatkan keandalan pasokan listrik, dan memberikan  fleksibilitas  yang  dibutuhkan untuk merespons perubahan kondisi operasional. Meskipun ada biaya tambahan terkait start-up dan konsumsi bahan bakar, manfaat jangka panjangnya jelas memberikan  dampak  positif  pada  operasi sistem  kelistrikan  Selayar.  Selain  itu, penting  untuk  terus  mengoptimalkan penggunaan  sumber  energi  terbarukan, khususnya
PLTS,
dengan mempertimbangkan investasi dalam peningkatan  kapasitas  dan  efisiensi,  yang membantu  mencapai  tujuan  keberlanjutan dan  mengurangi  ketergantungan  pada energi  fosil.  Penerapan  rekomendasi  ini diharapkan  memberikan  sistem  kelistrikan Selayar  keberlanjutan  yang  lebih  baik, efisiensi  operasional  yang  optimal,  dan ketersediaan energi  yang dapat diandalkan dalam  menghadapi  tantangan  masa  depan (Winasis, & Rosyadi, I. 2014).
Berdasarkan semua skenario yang dilakukan,  maka  dari  hasil  penelitian  ini dapat  dinyatakan  bahwa  rekomendasi terbaik  untuk  dapat  melakukan  optimasi perencaan  operasi  pada  sistem  kelistrikan Selayar yaitu dengan menyiapkan Cadangan Putar Sebesar 15% dengan total 93  kali Start-up dan  total  jam  operasi mesin  pembangkit  PLTD  sebanyak  4096 Jam.  Berikut  adalah  grafik  dari  hasil pengujian dengan skenario cadangan putar yang  diberikan  sebesar  15%  pada  sistem Kelistrikan Kepulauan Selayar:
Gambar 3. Hasil Skenario Cadangan Putar 15%

## Gambar 4. Perbandingan Hasil Skenario Cadangan Putar 15% dengan 10%
Perbandingan  antara  hasil  skenario cadangan  putar  sebesar  15%  dan  10% dalam  konteks  Optimasi  Perencanaan Operasi  Pembangkit  Listrik  di  Sistem Isolated Selayar  menunjukkan  perbedaan yang  dapat  memengaruhi  keandalan  dan efisiensi operasional sistem. Dalam skenario  cadangan  putar  sebesar  15%, hasil optimasi menunjukkan bahwa peningkatan  cadangan  putar  memberikan tingkat  keandalan  yang  lebih  tinggi terhadap  gangguan  atau  fluktuasi  dalam pasokan  listrik.  Dengan  meningkatkan cadangan putar menjadi 15%, sistem lebih siap  menghadapi  perubahan  kondisi  dan meminimalkan  risiko  pemadaman  listrik. Meskipun  terdapat  biaya  tambahan  terkait start-up dan  operasi  tambahan,  manfaat keberlanjutan dan keandalan sistem menjadi lebih signifikan.
Skenario  cadangan  putar  sebesar
10%  memberikan  hasil  yang  mungkin lebih  efisien  dari  segi  biaya,  namun  dapat mengorbankan  sebagian  keandalan  sistem.
Keputusan untuk memilih antara cadangan putar 15% atau 10% harus
mempertimbangkan  keseimbangan  antara efisiensi biaya dan tingkat keandalan yang diinginkan  untuk  memenuhi  kebutuhan unik  sistem  kelistrikan  Selayar.  Pemilihan skenario  tersebut  telah  dipertimbangkan dengan  seksama  berdasarkan  karakteristik sistem,  tingkat  pembebanan,  dan  prioritas keandalan  listrik.  Perbandingan  antara skenario  cadangan  putar  15%  dan  10% memberikan  landasan  yang  kuat  untuk mengoptimalkan perencanaan operasi pembangkit  listrik  di  Sistem  Isolated Selayar.
Analisis  hasil  menunjukkan  bahwa pada  akhir  bulan  Februari  2024, stock BBM masih berada di atas batas minimum 7  hari.  Hal  ini  memberikan  jendela  waktu yang  cukup  bagi  pengelola  sistem  untuk merespons perubahan kondisi atau gangguan  dalam  pasokan  BBM.  Dengan demikian, keberlanjutan operasional terjamin dalam jangka pendek. Rekomendasi dapat mencakup
diversifikasi
sumber
BBM, seperti mempertimbangkan
penyedia yang berbeda  atau  merencanakan  stok  strategis di  fasilitas  penyimpanan  lokal.  Hal  ini dapat  memberikan  ketahanan  terhadap potensi  gangguan  pasokan  yang  dapat terjadi  akibat  faktor  eksternal.  Meskipun hasil menunjukkan kondisi yang baik pada akhir  Februari,  penting  untuk  terus memonitor  dan  mengelola  risiko  pasokan BBM  secara  proaktif.  Evaluasi  rutin terhadap  kondisi  pasar,  potensi  gangguan logistik, dan faktor-faktor eksternal lainnya diperlukan untuk menjaga ketersediaan BBM dalam jangka panjang.
Strategi optimasi perencanaan
operasional  pembangkit  listrik  berbasis MILP di Sistem Isolated Selayar mencakup  aspek  kebutuhan  Bahan  Bakar Minyak  (BBM).  Rekomendasi  terbaik dapat  diformulasikan  untuk  menjaga kelancaran  operasional  dan  ketersediaan BBM  pada  tingkat  optimal.  Rekomendasi terbaik dapat diformulasikan untuk menjaga kelancaran operasional dan ketersediaan  BBM  pada  tingkat  optimal:
(a)  Penerapan  Strategi  Optimal.  Terus menerapkan  strategi  operasional  yang dioptimalkan  untuk  penggunaan  BBM agar  tetap  efisien  dan  ekonomis;  (b)
Diversifikasi Sumber BBM.
Pertimbangkan diversifikasi penyedia BBM  dan  perencanaan  stok  strategis  di fasilitas penyimpanan lokal untuk meningkatkan  ketahanan  terhadap  risiko gangguan  pasokan;  dan  (c)  Pemantauan dan  Pengelolaan  Risiko.  Implementasikan sistem  pemantauan  dan  manajemen  risiko yang  efektif  untuk  merespons  perubahan kondisi  pasar  dan  memitigasi  potensi gangguan pasokan BBM. Dengan memperhitungkan kebutuhan Bahan Bakar Minyak  (BBM)  pada  optimasi  yang dilakukan, maka dapat dilakukan perencanaan  pasokan  BBM  sehingga operasional dapat berjalan lancar.

## Gambar 5. Perencanaan Pasokan Bahan Bakar Minyak (BBM)
Perencanaan  pasokan  Bahan  Bakar Minyak  (BBM)  sebagai  komponen  krusial dalam  strategi  operasional  pembangkit listrik,  terutama  pada Sistem  Isolated Selayar.  Di  lingkungan  terisolasi  seperti Selayar,  di  mana  akses  terbatas  dan ketergantungan  pada  sumber  energi  lokal sangat  diperlukan,  perencanaan  pasokan BBM  harus  dikelola  dengan  hati-hati untuk  menjaga  keberlanjutan  operasional dan  ketersediaan  energi  listrik.  Aspek perencanaan  pasokan  BBM  menjadi  fokus penting  untuk  memastikan  operasional yang  lancar.  Identifikasi  kebutuhan  BBM untuk  operasional  pembangkit  listrik  di Selayar,  mencakup  estimasi  kebutuhan harian, mingguan, dan bulanan berdasarkan  karakteristik  beban  listrik, kondisi cuaca, dan model operasional.
Hasil  penelitian  ini  menggunakan model optimasi
MILP untuk mengoptimalkan penggunaan BBM.
Model  ini  mempertimbangkan  variabel seperti start-up dan shut-down mesin pembangkit,  penggunaan  bahan  bakar selama  operasi,  dan  strategi  operasional lainnya. Hasil penelitian ini juga menentukan  jadwal  pengiriman  BBM berdasarkan  hasil  optimasi  dan  analisis kebutuhan, melibatkan perhitungan jumlah BBM  yang  dibutuhkan  pada  setiap  titik waktu  dan  perencanaan  pengiriman  yang efisien. Pertimbangkan diversifikasi sumber BBM untuk meningkatkan keberlanjutan  pasokan,  dapat  melibatkan kolaborasi  dengan  berbagai  penyedia BBM atau
penerapan strategi
penyimpanan BBM lokal sebagai cadangan. Implementasikan  sistem  pemantauan dan evaluasi berkelanjutan terhadap
kondisi  pasokan  BBM.  Perubahan  dalam permintaan  energi,  fluktuasi  harga  BBM, dan faktor eksternal lainnya harus dipantau secara  rutin  untuk  merespons  secara proaktif.  Membangun  sistem  manajemen risiko  yang  efektif  untuk  mengidentifikasi dan  mengelola  potensi  risiko  yang  dapat mempengaruhi pasokan BBM, yang mencakup pula analisis risiko, pengembangan  strategi  mitigasi,  dan rencana
darurat. Pertimbangkan
pengoptimalan teknologi dengan
memanfaatkan  solusi  penyimpanan  energi atau teknologi terbarukan untuk mengurangi  ketergantungan  pada  BBM. Penggunaan  solusi  ini  dapat  membantu mengurangi kebutuhan BBM dan meningkatkan keberlanjutan.
Hasil  penelitian  ini  memastikan  bahwa stok  BBM  selalu  dijaga  di  atas  tingkat minimum yang diperlukan untuk memastikan operasional yang berkelanjutan,  terutama  pada  periode dengan permintaan energi yang tinggi atau potensi  gangguan  pasokan.  Perencanaan pasokan BBM yang matang dan terintegrasi  menjadi  inti  dari  strategi operasional  yang  berhasil  di  Sistem Isolated Selayar. Penerapan rencana pasokan BBM yang optimal dapat membantu mengatasi tantangan lingkungan terbatas dan menjaga keberlanjutan operasional sistem pembangkit listrik.

## SIMPULAN
Berbagai  skenario  dan  analisis  telah dilakukan untuk menggali potensi optimalisasi operasional sistem kelistrikan. Dengan  mempertimbangkan  komponen- komponen  krusial  seperti  cadangan  putar, penggunaan Bahan Bakar Minyak (BBM), dan  integrasi  Pembangkit  Listrik  Tenaga Surya  (PLTS),  penelitian  ini  memberikan wawasan yang mendalam tentang bagaimana sistem energi dapat dioptimalkan untuk meningkatkan keandalan,  efisiensi,  dan  keberlanjutan. Temuan  ini  menekankan pentingnya pengaturan  cadangan  putar  yang  optimal.
Dari semua skenario yang dilakukan, maka dari  hasil  penelitian  ini  dapat  disimpulkan rekomendasi terbaik untuk dapat melakukan  optimasi  perencaan  operasi pada  sistem  kelistrikan  Selayar  yaitu dengan  menyiapkan  Cadangan  Putar Sebesar 15%, memberikan tingkat keandalan  yang  lebih  tinggi,  memastikan sistem  dapat  menanggapi  gangguan  atau fluktuasi  dalam  pasokan  listrik  dengan lebih  efektif.  Walaupun  terdapat  biaya tambahan  terkait start-up dan  operasi, manfaat  dalam  menjaga  kestabilan  dan ketersediaan energi menjadi sangat signifikan.
Analisis  mengenai  skenario  operasi dengan dan tanpa PLTS Selayar memberikan  pemahaman  yang  mendalam tentang kontribusi PLTS dalam menghasilkan  energi  terbarukan.  Skenario dengan  PLTS  mengurangi  ketergantungan pada  bahan  bakar  fosil  dan  memberikan kontribusi  positif  terhadap  pengurangan emisi gas rumah kaca. Rekomendasi untuk terus mengoptimalkan kapasitas dan efisiensi  PLTS  menjadi  penting  untuk mencapai  tujuan  keberlanjutan.  Analisis kebutuhan BBM dan perencanaan pasokan menjadi  fokus  utama  untuk  menjaga kelancaran  operasional  pembangkit  listrik. Optimasi  penggunaan  BBM,  penjadwalan pengiriman  yang  efisien,  dan  pemantauan risiko pasokan merupakan langkah- langkah  krusial  dalam  memastikan  stok BBM selalu di atas tingkat minimum yang diperlukan.
Penelitian ini memberikan kontribusi signifikan  terhadap  pemahaman  tentang bagaimana  menerapkan  teknik  optimasi berbasis MILP untuk meningkatkan operasional sistem kelistrikan di lingkungan  terisolasi  seperti  Selayar. Rekomendasi  terbaik  termasuk  penerapan cadangan  putar  sebesar  15%  untuk menjaga  keandalan  sistem,  pengembangan kapasitas  dan  efisiensi  PLTS,  serta manajemen yang cermat terhadap kebutuhan  dan  pasokan  BBM.  Penelitian ini  mempertimbangkan  konteks  lokal  dan dinamika  lingkungan  Selayar.  Faktor-
faktor  seperti  partisipasi  masyarakat, kebijakan pemerintah, dan potensi teknologi  baru  juga  dapat  mempengaruhi kesuksesan implementasi. Semakin rendah nilai  cadangan  putar  yang  dipersiapkan, maka  akan  menimbulkan  jumlah start-up mesin  pembangkit  PLTD  yang  lebih banyak sehingga biaya tersebut akan lebih tinggi  sedangkan  untuk  biaya  pemakaian Bahan  Bakar  Minyak  (BBM)  untuk pengoperasiannya  akan  lebih  sedikit.  Dari hasil  simulasi  dengan  mengasumsikan kondisi Ramping-up dan Ramping-down mesin  pembangkit  3%  dalam  keadaan normal  maka  dengan  skenario  nilai cadangan  putar  10%  &  15%  masih  tidak muncul  status  warning.  Hasil  optimasi yang  dilakukan,  maka  akan  didapatkan keuntungan  finansial  dari  biaya start-up dan  juga  Biaya  Operasional  sebesar  Rp. 69.694.351 / Bulan.
Dalam  penelitian  ini  masih  perlu dilakukan  kajian  lebih  lanjut  pada  variasi musim  yang  lebih  ekstrim,  dimana  PLTS Selayar  hanya  bisa  beroperasi  dengan beban  rendah  dan  tingkat  intermitensi lebih aktif, dan sebagai program keberlanjutan dirasa perlu dilakukan penelitian  lebih  lanjut  terkait  alternatif energi  terbarukan  yang  berpotensi  di Kepulauan  Selayar  sehingga  pola  operasi pada  mesin  pembangkit  fosil  dapat  terus diminimalisir  dan  berkelanjutan  untuk menguragi polusi yang ditimbulkan.

## DAFTAR PUSTAKA
Nugraha,  Febri  Candra;  Subekti,  Lukman “Optimasi  Penjadwalan  Pembangkit
pada Microgrid Dengan Mempertimbangkan Respons Beban”, 2022
P. Woan-Ho.; A. Bunima.; K. Yun-Su.; M. B. Glick, "Energy Curtailment Schedulling  MILP  Formulation  for an  Islanded  Microgrid  with  High Penetration  of  Renewable  Energy", MDPI, Energies 2021 vol. 14
Goudarzi,  A.;  Li,  Y.;  Xiang,  J.  “Efficient energy  management  of  renewable resources in microgrids. In
Renewable  Energy  Microgeneration Systems”, Elsevier: Amsterdam, The Netherlands, 2021; pp. 285–321 Yuliani N.S., “Analisis Kstabilan Transien Pada  Sistem  Hybrid  PLTS-Baterai- PLTD Pada Sistem Kelistrikan Pulau Tomia”,  Institut  Teknologi  Sepuluh Nopember, 2019 Kobauashi,  D.;  Masuta,  T.  Ohtake.;
H.”Coordinated operation
scheduling  method  for  BESS  and thermal generators based on photovoltaic  generation  forecasts released  every  several  hours”,  In
Proceedings  of  the  2017  IEEE Innovative Smart Grid Technologies-Asia (ISGT-Asia), Auckland, New Zealand, 4–7
December 2017
M.  F.  Anjos  and  A.  J.  Conejo,  “Unit Commitment  in  Electric  Energy Systems,”  Foundations  and  Trends in  Electric  Energy  Systems,  vol.  1, no.4,  pp.  220–310,  2017,  doi: 10.1561/3100000014 W.  Zhaolong,  D.  Jianying,  H.  W.  Q,  J.
Zhaoxia  and  Z.  Jiehui,  "Reserve Constrained Dynamic Economic
Dispatch with Valve- point Effect: A Two-stage  Mixed  Integer  Linear
Programming Approach," CSEE Journal  Of  Power  and  Energy
System, vol. 3, pp. 203-211, 2017
Lyzwa,  W.;  Wierzbowski,  M.;  Olek,  B. “MILP  formulation  for  energy  mix optimization”,  IEEE  Trans.  Ind. Inform. 2015, 11, 1166–11 Wouters, C.; Fraga, E.S.; James, A.M. “An energy  integrated,  multi-microgrid, MILP (mixed-integer
linear programming) approach for
residential distributed energy system planning–a  South  Australian  case- study”. Energy 2015, 85, 30–44
H.  Nabipour  Afrouzi,  D.  Ali  Mohammad and  Mehranzamir  K,  "Optimization of  PV/Wind/Diesel  Hybrid  Energy System  With  HOMER",  University Teknology Malaysia (UTM), 2010
Rosyid  O.A.  (2011).  Pembangkit  Listrik Tenaga  Surya  Hibrida  Untuk  Listrik
Pedesaan di Indonesia. Jurnal
Material Dan Energi Indonesia , 1 (1)
Singh,  V.,  Khan,  M.  A.,  &  Bansal,  S.
(2019).  Performance  Analysis  of
Solar  Inverter. SSRN  Electronic Journal . https://doi.org/10.2139/ssrn.3531223 Slamet,  S.,  Abd  Ghani,  R.,  &  Kobayashi,
F. (2014). Implementation of IncCond  Algorithm  to  Optimize  PI Boost  Converter  for  Maximum Power Point Tracking in Photovoltaic Arrays. Jurnal Teknologi , 71 (5). https://doi.org/10.11113/jt.v71.3847
Sopian,  K.,  Zaharim,  A.,  Ali,  Y.,  Nopiah, Z. M., Razak, J. Ab., & Muhammad,
N.  S.  (2008).  Optimal  operational strategy for hybrid renewable energy system  using  genetic  algorithms. WSEAS Transactions
on
Mathematics , 7 (4), 130–140.
Tutkun,  N.,  &  San,  E.  S.  (2013).  Optimal power  scheduling  of  an  off-grid renewable  hybrid  system  used  for
heating  and  lighting  in  a  typical residential
house.
2013 13th International Conference on Environment and Electrical Engineering (EEEIC) , 352–355.
https://doi.org/10.1109/EEEIC-
2.2013.6737935
Winasis,  &  Rosyadi,  I.  (2014).  Evaluasi Unjuk  Kerja  Sistem  Photovoltaic  12 KWP  Pada  Pembangkit  Listrik
Hibrida  Surya  -  Angin  Pantai  Baru Bantul. Seminar  Nasional  Teknik (SENATEK) 2014 , 114–119.