## Analisis dan Evaluasi Kestabilan Tegangan dengan Metode Continuation Power Flow (CPF) pada Sistem Microgrid
Radhilia Sofianna Ruzi, Ontoseno Penangsang, dan Ni Ketut Aryani Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS)
Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111 Indonesia
e-mail : radhilia.sofianna.ruzi@gmail.com, zenno_379@yahoo.com
Abstrak—Tugas  akhir  ini  bertujuan  untuk  menganalisis kestabilan  tegangan  pada  sistem  microgrid  akibat  adanya penambahan  beban  secara  kontinyu  sehingga  terjadi ketidak  mampuan  sistem  dalam  mengendalikan  atau mempertahankan  tegangan  pada  masing-masing  bus. Penyelesaian tugas akhir diawali dengan mengetahui aliran daya pada sistem dengan menggunakan metode “Backward- Forward Sweep” kemudian dilanjutkan dengan mengunakan  Continuation  Power  Flow  (CPF)  sebagai metode  untuk  mengidentifikasi  bus  sistem  yang  paling sensitif mengalami jatuh tegangan serta mendapatkan nilai pembebanan maksimum pada masing-masing bus. Analisis dan  simulasi  kedua  metode  ini  dilakukan  pada  jaring distribusi  radial  IEEE  33  bus  dan  IEEE  69  bus [1] .  Efek daripada  penempatan  DG  yang  tepat  dengan  metode
Continuation Power Flow (CPF) adalah dapat meningkatkan  profil  tegangan  dan  dapat  mengatasi ketidak-stabilan  tegangan, sehingga  analisis  dan  evaluasi kestabilan tegangan dapat terlihat saat kondisi sebelum dan sesudah penambahan DG.
Kata  Kunci—Backward-Forward  Sweep,  Continuation Power  Flow  (CPF),  Distributed  Generation  (DG),  Sistem Distribusi Radial, Voltage Stability.

## I. P ENDAHULUAN
estabilan  tegangan  berkaitan  dengan  kemampuan sistem  tenaga  listrik  untuk  mempertahankan tegangan  di  setiap  bus  pada  kondisi abnormal maupun karena  adanya  gangguan [2] .  Sistem  akan  memasuki keadaan ketidakstabilan tegangan ketika terjadi gangguan,  peningkatan  permintaan  beban  dan  adanya perubahan  kondisi  sistem.  Keadaan  tersebut  akan menyebabkan  penurunan  performa  sistem,  sehingga tegangan  menjadi  tidak  terkendali,  akibatnya  profil tegangan  menurun  dan  kerugian  daya  ( Losses )  pada sistem distribusi semakin  besar,  akibat  fatal  dari kondisi tersebut  adalah  terjadinya  pemadaman  atau blackout pada daerah sekitar.
Ketersediaan  DG  umumnya  dalam  skala  kecil  yaitu  1 Watt hingga 300 Mw [4] . Oleh sebab itu untuk mensuplai konsumen  pada  skala  besar  penggunaan  DG  harus  tetap tehubung dengan Grid , namun penggunaan penetrasi DG yang  berlebih  dapat  mempengaruhi  sistem  distribusi hingga  sistem  transmisi,  akibatnya  hubungan  antara  DG dengan Grid dapat  mempengaruhi  kestabilan  sistem seperti : frekuensi, proteksi dan kestabilan tegangan [5] . Oleh  karena  itu,  dalam  tugas  akhir  ini  diusulkan sebuah  metode  untuk  menganalisis  kestabilan  tegangan yang  terjadi  pada  sistem  distribusi  radial  dengan penambahan DG  atau disebut  juga dengan Microgrid on
Grid  Model sebagai  dasar  pertimbangan  dalam penempatan  DG  sehingga  profil  tegangan  dapat meningkat dan dapat mengatasi masalah ketidak-stabilan tegangan.
Tugas  akhir  ini  mengusulkan  sebuah  metode  untuk penempatan  DG  pada  jaring  distribusi  berdasarkan analisis  CPF  dengan  cara  menentukan  bus  yang  paling sensitif  ( Sensitive  Bus )  terjadi voltage  collapse akibat adanya  penambahan  beban  secara  kontinyu  tanpa mempertimbangkan  rating  peralatan,  setelah  itu  DG dengan  kapasitas  tertentu  akan  dipasang  pada sensitive bus hingga objective  function terpenuhi [6] yaitu meningkatnya profil tegangan.

## II. P EMODELAN S ISTEM
Continuation
Power Flow pada umumnya menggunakan metode newton rapshon untuk menghitung aliran  daya  dari  sebuah  sistem  tenaga  yang  digunakan sebagai  data  awal  yang  selanjutnya  akan  diolah  untuk membentuk  kurva  P-V  dengan  adanya  penambahan beban  secara  terus  menerus,  namun  dalam  kondisi penggunaan metode newton raphson pada sistem tertentu matriks  Jacobian  yang  dihasilkan  menjadi  singular, dampak  dari  hal  tersebut  adalah  metode  ini  akan menghasilkan numerical perhitungan yang sulit.
Pada tugas akhir ini sistem yang akan dianalisis adalah sistem  distribusi  radial  IEEE  33  bus  dan  IEEE  69  bus, apabila sistem ini menggunakan metode newton raphson power  flow  untuk  menghitung  aliran  daya  sistem,  maka matrix  jacobian  yang  dihasilkan  menjadi  kurang konvergen  karena  nilai  ratio  R/X  pada  sistem  yang tinggi,  akibatnya  kurva  yang  dihasilkan  cenderung  tidak stabil.  Oleh  sebab  itu,  pada  tugas  akhir  ini  akan menggunakan  perhitungan Continuation  Power  Flow dengan  menggunakan first-order  polynominal  secant predictor dan hasilnya akan dikoreksi dengan menggunakan  metode backward/forward  radial  power flow.
Continuation Power Flow
Continuation  Power  Flow dengan  menggunakan first- order  polynominal  secant  predictor yang  hasilnya  akan dikoreksi dengan menggunakan metode backward/forward  radial  power  flow memiliki  beberapa kentungan diantaranya adalah [10] : 1. Masalah  singularitas  yang  berhubungan  dengan classical  Jacobian  matrix-based  power-flow  methods menghilang.
K
2. Lebih  efesien  dalam  menangani  sistem  dengan berbagai sistem dan beban tidak seimbang.
3. Lebih  efesien  dalam  menangani  sistem  dengan  ratio R/X yang tinggi.
4. Waktu  iterasi  lebih  cepat  terutama  dalam  menangani sistem 3 fasa tidak seimbang.
Proses solusi prediktor dan korektor pada Continuation Power Flow digunakan sebagai proses pengolahan kurva PV hingga mendapatkan kondisi pembebanan maksimum.  Pertama,  inisialisasi  awal  solusi  aliran  daya dilakukan untuk meghitung tegangan dengan penambahan  beban  secara  kontinyu,  penambahan  bebab dilakukan berdasarkan secant predictor , hasil perhitungan  tegangan  dengan  penambahan  beban tersebut dikoreksi menggunakan aliran daya backward /forward sweep dengan  solusi  iteratif.  Solusi iteratif  aliran  daya  akan  berulang  hingga  mencapai toleransi  ketidak  cocokan  yang  telah  ditetapkan  seperti yang  terlihat  pada  persamaan  (1)  dan  (2).  Proses penambahan  solusi  prediktor  dan  korektor  pada Continuation  Power  Flow akan  berulang  secara  terus menerus  hingga  parameter  ukuran  kontrol  kurang  dari nilai toleransi yang diberikan pada persamaan (5) ketika perulangan tersebut berhenti maka akan didapatkan nilai tegangan pada kondisi pembebanan maksimum.
∆𝑃 𝑖 <   𝜀 𝑃𝐹 (1) ∆𝑄 𝑖 <   𝜀 𝑃𝐹 (2)
Dimana  ΔPi  dan  ΔQi  merupakan  ketidak  sesuaian daya  aktif  dan  reaktif  di  bus  i  dan 𝜀 𝑃𝐹 adalah  nilai toleransi aliran daya yang telah ditetapkan.
𝜎 𝑘 <   𝜀 𝑀𝐿𝑃 (3)
Dimana 𝜎 𝑘 adalah  ukuran  kontrol  penambahan  beban, sedangkan 𝜀 𝑀𝐿𝑃 adalah definisi dari nilai toleransi untuk menentukan Maximum  Loading  Point (MLP),  dalam proses prediktor dan korektor diperlukan perhitungan dua titik  pertama pada kurva  dengan  menggunakan Adaptive step ( ℷ) . Namun,  ukuran  step  yang  digunakan  akan dikontrol dengan persamaan sebagai berikut :
𝜎 𝑘+1 =   𝜎 𝑘 𝐶 𝑛 𝑘 (4)
ℷ 𝑘+1 = 𝜎 𝑘 + ℷ 𝑘 (5)
Dimana C adalah parameter ukuran kontrol sedangkan 𝑛 𝑘 adalah banyaknya jumlah iterasi aliran daya saat k, k merupakan  nilai  iterasi  pada Continuation  Power  Flow . Setiap  ukuran  langkah  akan  diperbarui  sesuai  dengan persamaan  (5),  kemudian  parameter  yang  baru  dihitung kembali  menggunakan  persamaan  (4).  Setiap  ukuran langkah  yang  telah  ditentukan  maka  tegangan  terbaru dapat  ditentukan,  tegangan  terbaru  pada  bus  akan dihitung menggunakan persamaan (6) dan (7).
𝑉 =   − (ℷ 𝑘−1 )−(ℷ 𝑘 ) (ℷ 𝑘−1 )−(ℷ 𝑘−2 ) [(𝑉 𝑘−1 ) −   (𝑉 𝑘−2 ) +   (𝑉 𝑘−1 )] (6)
𝛿 =   − (ℷ 𝑘−1 )−(ℷ 𝑘 ) (ℷ 𝑘−1 )−(ℷ 𝑘−2 ) [(𝛿 𝑘−1 ) −   (𝛿 𝑘−2 ) +   (𝛿 𝑘−1 )] (7)
Sedangkan  bus  data  pada  setiap  ukuran  langkah  yang telah  ditentukan  juga  akan  dihitung  menggunakan persamaan (8), dimana K adalah load multiplier . 𝑃 (𝑛𝑘,𝑖) = (1 + 𝜆 . 𝐾)𝑃 (𝑛𝑘,0) (8)

## Backward/Forward Sweep Load Flow
Analisis  aliran  daya  pada  sistem  distribusi  radial memiliki  banyak  cabang  dan  banyak  beban  terpasang, hal  tersebut  menyebabkan  ratio  R/X  tinggi,  oleh  sebab
metode backward-forward  sweep adalah  metode  yang paling  tepat  untuk  diaplikasikan  ke  sistem  distribusi radial.  Langkah  awal  dari  metode Backward  –  Forward Sweep adalah    menghitung  besar  arus  yang  mengalir pada  saluran,  dari  bus  paling  awal  hingga  akhir  yang disebut  dengan backward  sweep dan  yang  kedua  adalah mengitung  nilai  drop  tegangan  pada  setiap  saluran dengan  mengkalikan  nilai  arus  yang  telah  dihitung sebelumnya  dengan  nilai  impedansi  salurannya  yang disebut dengan forward sweep .
Gambar.  1.  merupakan  salah  satu  contoh  dari  gambar single  line  diagram untuk  pembentukan  matrik  dalam persamaan aliran daya.
Gambar 1. Single Line Diagram [12]
Untuk  menghitung  arus  cabang  didapatkan  dari hubungan  daya  kompleks  dan  tegangan  pada  setiap  bus, seperti persamaan dibawah ini :
𝐼 𝑖 𝑘 = 𝑐𝑜𝑛𝑗  ( 𝑃 𝑖 + 𝑗𝑄 𝑖 𝑉 𝑖 𝑘 ) (9)
Dimana :
𝐼 𝑖 𝑘 = Arus pada bus I saat iterasi ke-K 𝑉 𝑖 𝑘 = Tegangan pada bus I saat iterasi ke-K Metode Backward-Forward  Sweep membutuhkan modifikasi  perhitungan  untuk  memudahkan  dalam membentuk persamaan dan proses iterasi sehingga dapat menghitung  nilai  tegangan  di  setiap  bus  nya,  proses modifikasi tersebut berupa persamaan  matrik BIBC ( Bus Injection to Branch Current ), matrik BIBC adalah matrik hubungan antara arus dan saluran pada sistem.
Gambar single  line  diagram diatas  menghasilkan persamaan  untuk  membentuk  matrik  BIBC,  dengan menggunakan hukum kirchoff untuk arus. Arus cabang I terhadap  bus  atau  saluran  B,  maka  persamaan  yang didapat adalah seperti berikut :
𝐵 5 = 𝐼 6 (10) 𝐵 4 = 𝐼 5 𝐵 3 = 𝐼 4 + 𝐼 5 𝐵 2 = 𝐼 3 + 𝐼 4 + 𝐼 5 + 𝐼 6 𝐵 1 = 𝐼 2 + 𝐼 3 + 𝐼 4 + 𝐼 5 + 𝐼 6 Dimana :
B n = Saluran Bus n
I n
= Arus Cabang n
Persamaan  (10)  merupakan  persamaan  arus  cabang  I terhadap  bus,  dimana  persamaan  tersebut  akan  dibentuk matrik BIBC seperti berikut :
[ 𝐵 1 𝐵 2 𝐵 3 𝐵 4 𝐵 5 ] = [ 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1] [ 𝐼 1 𝐼 2 𝐼 3 𝐼 4 𝐼 5 ] (11)
[𝐵] = [ 𝑩𝑰𝑩𝑪 ][𝐼] (12)
Angka  1  Menyatakan  adanya  hubungan  antara  arus dan saluran pada sistem, sedangkan angka 0 menyatakan
tidak  adanya  hubungan  antara  arus  dan  saluran  pada sistem,  Matriks  1  &  0  yang  disebut  dengan  matriks BIBC.  Drop  tegangan  pada  setiap  bus  dapat  ditentukan dengan  cara  mengkalikan  nilai  arus  yang  telah  dihitung sebelumnya  dengan  nilai  impedansi  salurannya  yang disebut dengan forward sweep . Hasil persamaan tersebut dapat dilihat pada persamaan (13).
𝑉 2 = 𝑉 1 − 𝐵 1 . 𝑍 12 (13) 𝑉 3 = 𝑉 1 − 𝐵 1 . 𝑍 12 − 𝐵 2 . 𝑍 23 𝑉 4 = 𝑉 1 − 𝐵 1 . 𝑍 12 − 𝐵 2 . 𝑍 23 − 𝐵 3 . 𝑍 34 𝑉 5 = 𝑉 1 − 𝐵 1 . 𝑍 12 − 𝐵 2 . 𝑍 23 − 𝐵 3 . 𝑍 34 − 𝐵 4 . 𝑍 45
𝑉 6 = 𝑉 1 − 𝐵 1 . 𝑍 12 − 𝐵 2 . 𝑍 23 − 𝐵 3 . 𝑍 34 − 𝐵 4 . 𝑍 45 − 𝐵 5 . 𝑍 26
Dimana :
V n = Tegangan Bus n B n = Saluran Bus n Z k-l = Impedansi Saluran dari bus k ke bus l Matrik  BCBV  ( Branch  Current  to  Branch  Voltage ) adalah  matrik  hubungan  antara  tegangan  bus  dan  arus saluran yang didapat dari penurunan persamaan (14), jika dibentuk  sebagai  sebuah  matrik  akan  menjadi  sebagai berikut :
[ 𝑉 1 − 𝑉 2
𝑉 1 − 𝑉 3 𝑉 1 − 𝑉 4 𝑉 1 − 𝑉 5 𝑉 1 − 𝑉 6 ] = [ 𝑍 12 0 0 0 0 𝑍 12 𝑍 23 0 0 0 𝑍 12 𝑍 23 𝑍 34 0 0 𝑍 12 𝑍 23 𝑍 34 𝑍 45 0 𝑍 12 𝑍 23 0 0 𝑍 36 ] [ 𝐵 1 𝐵 2 𝐵 3 𝐵 4 𝐵 5 ] (14)
[∆𝑉] = [𝑩𝑪𝑩𝑽][𝐵] (14) Dimana : V n = Tegangan Bus n B n = Saluran Bus n Z k-l
= Impedansi Saluran dari bus k ke bus l ∆𝑉 = Drop Tegangan antara V k ke V l Distribution  Load  Flow (DLF)  merupakan  hasil perkalian  antara  matrik  BCBV  dan  matrik  BIBC  yang digunakan untuk mendapatkan persamaan untuk menghitung  nilai  drop  tegangan  pada  setiap  bus. Persamaan  untuk  matrik  dari  drop  tegangan  (∆V), persamaan yang didapat adalah sebagai berikut :
[∆𝑉] = [𝑩𝑪𝑩𝑽][𝑩𝑰𝑩𝑪][𝐼] [∆𝑉] = [𝑫𝑳𝑭][𝐼] (15
Dengan  didapatkannya  matrik  BIBC,  BCBV  dan ∆𝑉 , tegangan  pada  setiap  bus  dapat  dihitung  menggunakan persamaan dibawah ini :
[Vi] = [V1] – [ΔV] (16)
Dimana :
∆𝑉 = Drop Tegangan antara V k ke V l BCBV  = Matrik Branch Current to Branch Voltage BIBC = Matrik Bus Injection to Branch Current
DLF = Matrik Distributin Load Flow V i = Tegangan Saluran Bus i

## Test System IEEE 33 bus dan IEEE 69 bus
Sistem kelistrikan yang akan digunakan dalam analisis dan  evaluasi  kestabilan  tegangan  adalah  sistem kelistrikan IEEE 33 Bus dan IEEE 69 Bus [1] seperti pada Gambar 2.
Gambar 2.  Sistem Kelistrikan IEEE 33 Bus (Kiri) dan IEEE 69 Bus (Kanan)
T ABEL 1. L INE D ATA DAN B US D ATA IEEE 33 B US Bus Dari bus Ke bus R (Ω) X (Ω) Daya Nominal
P Q S (kW)  (kVAR) (kVA) 2 1 2 0.0922  0.047 100 60 116.619 3 2 3 0.493  0.2511 90 40 98.489 4 3 4 0.366  0.1864 120 80 144.222 5 4 5 0.3811  0.1941 60 30 67.082 6 5 6 0.819 0.707 60 20 63.246 7 6 7 0.1872  0.6188 200 100 223.607 8 7 8 0.7144  0.2351 200 100 223.607 9 8 9 1.03 0.74 60 20 63.246 10 9 10 1.044 0.74 60 20 63.246 11 10 11  0.1966  0.065 45 30 54.083 12 11 12  0.3744  0.1298 60 35 69.462 13 12 13 1.468 1.155 60 35 69.462 14 13 14  0.5416  0.7129 120 80 144.222 15 14 15 0.591 0.526 60 10 60.828 16 15 16  0.7463  0.545 60 20 63.246 17 16 17 1.289 1.721 60 20 63.246 18 17 18 0.732 0.574 90 40 98.489 19 2 19 0.164  0.1565 90 40 98.489 20 19 20  1.5042  1.3554 90 40 98.489 21 20 21  0.4095  0.4784 90 40 98.489 T ABEL 1. L INE D ATA DAN B US D ATA IEEE 33 B US (L ANJUTAN )
Bus Dari bus Ke bus R (Ω)  X (Ω) Daya Nominal P Q
S (kW)  (kVAR) (kVA) 22 21 22 0.7089  0.9373 90 40 98.489 23 3 23 0.4512  0.3083 90 50 102.956 24 23 24 0.898  0.7091 420 200 465.188 25 24 25 0.896  0.7011 420 200 465.188 26 6 26 0.203  0.1034 60 25 65.000 27 26 27 0.2842  0.1447 60 25 65.000 28 27 28 1.059  0.9337 60 20 63.246 29 28 29 0.8042  0.7006 120 70 138.924 30 29 30 0.5075  0.2585 200 600 632.456 31 30 31 0.9744  0.963 150 70 165.529 32 31 32 0.3105  0.3619 210 100 232.594 33 32 33 0.341  0.5302 60 40 72.111
TOTAL 3715 2300 4369.351 T ABEL 2. L INE D ATA DAN B US D ATA IEEE 69 B US
Bus Dari bus Ke bus R (Ω) X (Ω) Daya Nominal P Q S (MW)  (MVAR)  (MVA) 2 1 2 0.0005 0.0012  0.0000 0.0000 0.0000 3 2 3 0.0005 0.0012  0.0000 0.0000 0.0000 4 3 4 0.0015 0.0036  0.0000 0.0000 0.0000 5 4 5 0.0251 0.0294  0.0000 0.0000 0.0000 6 5 6 0.3660 0.1864  0.0026 0.0022 0.0048 7 6 7 0.3811 0.1941  0.0404 0.0300 0.0704 8 7 8 0.0922 0.0470  0.0750 0.0540 0.1290 9 8 9 0.0493 0.0251  0.0300 0.0220 0.0520 10 9 10 0.8190 0.2707  0.0280 0.0190 0.0470
11 10 11 0.1872 0.0619  0.1450 0.1040 0.2490 12 11 12 0.7114 0.2351  0.1450 0.1040 0.2490 13 12 13 1.0300 0.3400  0.0080 0.0050 0.0130 14 13 14 1.0440 0.3450  0.0080 0.0055 0.0135 15 14 15 1.0580 0.3496  0.0000 0.0000 0.0000 16 15 16 0.1966 0.0650  0.0450 0.0300 0.0750 17 16 17 0.3744 0.1238  0.0600 0.0350 0.0950 18 17 18 0.0047 0.0016  0.0600 0.0350 0.0950 19 18 19 0.3276 0.1083  0.0000 0.0000 0.0000 20 19 20 0.2106 0.0690  0.0010 0.0006 0.0016 21 20 21 0.3416 0.1129  0.1140 0.0810 0.1950 22 21 22 0.0140 0.0046  0.0050 0.0035 0.0085 23 22 23 0.1591 0.0526  0.0000 0.0000 0.0000 24 23 24 0.3463 0.1145  0.0280 0.0200 0.0480 25 24 25 0.7488 0.2475  0.0000 0.0000 0.0000 26 25 26 0.3089 0.1021  0.0140 0.0100 0.0240 27 26 27 0.1732 0.0572  0.0000 0.0000 0.0000 28 3 28 0.0044 0.0108  0.0260 0.0186 0.0446 29 28 29 0.0640 0.1565  0.0260 0.0186 0.0446 30 29 30 0.3978 0.1315  0.0000 0.0000 0.0000 31 30 31 0.0702 0.0232  0.0000 0.0000 0.0000 32 31 32 0.3510 0.1160  0.0000 0.0000 0.0000 33 32 33 0.8390 0.2816  0.0140 0.0100 0.0240 34 33 34 1.7080 0.5646  0.0190 0.0140 0.0330 35 34 35 1.4740 0.4873  0.0060 0.0040 0.0100 36 3 36 1.4740 0.4873  0.0260 0.0186 0.0446 37 36 37 0.0640 0.1565  0.0260 0.0186 0.0446 38 37 38 0.1053 0.1230  0.0000 0.0000 0.0000 39 38 39 0.0304 0.0355  0.0240 0.0170 0.0410 40 39 40 0.0018 0.0021  0.0240 0.0170 0.0410 41 40 41 0.7283 0.8509  0.0010 0.0010 0.0020 42 41 42 0.3100 0.3623  0.0000 0.0000 0.0000 43 42 43 0.0410 0.0478  0.0060 0.0043 0.0103 44 43 44 0.0092 0.0116  0.0000 0.0000 0.0000 45 44 45 0.1089 0.1373  0.0390 0.0263 0.0653 46 45 46 0.0009 0.0012  0.0390 0.0263 0.0653 47 4 47 0.0034 0.0084  0.0000 0.0000 0.0000 48 47 48 0.0851 0.2083  0.0790 0.0564 0.1354 49 48 49 0.2898 0.7091  0.3840 0.2745 0.6585 50 49 50 0.0822 0.2011  0.3840 0.2745 0.6585
T ABEL 2. L INE D ATA DAN B US D ATA IEEE 69 B US (L ANJUTAN )
Bus Dari
bus Ke bus R ( Ω )  X ( Ω ) Daya Nominal P Q S (MW)  (MVAR)  (MVA) 51 8 51 0.0928 0.0473 0.0400 0.0283 0.0683 52 51 52 0.3319 0.1114 0.0030 0.0027 0.0057 53 9 53 0.1740 0.0886 0.0040 0.0035 0.0075 54 53 54 0.2030 0.1034 0.0260 0.0190 0.0450 55 54 55 0.2842 0.1447 0.0240 0.0172 0.0412 56 55 56 0.2813 0.1433 0.0000 0.0000 0.0000 57 56 57 1.5900 0.5337 0.0000 0.0000 0.0000 58 57 58 0.7837 0.2630 0.0000 0.0000 0.0000 59 58 59 0.3042 0.1006 0.1000 0.0720 0.1720 60 59 60 0.3861 0.1172 0.0000 0.0000 0.0000 61 60 61 0.5075 0.2585 1.2440 0.8880 2.1320
62 61 62 0.0974 0.0496 0.0320 0.0230 0.0550
63 62 63 0.1450 0.0738 0.0000 0.0000 0.0000
64 63 64 0.7105 0.3619 0.2270 0.1620 0.3890
65 64 65 1.0410 0.5302 0.0590 0.0420 0.1010
66 11 66 0.2012 0.0611 0.0180 0.0130 0.0310
67 66 67 0.0047 0.0014 0.0180 0.0130 0.0310
68 12 68 0.7394 0.2444 0.0280 0.0200 0.0480
69 68 69 0.0047 0.0016 0.0280 0.0200 0.0480 TOTAL 3.7830 2.6841 6.4671 III. A LGORITMA P ENEMPATAN D ISTRIBUTED G ENERATION
Pada  bab  ini  akan  dijelaskan  mengenai  hasil  dari analisis  dan  evaluasi  kestabilan  tegangan  pada  Test System  IEEE  33  Bus  dan  Test  System  IEEE  69  Bus dengan  menggunakan  metode Continuation Power Flow (CPF),  analisis  ini  dilakukan  saat  sebelum  dan  sesudah penambahan Distributed Generation (DG). Tujuan utama dari  metode Continuation  Power  Flow (CPF)  adalah untuk  mencari  bus  yang  paling  sensitif  mengalami Voltage  Collapse ketika  dilakukan  penambahan  beban secara  kontinyu  tanpa  mempertimbangkan  rating peralatan,  sehingga  dengan  mengetahui  adanya  bus paling sensitif maka bus tersebut dapat dijadikan sebagai referensi  penempatan  unit  DG  untuk  dilakukan  evaluasi kestabilan  tegangan  dengan  adanya  penambahan  unit DG, evaluasi kestabilan tegangan yang dilakukan dengan menambahkan unit DG akan berdampak pada kestabilan tegangan  sistem  salah  satunya  adalah  meningkatkan profil  tegangan  dan  menjadikan  sistem  tidak  mudah mengalami Voltage Collapse ketika dilakukan penambahan beban secara kontinyu.
Simulasi  ini  berawal  dari  menginputkan  line  data  dan bus  data,  setelah  itu  simulasi Continuation  Power  Flow (CPF) dijalankan dan akan mendapatkan 10 bus kandidat bus  paling  sensitif,  dimana  10  kandidat  bus  paling sensitive  didapatkan  berdasarkan  10  bus  dengan  nilai gradient  terbesar,  setelah  itu  10  kandidat  bus  tersebut akan  dipasangkan  DG  secara  bergantian  untuk  dihitung nilai voltage  index (VI)  nya,  kandidat  bus  dengan  nilai voltage  index (VI)  terendah  akan  dijadikan  sebagai kandidat  terpilih  pemasangan  DG,  proses  ini  akan  terus berulang hingga voltage index iterasi saat ini lebih besar dari voltage index sebelumnya (VI k >VI k-1 ).
Voltage Index (VI) merupakan sebuah indikator untuk menentukan  deviasi  tegangan  antara  tegangan  bus  yang diinginkan ( 𝑉 𝑖,0 ) biasanya adalah 1 p.u. dengan tegangan bus setelah penempatan  DG ( 𝑉 𝑖,1 ).  Semakin  rendah nilai VI menunjukan kinerja DG pada sistem semakin baik.
𝑉𝐼 = ∑ (𝑉 𝑖,0 −   𝑉 𝑖,1 ) 2 𝑛 𝑖=1 (17)
Kapasitas DG yang digunakan berdasarkan penetration level  yang  diberikan  dan  dapat  dicari  menggunakan persamaan (18).
𝑃𝐿 = 𝑆 𝐷𝐺 𝑆 𝑙𝑜𝑎𝑑 × 100 % (18)
Penetrasi  level  pada  unit  DG  dibutuhkan  untuk menentukan  kapasitas  DG  yang  digunakan  berdasarkan nilai  presentasi  dari  penetrasi  level  DG  yang  dikalikan dengan total daya semu jaringan ( 𝑆 𝑙𝑜𝑎𝑑 ) [5] .

## IV. H ASIL S IMULASI DAN A NALISIS

## Hasil Pengujian IEEE 33 Bus
Test  System  IEEE  33  Bus  memiliki  total  daya  aktif dan daya  reaktif  sebesar  3.7150  MW  dan  2.3000  MVar, sehingga penambahan unit DG sebesar 40% akan bernilai 1.4860 MW dan 0.9200 MVar.
Gambar 4. Kurva P-V Sebelum Penambahan Distributed Generation
(DG)
Penentuan  lokasi  DG  pada  bus  13  dan  bus  33 ditetapkan  berdasarkan  nilai  voltage  index  terendah, tidak  dilakukan  penambahan  hingga  3  unit  DG  karena nilai VI dengan 3 unit DG lebih besar daripada 2 unit DG seperti yang terlihat pada Tabel 1.
T ABEL 3. V OLTAGE I NDEX T EST S YSTEM IEEE 33 BUS VOLTAGE INDEX Base Case 0.1170943 DG 40% di Bus 13 0.0190695 DG 20% di Bus 13, 33 0.0098370 DG 13.33% di Bus 13, 33, 15 0.0098900
Apabila  profil  tegangan  seluruh  case  dibandingkan maka perbedaan akan terlihat pada Gambar 6.

## Gambar 6. Perbandingan Profil Tegangan Test System 33 Bus

## Hasil Pengujian IEEE 69 Bus
Test  System  IEEE  69  Bus  memiliki  total  daya  aktif dan daya  reaktif  sebesar  3.7830  MW  dan  2.6841  MVar, sehingga penambahan unit DG sebesar 40% akan bernilai 1.5132 MW dan 1.07364 MVar.
Gambar 7. Kurva P-V Sebelum Penambahan Distributed Generation
(DG)
Gambar 8 .  Kurva P-V Setelah Penambahan Distributed Generation (DG) di bus 64 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 1.1 1.2 Beban (Mw) T e g a n g a n ( p u ) Kurva P-V Bus7 Bus8 Bus9 Bus10 Bus11 Bus12 Bus13 Bus14 Bus15 Bus16 Bus17 Bus18 Bus22 Bus24 Bus25 Bus28 Bus29 Bus30 Bus31 Bus32 Bus33 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 1.1 1.2 Beban (Mw) T e g a n g a n ( p u ) Kurva P-V Bus7 Bus8 Bus9 Bus10 Bus11 Bus12 Bus13 Bus14 Bus15 Bus16 Bus17 Bus18 Bus22 Bus24 Bus25 Bus28 Bus29 Bus30 Bus31 Bus32 Bus33 0.8000 0.9000 1.0000 1.1000 1 4 7 10 13 16 19 22 25 28 31 Tegang an (P.U) Bus Perbandingan Profil Tegangan Tanpa DG 1 Unit DG 2 Unit DG 3 Unit DG 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 0.8 0.85 0.9 0.95 1 1.05 Beban (Mw) T e g a n g a n ( p u ) Kurva P-V Bus10 Bus11 Bus12 Bus13 Bus14 Bus16 Bus17 Bus18 Bus20 Bus21 Bus22 Bus24 Bus26 Bus34 Bus35 Bus41 Bus43 Bus45 Bus46 Bus54 Bus55 Bus59 Bus62 Bus62 Bus64 Bus65 Bus66 Bus67 Bus68 Bus69 0 2 4 6 8 10 12 14 0.75 0.8 0.85 0.9 0.95 1 1.05 1.1 Beban (Mw) T e g a n g a n ( p u ) Kurva P-V Bus10 Bus11 Bus12 Bus13 Bus14 Bus16 Bus17 Bus18 Bus20 Bus21 Bus22 Bus24 Bus26 Bus34 Bus35 Bus41 Bus43 Bus45 Bus46 Bus54 Bus55 Bus59 Bus62 Bus62 Bus64 Bus65 Bus66 Bus67 Bus68 Bus69
T ABEL 4. V OLTAGE I NDEX T EST S YSTEM IEEE 69 BUS VOLTAGE INDEX Base Case 0.0979570 DG 40% di Bus 64 0.015661 DG 20% di Bus 64, 65 0.023085
Apabila  profil  tegangan  seluruh  case  dibandingkan maka perbedaan akan terlihat pada Gambar 9.
Gambar 9. Perbandingan Profi Tegangan Test System 69 Bus

## V. K ESIMPULAN DAN S ARAN
Berdasarkan  hasil  simulasi  dan  analisis  dapat disimpulkan  bahwa  Metode Continuation  Power  Flow dapat  diaplikasikan  sebagai  salah  satu  metode  untuk menentukan  lokasi  penempatan  DG  berdasarkan  bus sensitif  terjadinya  drop  jatuh  tegangan  karena  dari  hasil simulasi  tersebut  menunjukan  bahwa  dengan  adanya penambahan  DG  yang  dilakukan  pada  sistem  distribusi akan  memiliki  kemampuan  sistem  yang  lebih  stabil  dan memiliki profil tegangan yang lebih baik.

## Saran
Saran  yang  dapat  diberikan  untuk  perbaikan  dan pengembangan dalam tugas akhir ini adalah :
1. Metode Continuation  Power  Flow (CPF)  dapat diaplikasikan  sebagai  metode  untuk  menganalisis kestabilan  sistem  dengan  adanya  penambahan beban.
2. Perlu dilakukan pengembangan dalam hal memberikan kapasitas Distributed Generation (DG) yang akan diimplementasikan 3. Perlu dilakukan pengembangan dalam hal pemodelam Distributed  Generation (DG)  untuk menjaga tegangan sistem

## D AFTAR P USTAKA
[1] N.Sahu,  “Voltage  Regulators  Placement  in  Unbalance  Radial Distrbution Systems for Loss Minimization Using Particle Swarm Optimization”, IJRREE, Vol.1, Issue 3, pp : (11-22), Dec.2014
[2] P.  Kundur,  “Voltage  Stability,  Power  System  Stability  and Control”. 959-1019. New York : McGraw-Hill 1994
[3] W.El-Khattam, M.M.A.  Salama,  “Distributed  Generation Technologies,  Definitions  and  Benefits”,  ELSEVIER  Electric Power System Ressearch 71 (2004) 119-129, Jan.2004
[4] Ackerman, T. Andersson, G. Soder, L.,”Distributed Generation : a definition,  Electric  Power  Systems  Research  57,  Elsevier,  2001, pp.195-2004
[5] H.Hedayanti,  S.A.  Nabaviniaki,  and  A.  Akbarimajd,  “A  Method for Placement of DG units in distribution network”, IEEE Trans. Power Del., vol.23 no.3, pp. 1620-1628, Jul.2008
[6] M.  Ettehadi,  H.Ghasemi,  S.  Vaez-Zadeh,  “Voltage  Stability  – Based  DG  Placement  in  Distribution  Networks”,  IEEE  Trans. Power Del., vol. 28, no.1, Jan.2013
[7] Fathurohman,  A,  “Analisis  Stabilitas  Transien  Dan  Tegangan Pada  Sistem  Tenaga  Listrik  Akibat  Instalasi  Pembangkitan Terdistribusi”, Digilib.ITS, Surabaya 2016
[8] Ramadhan,  A,  “Analisis  Stabilitas  Tegangan  Pada  Jaringan Distribusi  Radial  Tiga  Fasa  Tak  Seimbang”,  Digilib.ITS, Surabaya 2014
[9] Standar IEEE
[10] Abdel-Akher,  Mamdouh,  “Voltage  Stability  Analysis  Of Unbalanced  Distributiom  System  Using  Backward/Forward Sweep Load-Flow Analysis Method With Secant Predictor”, IET Gener. Transm. Distrib. 2013, Vol.7 Iss. 3, pp. 309-317 309
[11] K.  Purchala,  R.  Belmans.  “Distributed  Generation  and  Grid Integration Issues”, Imperial College, London (2003)
[12] W.N.  Rizka,  “Alogritma  Aliran  Daya  untuk  SIstem  Distribusi Radila  dengan  Beban  Sensitif  Tegangan”,  Digilib.ITS,  Surabaya 2014
[13] D.K.  Septy,  “Pengembangan  Software  Alanisis  Aliran  Daya Seimbang  Pada  Sistem  Distribusi  Aktif  Menggunakan  Metode Modified Backward Forward”, Digilib.ITS, Surabaya 2015
[14] F. Jiang, Z, Zhang, “Impact of Distributed Generation on Voltage profile  and  Losses  of  Distribuion  Systems”,  Porceedings  of  the 32 nd Chinese Control Conference, 2013 0.800000 0.900000 1.000000 1.100000 1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61 66 Tegang an (P.U) Bus Perbandingan Profil Tegangan Tanpa DG 1 Unit DG 2 Unit DG