## JTEV (Jurnal Teknik E lektro
dan  Vokasional) ht t p : / / e j o urna l . unp . a c .i d / i nd e x. p hp / j t ev Vol. 9 No. 1 (2023) E-ISSN: 2302-3309 P-ISSN: 2746-6086

## Studi Pengaruh Implementasi PLTS dan BESS terhadap Kestabilan Sistem Jaringan Terisolasi di Indonesia
Ihsan Irfanto 1* , Budi Sudiarto 1
1 Universitas Indonesia *Corresponding author, e-mail: ihsan.irfanto@ui.ac.id

## Abstrak
Saat ini, listrik sudah menjadi suatu kebutuhan bagi kehidupan manusia. Namun dalam kenyataanya, masih banyak sistem tenaga listrik di Indonesia yang masih belum dapat menyalurkan listrik kepada seluruh penduduk Indonesia. Hal tersebut dapat  dibuktikan  dari  rasio  elektrifikasi  nasional  yaitu  masih  berada  di  angka  99,45%  pada  akhir  tahun  2021  dan menargetkan  di  angka  100%  pada  tahun  2022.  Bahan  bakar  fosil  masih  menjadi  pilihan  terbesar  sebagai  sumber pembangkitan  energi  listrik  di  Indonesia.  Salah  satu  usaha  penghematan  bahan  bakar  fosil  tersebut  ialah  dengan memaksimalkan penggunaan EBT sebagai sumber pembangkitan energi listrik. Selain itu, target untuk tercapainya net zero  emission tahun  2060  menjadikan  pembangkit  EBT  akan  terus  ditingkatkan  dimana  bauran  EBT  di  tahun  2025 mencapai 23% sesuai dengan Rencana Usaha Penyediaan Tenaga Listrik (RUPTL) 2021 – 2060. Tujuan dari penelitian ini adalah studi pengaruh implementasi PLTS dan BESS terhadap kestabilan suatu sistem terisolasi di Indonesia sebagai usaha  mengurangi  penggunaan  pembangkit  listrik  berbahan  bakar  fosil  dan  peningkatan  penetrasi  pembangkit  EBT. Penelitian  ini  dilakukan  menggunakan  perangkat  lunak  DIgSILENT  PowerFactory.  Hasil  analisis  aliran  daya  dan kestabilan  sistem  menunjukkan  bahwa  pemasangan  PLTS  dan  BESS  pada  sistem  jaringan  terisolasi  di  Indonesia beroperasi pada tegangan yang aman baik pada waktu beban puncak siang hari ataupun malam hari atau berada pada batas aturan jaringan di Indonesia yaitu ±10% dari tegangan nominalnya. Selain itu sistem pun mampu menjaga nilai frekuensi dan  tegangan  sistem  ketika  terjadi  gangguan  hingga  dilakukan  tindakan  penanggulangan  yang  ditunjukkan  pada  nilai tegangan  yang  berada  pada  batas  nilai  tegangan  ±10%  dari  tegangan  nominalnya  dan  nilai  frekuensi  50  Hz  ±  2,5%. Berdasarkan  hasil  analisis  aliran  daya  dan  stabilitas,  rencana  pemasangan  PLTS  dengan  BESS  pada  sistem  jaringan terisolasi di Indonesia dapat dilaksanakan dan layak untuk diimpelentasikan
Kata Kunci : PLTS, BESS, aliran daya, kestabilan, jaringan terisolasi

## Abstract
In this era, electricity has become a necessity for human life. But there are still many electric power systems in Indonesia that  are  still  unable  to  deliver  electricity  to  the  entire  Indonesian  population.  This  can  be  proven  from  the  national electrification ratio, which is still at 99.45% at the end of 2021 and targets 100% in 2022. Fossil fuels are still the largest choice as a source of electricity generation in Indonesia. One of the efforts to save fossil fuels is to maximize the use of EBT as a source of electricity generation. In addition, the target to achieve net zero emissions in 2060 makes NRE plants will continue to be increased where the NRE mix in 2025 reaches 23% in accordance with the 2021  – 2060 Electricity Supply Business Plan (RUPTL). The purpose of this study is to study the effect of the implementation of PLTS and BESS on the stability of an isolated system in Indonesia as an effort to reduce the use of fossil fuel power plants and increase the penetration of NRE plants. This research was conducted using DIgSILENT PowerFactory software. The results of the analysis of power flow and system stability show that the installation of PLTS and BESS in isolated electrical systems in Indonesia operates at a safe voltage either during peak loads during the day or night or is within the limit of network rules in Indonesia, which is ±10% of the nominal voltage. In addition, the system is also able to maintain the frequency and voltage values of the system when there is a disturbance until countermeasures are taken which are shown in the voltage value which is at the limit of the voltage value of ±10% of the nominal voltage and the frequency value of 50 Hz ± 2.5%. Based  on the results  of  power  flow  and  stability  analysis, the  plan  to install  PLTS  with  BESS  in an  isolated network system in Indonesia can be implemented and is feasible to be implemented
Keywords: SPP, BESS, load flow, stability, isolated grid

## JTEV (Jurnal Teknik Elektro dan Vokasional) Vol 9 No 1 (2023)

## PENDAHULUAN
Saat ini, listrik sudah menjadi suatu kebutuhan bagi kehidupan manusia. Namun dalam kenyataanya, masih banyak sistem tenaga listrik di Indonesia yang masih belum dapat menyalurkan listrik kepada seluruh penduduk Indonesia yang dibuktikan dari rasio elektrifikasi nasional masih berada di angka 99,45% pada akhir tahun 2021 dan menargetkan di angka 100% pada tahun 2022 [1], [2].
Hingga saat ini, bahan bakar fosil masih mendominasi sebagai sumber energi pembangkitan listrik di Indonesia dan  dianggap sebagai  energi yang kurang bersih serta dapat menimbulkan  masalah  dalam  jangka yang  panjang  [3].  Pemanfaatan  EBT  sebagai  energi  yang  bersih  dapat  menjadi  salah  satu  usaha  dalam mengatasi permasalahan tersebut sehingga dapat mengurangi penggunaan bahan bakar fosil. Salah satu EBT berpotensi di Indonesia adalah energi matahari dan energi tersebut dapat dimanfaatkan sebagai sumber energi pembangkit listrik atau biasa disebut dengan Pembanngkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) [4].
Namun, pemanfaatan EBT sebagai sumber  energi pembangkitan listrik  menimbulkan permasalahan akibat  sifat  intermitensinya  yang  dapat  menyebabkan  penurunan  kualitas  daya  dan  terganggunya  stabilitas pada sistem tenaga listrik [5]. Dalam mengatasi permasalahan tersebut, Battery Energy Storage System (BESS) dapat  menjadi  salah  satu  solusi.  BESS  dapat  melakukan  fungsi ancillary  service ,  dengan  mempertahankan nilai  tegangan  dan  frekuensi  sesuai  dengan  peraturan  yang  telah  ditetapkan  [6].  Serta,  BESS  juga  dapat berfungsi sebagai cadangan energi dalam keadaan darurat seperti saat pemadaman generator dan fluktuasi daya keluaran dari pembangkit EBT.
PLTS  dan  BESS  dapat  digunakan  pada  sistem  jaringan  terisolasi  untuk  membantu  memenuhi kebutuhan beban dan mengurangi kebutuhan energi listrik dari sistem jaringan utama PLN sehingga berpotensi mengurangi penggunaan bahan bakar fosil [4], [7]. Selain itu, implementasi PLTS dan BESS  ini berpotensi membantu  mencapai  target  rasio  elektrifikasi  di  angka  100%  pada  tahun  2022  terutama  untuk  daerah  yang terisolasi dan sulit dijangkau.
Penelitian  [6]  membahas  tentang  pengaruh  pemasangan  BESS  terhadap  kestabilan  sistem  jaringan terisolasi  di  Pulau  Timor  akibat  peningkatan  penetrasi  PLTS  dengan  menggunakan  perangkat  lunak DIgSILENT  Power  Factory.  Penelitian  [8]  membahas  tentang  dampak  meningkatnya  penetrasi  PV  pada kestabilan  transien  sistem  tenaga  listrik  besar  di  interkoneksi  Amerika  Serikat  bagian  barat.  Penelitian  [9] membahas tentang dampak dari meningkatnya penetrasi PV pada stabilitas frekuensi sistem tenaga listrik dan mengusulkan sizing BESS untuk mengurangi dampak  tersebut. Penelitian [10]  membahas tentang pengaruh pembangkitan Solar PV terhadap kestabilan tegangan jangka panjang dari sistem tenaga listrik. Penelitian ini berfokus pada simulasi kestabilan sistem eksisting jaringan terisolasi di Indonesia untuk menganalisis dampak dari pengimplementasian PLTS dan BESS. Metode simulasi kestabilan sistem dilakukan dengan 4 studi kasus dan  parameter  yang  diperhatikan  serta  dijadikan  dasar  analisis  adalah  respon  sistem  berupa  perubahan tegangan dan frekuensi sistem eksisting tersebut.
Rumusan  masalah  dari  penelitian  ini  adalah  bagaimana  pengaruh  implementasi  PLTS  dan  BESS terhadap  kestabilan  sistem  terisolasi  di  Indonesia.  Penelitian  ini  bertujuan  untuk  menganalisis  pengaruh implementasi PLTS dan BESS terhadap kestabilan suatu sistem terisolasi di Indonesia. Dengan dilakukannya studi  implementasi  ini,  diharapkan  dapat  membuktikan  bahwa  implementasi  PLTS  dan  BESS  tidak mengganggu  stabilitas  sistem  eksisting.  Dengan  begitu,  penetrasi  PLTS  dan  BESS  pada  sistem  jaringan terisolasi di Indonesia dapat ditingkatkan dan menjadi solusi dalam pengurangan penggunaan pembangkitan listrik tenaga fosil serta membantu meningkatkan rasio elektrifikasi Indonesia menuju 100%.

## METODE
Penelitian  ini  bertujuan  untuk  mendapatkan  hasil  analisis  pengaruh  pemasangan  Pembangkit  Listrik Tenaga Surya (PLTS) dan Battery Energy Storage System (BESS) pada sistem sistem jaringan  terisolasi 20 kV di Indonesia. Penelitian dimulai dengan mencari studi literatur sebagai dasar teori dari pelaksanaan studi ini  yang  bersumber  dari  buku, e  –  book ,  jurnal,  internet,  dan  konsultasi  dengan  dosen  pembimbing. Selanjutnya, dilakukan pengumpulan data – data yang diperlukan untuk membuat single line diagram . Data – data  yang  dibutuhkan  berupa  data  generator,  transformator,  kabel  transmisi,  beban  dan  data  dari  PLTS  dan BESS. Setelah mendapatkan data yang dibutuhkan, akan dilakukan pembuatan atau perancangan dari Single Line  Diagram (SLD)  serta Study  Case yang  akan  dilakukan.  Perancangan  SLD  ini  dimodifikasi  dengan

## Ihsan Irfanto, Budi Sudiarto JTEV (Jurnal Teknik Elektro dan Vokasional) Vol 9 No 1 (2023)
membagi jumlah PV dan BESS menjadi 3 bagian dengan kapasitas yang rata di 3 lokasi yang berbeda agar mendapatkan  hasil  simulasi  dan  analisis  yang  lebih  akurat.  Setelah  dilakukan  pemodelan  SLD  dengan perangkat lunak DIgSILENT PowerFactory, dilakukan simulasi aliran daya dan hasil dari simulasi pun akan dicatat  dan  dilampirkan  dalam  bentuk  tabel.  Setelah  selesai  melakukan  simulasi  aliran  daya,  dilakukan simualasi  kestabilan  dengan  skenario  gangguan  yang  akan  digunakan  untuk  melihat  respon  sistem  ketika dilakukan implementasi PLTS dan BESS ke sistem tersebut. Hasil perancangan dan simulasi kemudian akan dianalisis terhadap Grid Code Indonesia yang digunakan pada penelitian ini. Diagram alir penelitian ini dapat dilihat pada Gambar 1 berikut.

## Gambar 1. Diagram Alir Penelitian

## Kondisi Sistem Jaringan Terisolasi di Indonesia
Single Line Diagram (SLD) atau diagram satu garis merupakan pemodelan menggunakan komponen- komponen  yang  tersedia  dengan  tujuan  untuk  membuat  simulasi  sistem  tenaga  listrik.  Penelitian  ini menggunakan perangkat lunak DIgSILENT PowerFactory untuk membuat pemodelan SLD dan ditunjukkan pada Gambar 2 di bawah ini.

## Ihsan Irfanto, Budi Sudiarto JTEV (Jurnal Teknik Elektro dan Vokasional) Vol 9 No 1 (2023)
Simulasi dilakukan pada keadaan beban puncak di siang hari dan malam hari. Lokasi dari penelitian ini memiliki beban puncak sebesar 3,375 MW pada malam hari dan 1,875 MW pada siang hari. Selanjutnya, pada  Tabel  1  ditunjukkan  data  pembebanan  dan  pembangkitan  pada  lokasi  tersebut  mulai  dari  data  beban, pembangkitan, serta dispatch dari PV dan BESS yang digunakan pada sistem terisolasi tersebut
Tabel 1. Profil Pembebanan dan Pembangkitan pada Sistem Terisolasi 20 kV di Indonesia
No Komponen Tipe Beban Siang Hari (kW) Beban Malam Hari (kW) 1 Peny. C Beban 1875 3375 2 Peny. B Beban 1875 2250 3 Peny. A Beban 1500 1875 4 PLTD X Pembangkit 0 0 5 PLTD Y Pembangkit 1281,4 1390 6 PV #1 Pembangkit 15213 - 7 BESS #1 Storage -10968 6850
DIgSILENT  PowerFactory  merupakan  perangkat  lunak  yang  digunakan  untuk  menganalisis  sistem tenaga listrik mulai dari pembangkitan, transmisi, distribusi, dan  industri [11]. Pada penelitian ini, dilakukan 2 (dua) jenis simulasi, yaitu aliran daya dan kestabilan transien.

## Analisa dan Simulasi Aliran Daya
Pada  perangkat  lunak  DIgSILENT  PowerFactory,  simulasi  aliran  daya  pada  sistem  tenaga  listrik dilakukan  dengan  menggunakan  metode  Newton-Raphson.  Analisis  aliran  daya  merupakan  metode  yang dilakukan untuk melihat aliran daya listrik dari sumber pembangkitan hingga beban pada kondisi tunak ( steady state) [12]  dan  pada  penelitian  ini  aliran  daya  dilakukan  dengan  tujuan  untuk  mengetahui  kondisi  eksisting sistem  tenaga  listrik  sesudah  dilakukannya  pemasangan  PLTS  dan  BESS.  Pada  penelitian  ini,  terdapat  2 skenario pelaksanaan simulasi aliran daya pada sistem eksisting, yaitu:
1. Skenario 1: Simulasi aliran daya pada waktu beban puncak siang hari
2. Skenario 2: Simulasi aliran daya pada waktu beban puncak malam hari
Gambar  3  dan  Gambar  4  menunjukkan  simbol  serta  beberapa  menu  pengaturan  saat  melakukan simulasi aliran daya dan merupakan langkah – langkah untuk melakukan simulasi aliran daya [13].

## Gambar 3. Simbol Simulasi Aliran Daya
Gambar 4. Menu Pengaturan Simulasi Aliran Daya

## JTEV (Jurnal Teknik Elektro dan Vokasional) Vol 9 No 1 (2023)

## Analisa dan Simulasi Kestabilan
Kestabilan  pada  sistem  tenaga  listrik  ialah  kondisi  dimana  sistem  dapat  mempertahankan  keadaan ekuilibrium (setimbang) dan dapat kembali ke kondisi normal saat terjadi gangguan. Secara umum, Kestabilan sistem tenaga listrik dapat diklasifikasikan menjadi tiga bagian utama, yaitu kestabilan sudut rotor, kestabilan tegangan, dan kestabilan frekuensi [14].
Perangkat  lunak  DIgSILENT  PowerFactory  menyediakan  opsi  simulasi  kestabilan  yang  dapat dijalankan dengan memilih RMS/EMT Simulation pada toolbox bagian atas tampilan perangkat lunak. Simulasi ini  dapat  digunakan  untuk  menganalisis  efek  transien  baik  pada  keadaan  seimbang  maupun  tidak  seimbang [15].
Simulasi  kestabilan  digunakan  untuk  mengetahui  respon  sistem  apabila  mengalami  gangguan  atau kejadian  lainnya.  Parameter  yang  diamati  pada  analisis  kestabilan  di  dalam  penelitian  ini  adalah  tegangan, frekuensi, serta keluaran dari PV, BESS, dan pembangkit yang  digunakan dalam sistem.  Analisa kestabilan akan  disimulasikan  dalam  4  (empat)  studi  kasus  pada  sistem  jaringan  terisolasi  20  kV  di  Indonesia  untuk menganalisis  respon  sistem  terhadap  gangguan  tersebut.  Tabel  2  menampilan  4  (empat)  studi  kasus  yang digunakan pada penelitian ini.
Tabel 2. Studi Kasus Simulasi Stabilitas Sistem Tenaga Listrik No Studi Kasus Waktu Pelaksanaan Deskripsi Studi Kasus 1 Kasus 1 Siang Hari PV Drop 100% pada kondisi beban puncak di siang hari 2 Kasus 2 Siang Hari Gangguan pada salah satu saluran dan clearance dalam waktu 700 ms pada kondisi beban puncak di siang hari 3 Kasus 3 Malam Hari Gangguan pada BESS 4 Kasus 4 Malam Hari Gangguan pada salah satu saluran dan clearance dalam waktu 700 ms pada kondisi beban puncak di malam hari

## Aturan Jaringan Batas Rentang Tegangan dan Frekuensi Sistem jaringan di Indonesia
Indonesia  memiliki  aturan  jaringan  untuk  sistem  kelistrikannya  dalam  rangka  menjaga  kemanan, keandalan, dan efisiensi dari penyaluran tenaga listrik bagi konsumennya Oleh karena itu, salah satu langkah untuk  mengatur  dan  menjaga  hal  tersebut,  sistem  kelistrikan  Indonesia  dibagi  menjadi  5  sistem  besar  yang meliputi [16]:
1. Sistem Jawa, Madura, dan Bali (JAMALI)
2. Sistem Sumatera
3. Sistem Sulawesi
4. Sistem Kalimantan
5. Sistem Nusa Tenggara, Maluku, dan Papua
Pada penelitian ini, sistem terisolasi yang akan diuji merupakan sistem tegangan menengah 20 kV dan dapat berlokasi pada kelima sistem  kelistrikan tersebut. Berikut  merupakan beberapa parameter yang diatur untuk pemenuhan fungsi dari aturan jaringan [17]:
Tabel 3. Batas Rentang Variasi Tegangan No Tegangan Nominal Rentang Deskripsi 1 20 kV +5% dan -10% Kondisi Normal Tabel 4. Batas Rentang Variasi Frekuensi No Frekuensi Nominal Rentang Deskripsi 1 50 Hz 49,5 Hz – 50,5 Hz Kondisi Normal Tabel 5. Batas Rentang Frekuensi Operasi No Rentang Frekuensi Rentang Waktu Operasi 1 51,50 Hz < f ≤ 52,00 Hz Beroperasi selama paling singkat 15 menit 2 51,00 Hz < f ≤ 51,50 Hz Beroperasi selama paling singkat 90 menit 3 49,00 Hz < f ≤ 51,00 Hz Beropasi secara terus - menerus 4 47,50 Hz < f ≤ 49,00 Hz Beroperasi selama paling singkat 90 menit 5 47,00 Hz < f ≤ 47,50 Hz Beroperasi selama paling singkat 6 menit

## Ihsan Irfanto, Budi Sudiarto JTEV (Jurnal Teknik Elektro dan Vokasional) Vol 9 No 1 (2023)
Pada  Tabel  3,  disajikan  batas  rentang  variasi  tegangan  pada  sistem  kelistrikan  dimana  perubahan tegangan  pada  jaringan  harus  dipertahankan  sesuai  dengan  besaran  yang  terdapat  pada  tabel  tersebut. Selanjutnya pada Tabel 4 dan Tabel 5 ditampilkan batas rentang variasi frekuensi serta waktu operasinya dalam sistem  kelistrikan,  sistem  pun  harus  mampu  mempertahankan  dalam  batasan  tersebut,  dan  desain  unit pembangkit dan peralatan harus dapat beroperasi sesuai batas tersebut.

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## Simulasi dan Analisa Aliran Daya Waktu Beban Puncak Siang Hari
Analisa aliran daya dilakukan pada beban puncak siang hari untuk mengetahui kondisi sistem ketika interkoneksi PLTS dan BESS dengan jaringan eksisting dioperasikan secara bersamaan. Dalam skenario ini, PLTS diasumsikan menyuplai daya secara maksimum dan BESS diasumsikan dalam keadaan charging yang maksimum.
Tabel 6. Kondisi Tegangan Bus Skenario Interkoneksi PLTS dan BESS Waktu Beban Puncak Siang Hari No Bus Tegangan Nominal (kV) Tegangan (p.u.) 1 Bus PLTD X / 20 kV 20 1,00 2 Bus PLTD X#1 0,4 1,00 3 Bus PLTD X#2 0,4 1,00 4 Bus PLTD X#3 0,4 1,00 5 Bus PLTD Y / 20 kV 20 1,00 6 Bus PLTD Y#1 0,4 1,00 7 Bus PLTD Y#2 0,4 1,01 8 Bus PLTD Y#3 0,4 1,01 9 Bus PLTS+BESS / 20 kV #1 20 1,00 10 Bus PLTS+BESS / 20 kV #2 20 1,00 11 Bus PLTS+BESS / 20 kV #3 20 1,00 12 Bus Peny. A / 20 kV 20 1,00 13 Bus Peny. B / 20 kV 20 0,97 14 Bus Peny. C / 20 kV 20 1,00
Nilai tegangan hasil simulasi aliran daya pada waktu beban puncak siang hari dapat dilihat pada Tabel 6. Hasil simulasi menunjukkan bahwa nilai tegangan pada sistem berada pada kondisi yang aman atau dalam batas toleransi Grid Code PLN yaitu ±10% dari tegangan nominal dengan tegangan tertinggi bernilai 1,01 p.u. pada Bus PLTD Y#2 dan Bus PLTD Y#3 dan tegangan terendah berada pada Bus Peny, B dengan nilai 0,97 p.u..
Tabel 7. Kondisi Pembebanan Penghantar Skenario Interkoneksi PLTS dan BESS Waktu Beban Puncak Siang
No Dari Ke Pembebanan (%) 1 Bus Peny. C / 20 kV Bus Peny. A / 20 kV 2,09 2 Bus Peny. A / 20 kV Bus PLTD Y / 20 kV 4,76 3 Bus Peny. B / 20 kV Bus PLTD Y / 20 kV 23,63 4 Bus Peny. C / 20 kV Bus PLTD Y / 20 kV 0,86 5 Bus PLTS+BESS / 20 kV #1 Bus PLTD X / 20 kV 7,04 6 Bus PLTS+BESS / 20 kV #2 Bus Peny. A / 20 kV 11,06 7 Bus PLTS+BESS / 20 kV #3 Bus Peny. C / 20 kV 11,07 8 Bus PLTS+BESS / 20 kV #1 Bus PLTD X / 20 kV 7,04 9 Bus PLTS+BESS / 20 kV #2 Bus Peny. A / 20 kV 11,06 10 Bus PLTS+BESS / 20 kV #3 Bus Peny. C / 20 kV 11,07
Tabel 7 menampilkan persentase pembebanan penghantar ketika melakukan simulasi aliran daya pada beban  puncak  siang  hari  dengan  interkoneksi  PLTS  dan  BESS.  Pembebanan  terbesar  berada  pada  saluran penghubung antara Bus Peny. B dengan Bus PLTD Y sebesar 23,63% dan pembebanan terkecil berada pada saluran penghubung antara Bus Peny. C dengan Bus PLTD Y sebesar 0,86%. Kondisi pembebanan penghantar yang digunakan berada pada kondisi atau batas yang sesuai.

## JTEV (Jurnal Teknik Elektro dan Vokasional) Vol 9 No 1 (2023)
Tabel 8. Kondisi Pembebanan Transformator Skenario Interkoneksi PLTS dan BESS Waktu Beban Puncak
Siang No ID Transformator Kapasitas (MVA) Pembebanan (%) 1 Trafo PLTD X#1 2 - 2 Trafo PLTD X#2 2 - 3 Trafo PLTD X#3 1,6 - 4 Trafo PLTD Y#1 0,8 23,17 5 Trafo PLTD Y#2 0,8 49,38 6 Trafo PLTD Y#3 0,8 37,25
Persentase  pembebanan  transformator  yang  digunakan  ketika  dilakukan  simulasi  aliran  daya  pada beban puncak siang hari dapat dilihat pada Tabel 8. Kondisi pembebanan pada transformator sistem eksisting berada  pada  batas  optimal  pembebanan  transformator,  yaitu  80%  [18].  Sehingga  dapat  dikatakanan  bahwa pembebanan transformator masih dalam batas aman untuk pengoperasiannya.

## Simulasi dan Analisa Aliran Daya Waktu Beban Puncak Malam Hari
Analisa aliran daya dilakukan pada beban puncak malam hari untuk mengetahui kondisi sistem ketika beroperasinya  BESS  dengan  jaringan  eksisting  secara  bersamaan.  Dalam  skenario  ini,  BESS  merupakan komponen  suplai  utama  dengan  melakukan discharging secara  maksimal  dan  generator  hanya  beroperasi sebagai peaker .
Tabel 9. Kondisi Tegangan Bus Skenario Interkoneksi PLTS dan BESS Waktu Beban Puncak Malam Hari No Bus Tegangan Nominal (kV) Tegangan (p.u.) 1 Bus PLTD X / 20 kV 20 1,00 2 Bus PLTD X#1 0,4 1,00 3 Bus PLTD X#2 0,4 1,00 4 Bus PLTD X#3 0,4 1,00 5 Bus PLTD Y / 20 kV 20 1,00 6 Bus PLTD Y#1 0,4 1,00 7 Bus PLTD Y#2 0,4 1,01 8 Bus PLTD Y#3 0,4 1,01 9 Bus PLTS+BESS / 20 kV #1 20 1,00 10 Bus PLTS+BESS / 20 kV #2 20 1,00 11 Bus PLTS+BESS / 20 kV #3 20 1,00 12 Bus Peny. A / 20 kV 20 1,00 13 Bus Peny. B / 20 kV 20 0,96 14 Bus Peny. C / 20 kV 20 1,00
Nilai  tegangan  hasil  simulasi  aliran  daya  pada  waktu  beban  puncak  malam  hari  dapat  dilihat  pada Tabel 9. Hasil simulasi menunjukkan bahwa nilai tegangan pada sistem berada pada kondisi yang aman atau dalam batas toleransi Grid Code PLN yaitu ±10% dari tegangan nominal dengan tegangan tertinggi bernilai 1,01 p.u. pada Bus PLTD Y#2 dan Bus PLTD Y#3 dan tegangan terendah berada pada Bus Peny, B dengan nilai 0,96 pu.
Tabel 10. Kondisi Pembebanan Penghantar Skenario Interkoneksi PLTS dan BESS Waktu Beban Puncak
Malam Hari No Dari Ke Pembebanan (%) 1 Bus Peny. C / 20 kV Bus Peny. A / 20 kV 7,29 2 Bus Peny. A / 20 kV Bus PLTD Y / 20 kV 7,55 3 Bus Peny. B / 20 kV Bus PLTD Y / 20 kV 28,57 4 Bus Peny. C / 20 kV Bus PLTD Y / 20 kV 1,54 5 Bus PLTS+BESS / 20 kV #1 Bus PLTD X / 20 kV 17,34 6 Bus PLTS+BESS / 20 kV #2 Bus Peny. A / 20 kV 12,39 7 Bus PLTS+BESS / 20 kV #3 Bus Peny. C / 20 kV 12,39 8 Bus PLTS+BESS / 20 kV #1 Bus PLTD X / 20 kV 17,34 9 Bus PLTS+BESS / 20 kV #2 Bus Peny. A / 20 kV 12,39 10 Bus PLTS+BESS / 20 kV #3 Bus Peny. C / 20 kV 12,39

## Ihsan Irfanto, Budi Sudiarto JTEV (Jurnal Teknik Elektro dan Vokasional) Vol 9 No 1 (2023)
Tabel  10  menampilkan  persentase  pembebanan  penghantar  ketika  melakukan  simulasi  aliran  daya pada beban puncak siang hari dengan interkoneksi PLTS dan BESS. Pembebanan terbesar berada pada saluran penghubung antara Bus Peny. B dengan Bus PLTD Y sebesar 28,57% dan pembebanan terkecil berada pada saluran penghubung antara Bus Peny. C dengan Bus PLTD Y sebesar 1,54%. Kondisi pembebanan penghantar yang digunakan berada pada kondisi atau batas yang sesuai.
Tabel 11. Kondisi Pembebanan Transformator Skenario Interkoneksi PLTS dan BESS Waktu Beban Puncak
Malam Hari No ID Transformator Kapasitas (MVA) Pembebanan (%) 1 Trafo PLTD X#1 2 - 2 Trafo PLTD X#2 2 - 3 Trafo PLTD X#3 1,6 - 4 Trafo PLTD Y#1 0,8 14,49 5 Trafo PLTD Y#2 0,8 49,41 6 Trafo PLTD Y#3 0,8 37,27
Persentase  pembebanan  transformator  yang  digunakan  ketika  dilakukan  simulasi  aliran  daya  pada beban  puncak  malam  hari  dapat  dilihat  pada  Tabel  11.  Kondisi  pembebanan  pada  transformator  sistem eksisting berada pada batas optimal pembebanan transformator, yaitu 80% [18]. Sehingga dapat dikatakanan bahwa pembebanan transformator masih dalam batas aman untuk pengoperasiannya.

## Simulasi dan Analisa Stabilitas Kasus 1: PV Drop 100% saat Waktu Beban Puncak Siang Hari
Pada  studi  kasus  ini,  sistem  akan  disimulasikan  pada  beban  puncak  siang  hari  dan  akan  terjadi gangguan dimana PLTS akan trip dari sistem.

## Gambar 5. Hasil Studi Stabilitas Case 1
Frekuensi  sistem  berosilasi  selama  beberapa  detik  dan  perlahan  kembali  stabil  pada  nilai  50,01  Hz dimana masih dalam batas toleransi frekuensi sistem  yaitu 50 ± 2,5%. Selanjutnya, tegangan pada bus yang diamati  mengalami  penurunan  pada  waktu  yang  singkat  ketika  gangguan  terjadi,  namun  dapat  kembali  ke kondisi  stabil  yang  diizinkan  atau  sesuai  dengan  batas  pada Grid  Code yaitu  ±10%  dari  tegangan  nominal. Hasil dari simulasi menunjukkan bahwa sistem jaringan di daerah terisolasi di Indonesia dengan pemasangan PLTS  dan  BESS  tetap  berada  pada  kondisi  stabil  ketika  terjadi  gangguan  pada  PLTS  yang  mengakibatkan PLTS trip dari sistem.

## Simulasi dan Analisa Stabilitas Kasus 2: Gangguan pada Line dan 700 ms Waktu Clearance saat Waktu Beban Puncak Siang Hari
Pada  studi  kasus  ini,  sistem  akan  disimulasikan  pada  beban  puncak  siang  hari  dan  akan  terjadi gangguan  dimana  terjadi  gangguan  arus  hubung  singkat  pada  salah  satu  saluran  yang  berada  pada  sistem sehingga berdampak pada terputusnya beberapa permintaan beban dan arus yang meningkat pada sistem.

## JTEV (Jurnal Teknik Elektro dan Vokasional) Vol 9 No 1 (2023)

## Gambar 6. Hasil Studi Stabilitas Case 2
Frekuensi  sistem  berosilasi  dan  mengalami  penurunan  menjadi  49,99  Hz  yang  berarti  masih  dalam batas toleransi frekuensi sistem yaitu 50 ± 2,5% dan kondisi tegangan pada semua Bus yang ada pada sistem masih  berada  pada  batas  toleransi  aturan  tegangan  di  daerah  Indonesia  yaitu  ±10%  dari  tegangan  nominal. Hasil dari studi  kasus ke - 2 (dua) ini  menunjukkan bahwa sistem  jaringan  di daerah terisolasi  di Indonesia dengan pemasangan PLTS dan BESS tetap berada pada kondisi stabil ketika terjadi gangguan pada salah satu saluran yang berada pada sistem.

## Simulasi dan Analisa Stabilitas Kasus 3: BESS Drop 100% saat Waktu Beban Puncak Malam Hari
Pada  studi  kasus  ini,  sistem  akan  disimulasikan  pada  beban  puncak  malam  hari  dan  akan  terjadi gangguan dimana terjadi gangguan pada komponen BESS yang menyebabkan lepasnya BESS pada sistem.

## Gambar 7. Hasil Studi Stabilitas Case 3
Frekuensi  sistem  berosilasi  saat  terjadi  gangguan  dan  kemudian  stabil  pada  49,985  Hz  dan  masih dalam batas toleransi aturan frekuensi pada sistem kelistrikan di Indonesia yaitu 50 ± 2,5%. Untuk tegangan sistem, dapat dilihat pada hasil simulasi tegangan terendah berada pada Bus Peny. B dengan 0,949 p.u.  dan tegangan tertinggi berada pada Bus PLTD Outgoing dengan 0.986 p.u. yang berarti masih dalam batas aman atau sesuai dengan batas toleransi aturan pada grid code di Indonesia bagian timur yaitu ±10% dari tegangan nominal.  Hasil  dari  studi  kasus  ke  -  3  (tiga)  ini  menunjukkan  bahwa  sistem  jaringan  di  daerah  terisolasi  di

## Ihsan Irfanto, Budi Sudiarto JTEV (Jurnal Teknik Elektro dan Vokasional) Vol 9 No 1 (2023)
Indonesia dengan pemasangan PLTS dan BESS tetap berada pada kondisi stabil ketika terjadi gangguan berupa lepasnya BESS Arbitrage yang merupakan suplai terbesar pada sistem.

## Simulasi dan Analisa Stabilitas Kasus 4: Gangguan pada Line dan 700 ms Waktu Clearance saat Waktu Beban Puncak Malam Hari
Pada  studi  kasus  ini,  sistem  akan  disimulasikan  pada  beban  puncak  malam  hari  dan  akan  terjadi gangguan  dimana  terjadi  gangguan  arus  hubung  singkat  pada  salah  satu  saluran  yang  berada  pada  sistem sehingga berdampak pada terputusnya beberapa permintaan beban dan arus yang meningkat pada sistem.

## Gambar 8. Hasil Studi Stabilitas Case 4
Frekuensi  sistem  berosilasi  saat  terjadi  gangguan  dan  kemudian  stabil  pada  49,990  Hz  dan  masih dalam  batas  toleransi  aturan  frekuensi  pada  sistem  kelistrikan  di  Indonesia.  Untuk  tegangan  sistem,  dapat dilihat  pada  hasil  simulasi  tegangan  terendah  berada  pada  Bus  Peny.  B  dengan  0,962  p.u.    dan  tegangan tertinggi berada pada Bus PLTD Outgoing dengan 1,001 p.u. yang berarti masih dalam batas aman atau sesuai dengan  batas toleransi  aturan  pada grid  code di  Indonesia  bagian  timur  yaitu  ±10%  dari tegangan  nominal. Hasil dari studi kasus ke - 4 (empat) ini menunjukkan bahwa sistem jaringan di daerah terisolasi di Indonesia dengan pemasangan PLTS dan BESS tetap berada pada kondisi stabil ketika terjadi gangguan pada salah satu saluran yang berada pada sistem

## PENUTUP
Berdasarkan  hasil  simulasi  dan  analisis  dari  studi  pemasangan  PLTS  dan  BESS  pada  jaringan  terisolasi  di Indonesia  menggunakan software DIgSILENT  maka  dapat  disimpulkan,  aliran  daya  pada  sistem  jaringan terisolasi  di  Indonesia  beroperasi  dengan  nilai  tegangan  yang  aman  atau  berada  pada  batas toleransi  aturan jaringan di Indonesia, baik pada waktu beban puncak siang hari ataupun malam hari yaitu ±10% dari tegangan nominal. Tegangan terendah pada sistem berada pada Bus Peny. B dengan 0,97 p.u. dan tegangan tertinggi pada Bus PLTD Y#2 dan Bus PLTD Y#3 dengan nilai 1,01 p.u.. Selanjutnya pada simulasi stabilitas sistem menunjukkan  bahwa  pemasangan  PLTS  dan  BESS  pada  sistem  jaringan  terisolasi  di  Indonesia  tidak mengganggu stabilitas sistem yang ditunjukkan oleh 4 (empat) hasil studi kasus kestabilan yaitu sistem mampu menjaga  atau  kembali  pada  kondisi  semula  baik  pada  nilai  tegangan  dan  frekuensi  ketika  terjadi  gangguan hingga  dilakukan  tindakan  penanggulangan.  Hasil  seluruh  skenario  stabilitas  berada  dalam  nilai  tegangan ±10%  dan  nilai  frekuensi  tidak  melebihi  50  ±  2,5%. Berdasarkan  hasil  kesimpulan  analisis  aliran  daya  dan analisis  stabilitas,  rencana  pemasangan  PLTS  dan  BESS  pada  sistem  jaringan  terisolasi  di  Indonesia  dapat dilaksanakan dan layak untuk diimpelentasikan.

## JTEV (Jurnal Teknik Elektro dan Vokasional) Vol 9 No 1 (2023)

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Kementrian Energi dan Sumber Daya Mineral Republik Indonesia, “Capaian Kinerja 2019 dan Program 2020,” Jakarta, Jan. 2020. Accessed: May 06, 2022. [Online]. Available: www.esdm.go.id
[2] Kementrian Energi dan Sumber Daya Mineral Republik Indonesia, “Capaian Kinerja Sektor ESDM Tahun 2021 & Rencana 2022,” Jan. 2022. Accessed: May 06, 2022. [Online]. Available: www.esdm.go.id
[3] M. Steen, “Greenhouse Gas Emission from Fossil Fuel Fired Power Generation Systems.” Accessed: May 10, 2023. [Online]. Available: http://www.jrc.nl
[4] A. Qolbi, “The Emergence of Solar Photovoltaic Technology in Indonesia: Winners and Losers,” in E3S Web of Conferences , EDP Sciences, Sep. 2020. doi: 10.1051/e3sconf/202019101001.
[5] M. F. Ramadhan, R. M. Azmi, E. Supriyadi, W. Agustiawan, and F. Sastrowijoyo, “PV Intermittent Smoothing with BESS: A Case Study in Selayar Island Electrical Grid,” in ICPERE 2022 - 5th International Conference on Power Engineering and Renewable Energy, Proceedings , Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc., 2022. doi: 10.1109/ICPERE56870.2022.10037559.
[6] B. P. Nababan, K. F. Sutrisna, M. Pratama, and S. W. Nainggolan, “Influence of battery energy storage system on system stability in isolated power system,” in ICT-PEP 2021 - International Conference on Technology and Policy in Energy and Electric Power: Emerging Energy Sustainability, Smart Grid, and Microgrid Technologies for Future Power System, Proceedings , Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc., 2021, pp. 22–27. doi: 10.1109/ICT-PEP53949.2021.9600986.
[7] I. P. G. I. Dwipayana, I. N. S. Kumara, and I. N. Setiawan, “Status of Battery in Indonesia to Support Application of Solar PV with Energy Storage,” Journal of Electrical, Electronics and Informatics , vol. 5, no. 1, p. 29, Feb. 2021, doi: 10.24843/jeei.2021.v05.i01.p06.
[8] S. Eftekharnejad, V. Vittal, G. T. Heydt, B. Keel, and J. Loehr, “Impact of increased penetration of photovoltaic generation  on power  systems,” IEEE  Transactions  on  Power  Systems ,  vol.  28, no.  2,  pp.  893–901, 2013,  doi: 10.1109/TPWRS.2012.2216294.
[9] E. Munkhchuluun, L. Meegahapola, and A. Vahidnia, “Optimal battery sizing for large-scale solar-PV generation to improve frequency stability,” in 2019 29th Australasian Universities Power Engineering Conference, AUPEC 2019 , Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc., Nov. 2019. doi: 10.1109/AUPEC48547.2019.214526.
[10] E. Munkhchuluun and L. Meegahapola, “Impact of the solar photovoltaic (PV) generation on long-term voltage stability of a power network,” in 2017 IEEE Innovative Smart Grid Technologies - Asia (ISGT-Asia) , Auckland: Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc., Dec. 2017. doi: 10.1109/ISGT-Asia.2017.8378456.
[11] DIgSILENT Power System Solutions, “PowerFactory Applications.”
https://www.digsilent.de/en/powerfactory.html (accessed May 02, 2022).
[12] X.-F. Wang, Y. Song, and M. Irving, Modern Power Systems Analysis . 2008.
[13] DIgSILENT  Power  System  Solutions,  “Load  Flow  Analysis.”  https://www.digsilent.de/en/load-flow- analysis.html (accessed May 02, 2022).
[14] P. Kundur et al. , “Definition and classification of power system stability,” IEEE Transactions on Power Systems , vol. 19, no. 3, pp. 1387–1401, Aug. 2004, doi: 10.1109/TPWRS.2004.825981.
[15] DIgSILENT Power System Solutions, “Stability Analysis Functions (RMS).”
https://www.digsilent.de/en/stability-analysis.html (accessed May 02, 2022).
[16] Kementrian Energi dan Sumber Daya Mineral Republik Indonesia, “Aturan Jaringan Sistem Tenaga Listrik (Grid Code),” 2020. Accessed: Mar. 26, 2023. [Online]. Available:
https://jdih.esdm.go.id/storage/document/PM%20ESDM%20No%2020%20Tahun%202020.pdf
[17] Kementrian Energi dan Sumber Daya Mineral Republik Indonesia, “Aturan Distribusi Tenaga Listrik,” 2009. Accessed: Mar. 26, 2023. [Online]. Available: https://jdih.esdm.go.id/peraturan/permen-esdm-04-2009.pdf
[18] PT PLN (Persero), “Metode Pemeliharaan Trafo Distribusi Berbasis Kaidah Manajemen Aset,” 2014.

## Biodata Penulis
Ihsan Irfanto , lahir di Jakarta, 24 Februari 2000. Mahasiswa Pascasarjana (S2) program studi Tenaga Listrik dan Sistem Cerdas di jurusan Teknik Elektro FT UI tahun 2022. Tahun 2022 memperoleh gelar Sarjana Teknik di jurusan Teknik Elektro dengan bidang konsentrasi Tenaga Listrik.
Budi Sudiarto, lahir 31 Juli 1979. Menyelesaikan S1 pada jurusan Teknik Elektro Universitas Indonesia tahun 2002 dan menyelesaikan Pascasarjana (S2) di Universitas Indonesia tahun 2005. Tahun 2017 menyelesaikan S3  di  Universitat  Duisburg  Essen  dan  sejak  tahun  2008  menjadi  staf  pengajar  di  jurusan  Teknik  Elektro Fakultas Teknik Universitas Indonesia.