Analisis Implementasi dan Optimasi Restorasi Layanan Menggunakan FDIR pada Jaringan Distribusi yang Terhubung Pembangkit Terdistribusi di Gardu Induk Dolok Sanggul

RAHMAN EFFENDI, Dr. Ir. Mokhammad Isnaeni Bambang Setyonegoro, M.T. ; Ir. Roni Irnawan, S.T., M.Sc., Ph.D., SMIEEE.

2026 | Tesis | S2 Teknik Elektro

Keandalan sistem distribusi tenaga listrik merupakan aspek penting dalam menjamin kontinuitas pelayanan energi listrik kepada pelanggan. Gangguan pada jaringan distribusi, khususnya pada sistem yang bersifat radial, dapat menyebabkan pemadaman yang luas dan meningkatnya nilai energi yang tidak tersuplai (Energy Not Supplied/ENS). Kondisi ini menjadi semakin kompleks dengan adanya integrasi distributed generation (DG) yang mempengaruhi karakteristik aliran daya dan arus gangguan sistem. Oleh karena itu, diperlukan suatu metode yang mampu meningkatkan efektivitas deteksi gangguan, isolasi area terganggu, serta restorasi layanan secara cepat dan optimal.

Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis implementasi Fault Detection, Isolation, and Restoration (FDIR) pada jaringan distribusi yang terhubung DG di Gardu Induk Dolok Sanggul, khususnya pada penyulang DS.02, DS.03, dan DS.04. Penelitian dilakukan dengan membandingkan tiga skenario, yaitu kondisi tanpa FDIR, FDIR konvensional, dan FDIR teroptimasi berbasis Mixed Integer Linear Programming (MILP). Simulasi sistem dilakukan menggunakan DIgSILENT PowerFactory dengan dukungan Python untuk proses optimasi dan analisis data. Evaluasi kinerja sistem dilakukan menggunakan indeks keandalan SAIDI dan ENS, serta analisis rugi-rugi daya (losses).

Hasil penelitian menunjukkan bahwa implementasi FDIR mampu meningkatkan keandalan sistem distribusi secara signifikan dibandingkan kondisi tanpa FDIR. Penerapan FDIR menghasilkan penurunan nilai SAIDI sebesar 88,9%, penurunan ENS sebesar 68,59%, serta pengurangan losses sebesar 8%. Selain itu, metode FDIR teroptimasi berbasis MILP mampu menentukan kombinasi switching yang lebih optimal dibandingkan metode konvensional, sehingga proses restorasi menjadi lebih cepat, area padam lebih kecil, dan jumlah beban yang berhasil dipulihkan menjadi lebih besar. Integrasi distributed generation juga terbukti mendukung proses restorasi dengan menyuplai sebagian beban lokal selama gangguan berlangsung. Secara keseluruhan, kombinasi implementasi FDIR, integrasi DG, dan optimasi restorasi berbasis MILP mampu meningkatkan keandalan dan efisiensi operasi sistem distribusi tenaga listrik serta mendukung penerapan konsep self-healing network pada sistem distribusi modern.

The reliability of electric power distribution systems is an important aspect in ensuring the continuity of electricity supply to customers. Disturbances in distribution networks, particularly in radial systems, can cause widespread outages and increase the amount of Energy Not Supplied (ENS). This condition becomes more complex with the integration of Distributed Generation (DG), which affects power flow characteristics and fault current levels in the system. Therefore, an effective method is required to improve fault detection, fault isolation, and service restoration processes in a fast and optimal manner.

This study aims to analyze the implementation of Fault Detection, Isolation, and Restoration (FDIR) in a DG-connected distribution network at Dolok Sanggul Substation, specifically on feeders DS.02, DS.03, and DS.04. The study compares three scenarios, namely: without FDIR, conventional FDIR, and MILP-optimized FDIR. System simulations were carried out using DIgSILENT PowerFactory with Python support for optimization and data analysis. System performance was evaluated using reliability indices, including SAIDI and ENS, as well as power losses analysis.

The results show that the implementation of FDIR significantly improves the reliability of the distribution system compared to the condition without FDIR. The application of FDIR resulted in a reduction of SAIDI by 88.9%, ENS by 68.59%, and power losses by 8%. Furthermore, the MILP-based optimized FDIR method was able to determine a more optimal switching combination compared to the conventional method, resulting in faster restoration processes, smaller outage areas, and a greater amount of restored load. The integration of distributed generation also proved to support the restoration process by supplying part of the local load during fault conditions.

Overall, the combination of FDIR implementation, DG integration, and MILP-based restoration optimization is capable of improving the reliability and operational efficiency of the electrical distribution system while supporting the implementation of the self-healing network concept in modern power distribution systems.

Kata Kunci : FDIR, Distributed Generation, MILP, SAIDI, ENS, Losses, Sistem Distribusi, Restorasi