Optimasi Rekonfigurasi Jaringan Distribusi Menggunakan Algoritma Archimedes untuk Minimisasi Rugi-rugi Daya dengan Mempertimbangkan Kesiapan FLISR di GI Sentul

Tribagja Manoptika, Dr. Ir. M. Isnaeni Bambang Setyonegoro, M.T.; Dr. Ir. Yusuf Susilo Wijoyo, S.T., M.Eng., IPU.

2026 | Tesis | S2 Teknik Elektro

Penyulang distribusi pada Gardu Induk Sentul yang menyuplai kawasan industri mengalami frekuensi gangguan yang cukup tinggi, sehingga berdampak pada kontinuitas penyaluran tenaga listrik dan potensi kerugian ekonomi. Implementasi teknologi self-healing grid seperti Fault Location, Isolation, and Service Restoration (FLISR) mempercepat proses pemulihan layanan setelah terjadi gangguan. Namun, keberhasilan operasi FLISR sangat bergantung pada ketersediaan kapasitas cadangan (spare capacity) yang memadai pada penyulang dan transformator backup. Kondisi pembebanan tinggi pada topologi eksisting menyebabkan ruang manuver beban menjadi terbatas, sehingga skema FLISR berisiko tidak dapat tereksekusi secara optimal. Penelitian ini mengusulkan model optimasi rekonfigurasi jaringan distribusi pre-fault menggunakan Modified Archimedes Optimization Algorithm (MAOA) berbasis biner. Model ini bertujuan utama untuk meminimalkan total rugi-rugi daya aktif teknis saluran Tegangan Menengah, dengan mengintegrasikan kekangan kelayakan FLISR (FLISR feasibility) serta kapasitas pembebanan transformator dan penyulang sebagai kekangan operasional melalui fungsi penalti. Pengujian dilakukan menggunakan data pembebanan puncak aktual dari Gardu Induk Sentul. Hasil simulasi menunjukkan bahwa metode MAOA berbasis biner yang diusulkan berhasil menurunkan total rugi-rugi daya aktif sebesar 41,7% (dari 0,4078 MW menjadi 0,2375 MW), memulihkan kondisi undervoltage dengan meningkatkan tegangan bus minimum dari 0,9474 p.u. menjadi 0,9603 p.u., serta mengoreksi tingkat pembebanan transformator backup dari 95,5% menjadi 83,16%. Selain itu, skema rekonfigurasi hasil optimasi terbukti berhasil menyediakan peningkatan kapasitas cadangan pemulihan dari 8,23 MW menjadi 14,25 MW, sehingga menjamin ketersediaan kapasitas untuk eksekusi otomatisasi FLISR saat terjadi gangguan. Penelitian ini memberikan kontribusi praktis dalam bentuk pendekatan rekonfigurasi pre-fault proaktif untuk meningkatkan efisiensi energi teknis sekaligus menjamin kesiapan skema restorasi pada sistem distribusi modern.

Distribution feeders at the Sentul Substation supplying industrial areas have experienced a high frequency of supply interruptions, which adversely affects power distribution continuity and poses significant economic losses. The implementation of self-healing grid technologies, such as Fault Location, Isolation, and Service Restoration (FLISR), can accelerate the post-fault service recovery process. However, the success of FLISR operations heavily relies on the availability of adequate spare capacity in backup feeders and transformers. High loading conditions in the existing topology constrain the load maneuvering space, risking sub-optimal execution of the FLISR scheme. This study proposes a pre-fault distribution network reconfiguration optimization model using a binary-based Modified Archimedes Optimization Algorithm (MAOA). The primary objective of this model is to minimize total medium-voltage active power line losses while integrating FLISR feasibility constraints, as well as transformer and feeder loading capacity, as operational constraints via penalty functions. The model was evaluated using actual peak load data from the Sentul Substation. Simulation results demonstrate that the proposed binary-based MAOA successfully reduced total active power losses by 41.7% (from 0.4078 MW to 0.2375 MW), mitigated undervoltage conditions by improving the minimum bus voltage from 0.9474 p.u. to 0.9603 p.u., and corrected the backup transformer loading level from 95.5% to 83.16%. Furthermore, the optimized reconfiguration scheme was proven to enhance the restoration spare capacity from 8.23 MW to 14.25 MW, thereby ensuring sufficient capacity for FLISR automation during fault events. This research provides a practical contribution by offering a proactive pre-fault reconfiguration approach to improve technical energy efficiency while guaranteeing restoration scheme readiness in modern distribution systems.

Kata Kunci : Rekonfigurasi Jaringan Distribusi, Modified Archimedes Optimization Algorithm, FLISR, Rugi-rugi Daya, Kesiapan Restorasi, Smart Grid.