- Peta yang menampilkan jaringan transmisi listrik Eropa sebagai titik koneksi dan jalur listrik, sehingga kita bisa melihat sekilas bagaimana konsumsi dan pembangkitan per wilayah saling terkait dalam batasan aliran listrik nyata
- Titik hijau adalah lokasi yang pembangkitannya lebih besar daripada konsumsinya, titik ungu adalah lokasi yang konsumsinya lebih besar daripada pembangkitannya, dan segitiga menunjukkan arah aliran pada jalur listrik
- Angka yang ditampilkan adalah hasil algoritme optimisasi yang membagi tanggal yang dipilih ke dalam interval 2 jam, lalu meminimalkan total biaya pembangkitan sambil memenuhi seluruh konsumsi
- Data diambil dari model jaringan listrik Eropa terbuka pypsa-eur, dan kode visualisasinya tersedia secara publik di repositori
coppersushi - Metode perhitungannya sama dengan optimal power flow dalam operasi jaringan listrik nyata, tetapi karena harga penawaran dan jumlah pembangkitan sebenarnya tidak dipublikasikan, digunakan asumsi berbasis rata-rata historis
Aliran listrik yang ditampilkan peta
- Peta ini memvisualisasikan jaringan transmisi listrik Eropa dengan titik dan garis
- Setiap titik adalah titik koneksi tempat konsumsi listrik permukiman di sekitar dan produksi listrik dari pembangkit terhubung ke jaringan
- Titik dan simbol membedakan kondisi pasokan-permintaan serta aliran listrik
- 🥒 Titik hijau: pembangkitan lebih besar daripada konsumsi, sehingga mengirim listrik ke jaringan
- 🍇 Titik ungu: konsumsi lebih besar daripada pembangkitan, sehingga mengambil listrik dari jaringan
- ▲ Segitiga: menunjukkan arah aliran listrik
- Jika kursor diarahkan ke segitiga, Anda dapat melihat jumlah listrik yang mengalir di jalur listrik serta kapasitas total masing-masing jalur
- Angka yang terlihat saat kursor diarahkan ke titik adalah nilai total pembangkitan di titik tersebut dikurangi konsumsinya
Cara menghitung optimal power flow
- Angka yang ditampilkan adalah hasil menjalankan algoritme optimisasi untuk mencari optimal power flow
- Untuk tanggal yang dipilih, algoritme menghitung kondisi berikut
- Pembangkit mana yang harus memproduksi berapa banyak listrik
- Perhitungan dilakukan dengan membagi satu hari ke dalam interval 2 jam
- Disesuaikan agar total biaya pembangkitan menjadi minimum
- Memastikan semua konsumsi listrik terpenuhi
- Untuk setiap titik koneksi dan interval waktu, input berikut dikumpulkan
- Total konsumsi permukiman dan industri di sekitar
- Harga pembangkitan per MW untuk surya, angin, hidro, batu bara, minyak, gas, dan nuklir
- Total kapasitas pembangkitan per titik untuk pembangkit konvensional seperti gas, batu bara, dan nuklir
- Kondisi matahari, angin, dan aliran sungai yang dihitung berdasarkan data historis pada tanggal yang dipilih
- Jumlah listrik maksimum yang dapat diproduksi oleh pembangkit surya, angin, dan hidro
- Jumlah listrik maksimum yang dapat ditransmisikan oleh setiap jalur listrik
- Setelah itu, algoritme memperkirakan dan menyempurnakan produksi per pembangkit, lalu mencari kombinasi biaya pembangkitan minimum yang memenuhi semua kondisi
Sumber data dan kode
- Data diambil dari
pypsa-eur pypsa-euradalah model optimisasi terbuka untuk sistem transmisi Eropa- Kode tambahan yang ditulis di atas
pypsa-euruntuk membuat visualisasi peta tersedia secara publik dicoppersushi
Perbedaan dengan jaringan listrik nyata
- Metode perhitungan matematisnya sama dengan yang digunakan operator jaringan listrik nyata untuk menjaga pasokan listrik yang stabil
- Seberapa banyak setiap pembangkit benar-benar memproduksi bergantung pada harga yang diajukan pembangkit tersebut
- Harga ini berubah drastis dari waktu ke waktu, dan harga serta jumlah pembangkitan sebenarnya tidak dipublikasikan
pypsa-eurmengasumsikan harga surya, angin, batu bara, nuklir, dan lainnya berdasarkan rata-rata historis, lalu menjalankan algoritme optimisasi yang memenuhi seluruh konsumsi dengan biaya produksi minimum- Karena itu, hasilnya dekat dengan cara nyata menghitung “siapa memproduksi berapa banyak dan bagaimana listrik mengalir”, tetapi data inputnya bukan harga penawaran sebenarnya maupun jumlah pembangkitan sebenarnya
- Keterbatasan model dibahas lebih detail di Bab 4 makalah
pypsa-eur
Energi terbarukan dan batasan jaringan transmisi
- Dengan mengelektrifikasi pemanas, mobil penumpang, dan transportasi truk, serta memproduksi listrik dengan cara yang nyaris tanpa emisi, sebagian besar emisi negara maju dapat dikurangi
- Namun, membangun lebih banyak fasilitas pembangkit energi terbarukan saja tidak cukup
- Konsumsi di semua wilayah harus dipenuhi, dan jika jaringan listrik tidak mampu menanganinya, energi yang diproduksi bisa saja tidak dapat digunakan dan harus dibuang
- Lokasi pembangunan pembangkit energi terbarukan juga penting, dan batasan jaringan listrik harus dipertimbangkan bersama agar listrik yang diproduksi benar-benar dapat digunakan
- Tulisan yang membahas isu terkait secara lebih panjang adalah The Copper Plate Must Die
1 komentar
Komentar Hacker News
Jika melihat Prancis pada skala yang menampilkan seluruh negeri, titik-titik hijau semuanya berada di dekat pembangkit listrik tenaga nuklir
Ini menunjukkan dengan baik bahwa jaringan listrik Prancis sebagian besar berjalan dengan tenaga nuklir
Saya penasaran apakah peta yang sama pada musim panas akan menghasilkan peta berbeda karena perubahan komposisi listrik
Menjadi jelas bahwa nuklir harus menjadi bagian dari komposisi produksi listrik tanpa emisi
Karena itu pembangkit listrik nuklir di Jerman juga masih ditampilkan sebagai sedang menghasilkan listrik
UI-nya bagus dan datanya menarik, tetapi tampaknya bukan terhubung ke data real-time sungguhan seperti http://gridwatch.co.uk/ atau https://gridwatch.templar.co.uk/france/, melainkan seperti estimasi statis berdasarkan nilai rata-rata
Disebutkan memakai interval 2 jam, tetapi tidak ada penanda seperti waktu pembaruan terakhir, jadi kurang jelas
Namun jumlah listrik yang benar-benar diproduksi tiap pembangkit bergantung pada harga penawaran, harga ini berubah besar dari jam ke jam, dan baik harga maupun jumlah pembangkitannya tidak dipublikasikan
Sebagai gantinya, pypsa-eur mengasumsikan harga tenaga surya, angin, batu bara, nuklir, dan lain-lain berdasarkan rata-rata historis, lalu menjalankan algoritma optimisasi agar seluruh konsumsi dipenuhi dengan biaya produksi minimum
Misalnya setelah saya cek sedikit, pembangkit Fessenheim di Prancis masih ditampilkan, padahal sudah tidak berproduksi lagi
Secara pribadi, saya lebih suka yang lebih cepat dan jelas: https://app.electricitymaps.com/
electricitymaps.com adalah sudut pandang makro yang jauh lebih bagus untuk melihat aliran antarnegara, sedangkan peta ini bagus untuk melihat titik-titik pembangkitan individual dan alirannya
Di sana datanya lengkap dan viewer-nya juga cukup bagus
Kalau peta dimiringkan seperti ini dan tidak ada cara mengubahnya, saya jadi marah secara tidak rasional
Semakin diperbesar, distorsinya makin parah, dan bahkan saat diperkecil sepenuhnya, distorsi sudutnya tidak hilang
Ini pasti fitur yang sengaja dibuat programmer dengan usaha tertentu, jadi saya bertanya-tanya siapa yang menganggap ini ide bagus
Mirip minimap navigasi mobil atau game yang tidak mengunci utara di atas, tetapi lebih buruk
Diri Anda yang lebih tua akan berterima kasih
Seseorang membuatnya gratis dan menyediakannya gratis, hanya saja tidak sempurna, dan dalam hidup ada hal-hal yang lebih buruk
Jika memang benar-benar marah, mungkin ada akar penyebab lain dan ini hanya pemicunya
Jika seluruh benua merupakan jaringan listrik yang tersinkronisasi, saya sejak dulu penasaran bagaimana tiap negara tahu kepada siapa mereka mengekspor atau dari siapa mengimpor listrik
Dengan membandingkan pembangkitan dan konsumsi, impor total dan ekspor total mungkin bisa diukur, tetapi bagaimana mereka mengetahui dari negara tetangga mana listrik diterima dan ke negara mana dikirim?
Rusia juga merupakan bagian besar dari Eropa, tetapi tidak tercakup dalam peta di atas, dan sepertinya mungkin berada dalam jaringan listrik yang sama dengan tiga negara Baltik
Untuk pertanyaannya sendiri, mengukur aliran daya adalah rekayasa tenaga listrik yang umum, dan meteran listrik rumah tangga juga melakukan hal yang sama
Namun, itu lebih dekat dilakukan oleh para operator daripada oleh negara secara langsung
Ada video di EEVblog yang menjelaskan dengan baik bagaimana ini terjadi pada meteran listrik rumah tangga analog: https://www.youtube.com/watch?v=P_3DXcB9-xE
Energy Charts memiliki grafik aliran fisik dan perdagangan untuk Jerman
Perdagangan: https://www.energy-charts.info/charts/energy/chart.htm?l=en&c=DE&source=tcs_saldo
Aliran fisik: https://www.energy-charts.info/charts/energy/chart.htm?l=en&c=DE&source=cbpf_saldo
Keduanya tidak sama, sehingga kadang-kadang muncul sekadar listrik transit, tetapi istilah transit di sini sepertinya harus dipahami cukup longgar
Saya kira siapa membayar untuk apa diketahui secara terpisah
Di antara negara-negara yang terhubung, pemasok juga dapat berpartisipasi di pasar lain
Pembangkit listrik Prancis bisa menjual listrik ke Spanyol, tetapi tidak bisa menjualnya ke Portugal
Intinya, harga penawaran tiap operator dihitung kurang lebih berdasarkan biaya peluang
Turbin angin tidak bisa menjual nanti listrik yang dihasilkan dari angin sekarang jika tidak dijual saat ini, jadi tidak memiliki biaya peluang, dan semua penawaran yang diterima untuk suatu perkiraan diselesaikan pada harga penawaran paling mahal di antaranya
Sebagai catatan, 1.21 GW adalah referensi ke film Back to the Future tahun 1985
Klip adegan tersebut: https://www.youtube.com/watch?v=BDuZqYeNiOA
Info film: https://en.wikipedia.org/wiki/Back_to_the_Future
Kalau belum menontonnya, seluruh triloginya layak ditonton; sangat menghibur dan ramah keluarga
Dalam pandangan dunia saya, Anda termasuk kelompok yang sangat kecil sampai menarik
https://youtu.be/AtPA6nIBs5g?si=QidOC7VEn6mxXjBK
Saya penasaran di mana gigawatts dilafalkan seperti itu
Visualisasi ini cukup aneh
Ketebalan garis tampaknya seharusnya sebanding dengan jumlah watt, tetapi kenyataannya sepertinya tidak demikian
Kalau begitu saya tidak tahu apa yang direpresentasikannya, dan itu sangat membingungkan serta cukup menyesatkan
Ada juga dasbor Grafana yang dibuat dari data listrik Eropa di https://energygraph.info/
Ciri khas Austria adalah pembangkit listrik tenaga air pumped-storage
Karena banyak pegunungan dan lembah, danau digunakan seperti baterai raksasa
Saat pasokan berlebih, air dipompa ke atas, dan saat permintaan tinggi, air dialirkan turun untuk menghasilkan listrik
Dengan cara ini jaringan transmisi tetap stabil, dan faktor-faktor seperti kekurangan angin, waktu start-stop pembangkit termal, serta perbedaan pola konsumsi akibat cuaca dingin dapat dikompensasi
Karena harus ada air untuk dipompa kembali, dibutuhkan waduk bawah yang besar di bawah bendungan atau sungai dengan debit besar, dan ini bahkan lebih langka daripada lokasi PLTA yang bagus
Pembangkit pumped-storage sepenuhnya buatan seperti Taum Sauk County hampir merupakan kasus yang unik
Jika dibandingkan dengan kapasitas listrik, Swiss adalah pengguna dan penerima manfaat utama di dunia, sedangkan secara total hanya China, Jepang, dan AS yang kapasitas pembangkitnya melampaui dua digit GW
Hal yang terlihat dari visualisasi tersebut adalah kota-kota besar tampak menarik listrik dari wilayah sekitarnya, tetapi juga memiliki pusat pembangkitan yang sangat besar
Ini sangat jelas di sekitar London
Mengingat kota besar memiliki permintaan tinggi karena konsumsi industri dan hunian sama-sama besar, hal itu terasa wajar