KAJIAN PERKEMBANGAN SISTEM METERING KELISTRIKAN DI

KAJIAN PERKEMBANGAN SISTEM METERING KELISTRIKAN DI INDONESIA MENUJU ADVANCED METERING INFRASTRUCTURE (AMI)

TEKNOLOGI KONVERSI DAN KONSERVASI ENERGI TEKNOLOGI INFORMASI, ENERGI, DAN MATERIAL BADAN PENGKAJIAN DAN PENERAPAN TEKNOLOGI

2014

i

KAJIAN PERKEMBANGAN SISTEM METERING KELISRTRIKAN DI INDONESIA MENUJU ADVANCED METERING INFRASTRUCTURE (AMI)

PENGARAH Dr. Ir. Unggul Priyanto,M.Sc Kepala BPPT Dr. Ir. Hammam Riza,M.Sc Deputi Kepala Bidang TIEM

PENANGGUNG JAWAB Dr.Ir. M.A.M Oktaufik Direktur PTKKE

TIM PENYUSUN Ir. Ifanda, M. Sc. Toha Zaki, MT Ir. Nur Aryanto Aryono Asih Kurniasari, ST Prof. Dr. Hamzah Hilal Dr. Ferdi Armansyah Yuli Astriani, ST

INFORMASI Bidang Rekayasa Sistem Pusat Teknologi Konversi Dan Konservasi Energi (PTKKE) Badan Pengkajian Dan Penerapan Teknologi Gedung 625, Klaster energi, kawasan PUSPIPTEK Serpong Tlp. (021). 75791366 Fax. (021). 75791366

PERKEMBANGAN SISTEM METERING KELISTRIKAN DI INDONESIA MENUJU

ADVANCED METERING INFRASTRUCTURE (AMI)

2014

BPPT-PTKKE i

EXECUTIVE SUMMARY

Trend pertumbuhan demand listrik di Indonesia yang cukup besar mengharuskan operator listrik

Indonesia, dengan PT. PLN (Persero) sebagai agen utamanya, untuk meningkatkan kapasitas

produksi energi listrik dan juga jaringan transmisi dan distribusi ke pelanggan. Sebagian jaringan

kelistrikan dan utilitas yang ada di Indonesia juga masih menggunakan teknologi yang konvensional

sehingga dirasa tidak mampu untuk mendukung pertumbuhan demand energi listrik Indonesia ke

depan. Sistem kWh meter prabayar yang dicanangkan oleh PT. PLN (Persero) berupa program

listrik pintar dengan pembayaran menggunakan sistem pulsa merupakan salah satu kemajuan dalam

proses pembayaran listrik. Namun di masa perkembangan teknologi saat ini, sistem metering listrik

hanya memberikan laporan besar kWh yang telah dipakai dan tidak memberikan kemudahan

pelanggan dalam memonitor listriknya.

Advanced Metering Infrastructure (AMI) adalah salah satu perkembangan teknologi kelistrikan

yang mengintegrasikan Informatin Communication Technology (ICT) untuk mendiskripsikan

keseluruhan infrastruktur dari Smart Meter, menggunakan jaringan komunikasi dua arah ke pusat

pengendali peralatan dan semua aplikasi yang memungkinkan pengumpulan dan pengiriman

informasi tentang penggunaan energi mendekati real-time. Beberapa teknologi komunikasi yang

dapat digunakan untuk mendukung smart meter yaitu fiber optic, power line carrier (PLC), dan

radio link. Meter data management system dibutuhkan untuk menampung dan mengolah data base

sehingga didapatkan informasi hasil metering listrik pelanggan. Penggunaan AMI akan

mengakibatkan utilitas yang tadinya hanya bertugas untuk membaca meter secara otomatis sekarang

menjadi berfungsi untuk managemen dan pengontrolan aspek-aspek penting pada grid. Oleh karena

itu, teknologi AMI harus memenuhi aspek keselamatan, aspek keakuratan dan kekuatan, kehandalan

performa yang baik, mampu memonitor tegangan secara akurat dan fleksibel, dan mempunyai

tingkat keamanan yang handal.

AMI telah menjadi pembahasan dunia dengan salah satu standarisasi metering yang telah ditetapkan

pada Energy Policy Act 2005 (EPACT) di Amerika. Beberapa standar untuk smart metering

tersebut antara lain akurasi metering ANSI C12, radio frekuensi, dan sekuritas.. Beberapa negara



2014

BPPT-PTKKE ii

yang telah berinisiasi memulai menggunakan teknologi AMI adalah New York, Texas, Connecticut,

dan California. Perkembangan pasar smart meter sebagai bagian dari AMI di Eropa juga mengalami

peningkatan. Italia dengan Enel sebagai perusahaan listriknya telah memasang 27 juta metering

komunikasi pada tahun 2006. Vattenfall dan EON sebagai perusahaan listrik di Swedia telah

memasang 430 ribu advanced meter. Sedangkan Belanda baru saja mengumumkan akan mengganti

7.5 juta meter listrik menjadi advanced metering pada tahun 2012 lalu. Di pasar Asia Pasifik, AMI

akan mengalami peningkatan 10.5% pada periode 2013-2018, dengan Cina, Jepang, dan India yang

menjadi negara percontohan yang telah menerapkan AMI.

Pada Juli 2014, PLN bersama dengan PT. XL Axiata Tbk sebagai salah satu ISP di Indonesia telah

meluncurkan Layanan Meter Listrik Pintar Dua Arah sebagai perkembangan bisnis Machine to

Machine (M2M) guna meningkatkan pengalaman pelanggan PLN. Layanan listrik pintar dua arah

ini baru dapat dinikmati oleh pelanggan khusus pengguna listrik prabayar dengan daya 2200 VA ke

atas seperti penyedia mesin ATM, billboard, menara BTS, vending machine, dan penerangan jalan

umum.

Untuk menerapkan teknologi AMI, diperlukan pengkajian mengenai sistem smart metering dan

teknologi komunikasinya. BPPT PTKKE telah melakukan beberapa kajian serta diskusi Road Map

AMI 2014 dengan beberapa pihak termasuk PLN dan pihak swasta. Hasil kajian ini diharapkan

dapat menjadi langkah awal dalam pengembangan teknologi smart meter untuk selanjutnya

mengembangkan teknologi meter listrik menuju AMI, serta menjadi potensi yang baik bagi sektor

kelistrikan maupun sektor pertumbuhan industry dan ekonomi, serta membuat masyarakat cerdas

dalam penggunaan listrik.



2014

BPPT-PTKKE iii

KATA PENGANTAR

Puji Syukur kami panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa karena telah memberikan kemudahan

kepada kami sebagai tim pelaksana untuk menyelesaikan buku dengan judul “Kajian Perkembangan

Sistem Metering Kelistrikan di Indonesia Menuju Advanced Metering Infrastructure (AMI)”

sebagai hasil dari kegiatan kajian Road Map Advanced Metring Infrastructure tahun anggaran 2014.

Buku ini merupakan hasil kegiatan kajian yang dilakukan pada tahun 2014, khususnya tentang

perkembangan sistem metering listrik yang ada di Indonesia yang telah dilakukan bersama PLN dan

prospeknya terhadap perkembangan ICT sehingga memungkinkan untuk diterapkannya teknologi

Advaced Metering Infrastructure (AMI).

Kami selaku tim penyusun menyampaikan terima kasih PLN P3B Jawa Bali, PLN DIsjaya, serta

kepada semua pihak yang telah memberikan dukungan baik secara langsung maupun tidak langsung

sehingga kami dapat menghimpun segala informasi serta saran posiitif yang terangkum dalam buku

ini.

Semoga buku ini dapat memberikan wawasan yang lebih luas kepada pembaca dan dapat

memberikan manfaat yang besar bagi perkembangan teknologi di Indonesia.

Jakarta, Januari 2015

Tim Penyusun



2014

BPPT-PTKKE iv

DAFTAR ISI

EXECUTIVE SUMMARY ................................................................................................................................ i

KATA PENGANTAR ...................................................................................................................................... iii

DAFTAR ISI ..................................................................................................................................................... iv

DAFTAR GAMBAR ......................................................................................................................................... v

BAB I PENDAHULUAN .......................................................................................................................... 1

1.1 Latar Belakang ......................................................................................................................................... 1

1.2 Tujuan Penulisan ...................................................................................................................................... 3

1.3 Urgensi Penerapan AMI ........................................................................................................................... 4

BAB II TEKNOLOGI DAN PROSES PADA AMI ................................................................................... 6

2.1 Smart Meter ............................................................................................................................................... 7

2.2 Sistem Komunikasi .................................................................................................................................... 9

2.3 Meter Data Management System ............................................................................................................. 11

BAB III PERKEMBANGAN AMI DI DUNIA ....................................................................................... 12

3.1 Standarisasi AMI di Dunia ...................................................................................................................... 12

3.2 Perkembangan AMI di Berbagai Negara ................................................................................................. 14

BAB IV ROAD MAP AMI DI INDONESIA ........................................................................................... 16

4.1 Standarisasi PLN untuk kWh Meter ........................................................................................................ 16

4.2 Prospek Perkembangan KWh Meter di Indonesia ................................................................................... 23

4.3 Permasalahan KWH Meter ...................................................................................................................... 28

4.4 Scada PLN ............................................................................................................................................... 28

4.5 Penerapan AMI di Smart Micro Grid Sumba .......................................................................................... 36

4.6 Road Map AMI di Indonesia ................................................................................................................... 41

BAB V KESIMPULAN DAN REKOMENDASI .................................................................................... 43

5.1 Kesimpulan .............................................................................................................................................. 43

5.2 Rekomendasi ............................................................................................................................................ 43

DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................................................................... 45



2014

BPPT-PTKKE v

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1 Desain konseptual teknologi AMI .................................................................... 3

Gambar 2 Topologi AMR pada sistem kelistrikan PLN ................................................... 22

Gambar 3 Alur pengiriman data AMR ke database server .............................................. 23

Gambar 4 Rasio Elektrifikasi PLN September 2014 ........................................................ 24

Gambar 5 Konfigurasi RTU ............................................................................................ 31

Gambar 6 Skematik sistem “smart micro grid” Sumba .................................................... 37

Gambar 7 Konfigurasi sistem SCADA SMGS ................................................................ 38

Gambar 8 Tampilan overview SCADA SMGS ................................................................ 40

Gambar 9 Rancangan road map AMI di Puspiptek Serpong ............................................ 41



2014

BPPT-PTKKE vi



2014

BPPT-PTKKE 1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Kehidupan masyarakat dewasa ini sangat bergantung kepada sumber daya energi, salah satunya

adalah energi listrik. Keberadaan energi listrik sudah merupakan sebuah keharusan sebagai

penggerak roda kehidupan, termasuk pertumbuhan perekonomian bangsa, perkembangan dunia

industri dan kemajuan teknologi untuk tetap bergerak dan mengarah maju ke depan. Ketergantungan

pada listrik pun semakin meningkat mengingat keberlangsungan berbagai macam bentuk aktivitas

sehari-hari di masyarakat maupun industri.

Ketersediaan listrik yang handal, aman, ramah lingkungan, dan efisien dengan harga terjangkau

merupakan faktor yang cukup penting dalam menunjang kehidupan masyarakat sehari-hari. Namun

nyatanya, beberapa waktu lalu ketersediaan tenaga listrik, khususnya di pulau Jawa, beberapa kali

mengalami masalah karena keterbatasan suplai dibanding dengan kebutuhan yang semakin

meningkat. Mengingat begitu besar dan pentingnya energi listrik sedangkan sumber energi

pembangkit terutama yang berasal dari sumber daya tak terbaharui yang keberadaannya terbatas,

maka untuk menjaga kelestarian sumber energi ini perlu diupayakan langkah-langkah atau solusi

yang dapat menunjang penyediaan energi listrik secara optimal dan terjangkau. Tentu bukan hanya

tugas PT PLN (Persero) saja untuk melakukan perbaikan diri secara internal dan eksternal, tapi juga

tugas dari seluruh masyarakat Idonesia sebagai pengguna listrik.

PT PLN (Persero) merupakan sebuah perusahaan BUMN di bidang kelistrikan yang bertugas

melayani masyarakat di seluruh nusantara. PLN merupakan badan usaha tunggal yang diberi

kepercayaan dan kewenangan oleh Pemerintah dalam pengadaan dan pemberdayaan energi listrik di

seluruh pelosok negeri. Kegiatan usaha PLN dalam menjalankan usaha penyediaan tenaga listrik

dimulai dari kegiatan pembangkitan, penyaluran, distribusi tenaga listrik, perencanaan, dan

pembangunan sarana penyediaan sarana listrik.



2014

BPPT-PTKKE 2

Pemakaian energi listrik oleh konsumen baik masyarakat maupun industri memberikan andil yang

cukup besar terhadap ketersediaan tenaga listrik. PLN memberikan fasilitas kWh meter yang

dipasang di tiap rumah pelanggan sebagai pencatat daya yang telah terpakai selama waktu tertentu.

KWh meter merupakan peralatan elektronika yang dapat mengukur besar daya yang digunakan oleh

pengguna listrik dalam satuan waktu tertentu. Perkembangan kWh meter dimulai dari kWh meter

analog yang menggunakan metode induksi medan magnet. Perangkat ini tersusun atas kumparan

tegangan, kumparan arus, piringan alumunium, magnet tetap yang tugasnya menetralkan piringan

alumunium dari induksi medan magnet dan gear mekanik yang mencatat jumlah perputaran piringan

alumunium dan ditampilkan dengan counter digit sebagai tampilan jumlah kWh-nya. Dengan

melihat counter digit, PLN bisa melihat berapa energi listrik yang dikonsumsi oleh pelanggan dan

barulah ditagih dalam bentuk rekening listrik.

Proses pembayaran secara manual dengan mendatangi counter listrik PLN dirasa sudah tidak lagi

efisien di era modern seperti sekarang ini. Oleh karenanya, perkembangan teknologi ikut turut serta

memberikan peran terhadap perkembangan teknologi pencatatan dan penagihan listrik dalam bentuk

Advanced Metering Infrastructure (AMI).

Advanced metering system (AMI) adalah salah satu perkembangan teknologi yang dimanfaatkan

dalam dunia kelistrikan. AMI merupakan suatu sistem yang mengintegrasikan berbagai teknologi

yang memanfaatkan penggunaan piranti elektronik atau digital serta perangkat lunak,

mengkombinasikan pengukuran data secara berkelanjutan dengan media komunikasi secara remote.

Sistem ini menyediakan pengukuran yang detail dengan informasi berdasarkan waktu dan kumpulan

frekuensi serta transimis beberapa informasi yang berbeda. Teknologi AMI meliputi pengukuran

dan pengoleksian sistem secara lengkap, termasuk didalamnya terdapat pengukuran site kostumer,

komunikasi jaringan antara kostumer dan service provider, seperti utilisasi listrik, gas, dan air, dan

penerimaan data serta sistem manajemen sehingga informasi tersedia untuk service provider. Secara

sederhana, komponen penyusun teknologi AMI dapat dilihat pada gambar 1.



2014

BPPT-PTKKE 3

Gambar 1 Desain konseptual teknologi AMI [1]

Teknologi AMI tidak hanya dapat mengukur daya listrik yang terpakai, tetapi juga dapat mengukur

gas, air, serta sumber tenaga lain yang terpakai. Metering ini mampu mengumpulkan data jumlah

pemakaian dan mengirimkannya secara remote ke Data management system untuk kemudian dapat

diakses oleh konsumen. Dengan teknologi seperti ini, konsumen bisa secara praktis mengetahui

jumlah pemakaian dan membayar tagihan secara remote pula. Konsumen juga bisa mengatur

pemakaian listrik, gas, dan air sesuai keperluan secara mandiri. Penggunaan teknologi ini secara

tidak langsung membentuk konsumen cerdas karena dapat menentukan jumlah pemakaian listrik

agar hemat dan pada akhirnya dapat mengatasi solusi kelebihan beban yang seringkali dirasakan

oleh PLN.

1.2 Tujuan Penulisan

Penulisan buku ini bertujuan untuk mengkaji teknologi AMI sehingga dapat menjadi acuan untuk

diterapkan dalam sistem metering kelistrikan di Indonesia. Pengembangan AMI di Indonesia

dibutuhkan pengkajian juga pada sistem pengontrolan, manajemen, serta sekuritas yang handal. Di

dalam buku ini juga dibahas beberapa kesuksesan AMI yang telah diterapkan dibeberapa Negara di



2014

BPPT-PTKKE 4

dunia sehingga dapat memungkinkan terjadi reverse engineering jika PLN Indonesia ingin

mengembangkan smart meter.

1.3 Urgensi Penerapan AMI

Trend pertumbuhan demand listrik di Indonesia yang cukup besar mengharuskan operator listrik

Indonesia, dengan PLN sebagai agen utamanya, untuk meningkatkan kapasitas produksi energi

listrik dan juga jaringan transmisi dan distribusi ke pelanggan. Untuk meningkatkan kapasitas

produksi maka diperlukan penambahan pembangkit listrik baik dari pembangkit konvensional

maupun dari pembangkit Energi Baru Terbarukan (EBT). Penambahan pembangkit ini

memunculkan konsep pembangkit terdistribusi. Sementara penambahan konsumen mengakibatkan

diperlukannya pengendalian jaringan transmisi dan distribusi yang semakin komplek. Sistem

pengendalian yang digunakan harus mempunyai kehandalan yang tinggi baik dari sisi proteksi,

monitoring, billing, dan demand response. Selain itu tetap harus diperhatikan kualitas daya yang

disalurkan kepada konsumen.

Sebagian jaringan kelistrikan dan utilitas yang ada masih menggunakan teknologi yang

konvensional yang tidak mampu untuk mendukung pertumbuhan demand energi listrik Indonesia ke

depan. Advanced technologi bisa digunakan untuk memecahkan masalah tersebut dengan

membangun jaringan smart grid. Untuk mendukung kebutuhan kelistrikan masa depan, smart grid

menggunakan Information and Communication Technology (ICT) untuk memonitor dan mengatur

penggunaan listrik. Tujuan smart grid juga adalah untuk mengoptimalisasi energi yang dihasilkan.

Teknologi smart grid memastikan penggunaan sumber daya yang lebih baik dan data billing

konsumen yang lebih akurat berdasarkan pada pembacaan konsumsi listrik secara actual/real time

daripada perkiraan. Smart grid mengaplikasikan teknologi yang mendukung demand response,

antara lain controller, komunikasi dua arah, smart meter / smart sensor, load control,

interoperability, security, IT, koneksi web, Pembangkit terbarukan dan sistem penyimpanan energi.

Pengumpulan data dan proses pembacaan meter energi tiap bulan merupakan fungsi utama dari

sistem metering. Hal ini menjadi acuan dari para produsen meter energi untuk mengembangkan

produknya hanya berpatokan pada fungsi pembacaan konsumsi energi per 1 bulan. Setelah terbukti



2014

BPPT-PTKKE 5

bahwa dengan penambahan teknologi IT pada perangkat meter, maka perangkat meter tidak hanya

difungsikan untuk keperluan billing, tetapi juga difungsikan untuk bisa melakukan aksi penting

melalui jaringan (monitoring serta kontrol sinyal event & alarm), atau dengan pengumpulan dan

pengolahan data untuk tujuan demand response, otomatisasi distribusi, dan outage management.

Advanced Metering Infrastructure (AMI) adalah istilah untuk mendiskripsikam keseluruhan

infrastruktur dari Smart Meter, jaringan komunikasi dua arah ke pusat pengendali peralatan, dan

semua aplikasi yang memungkinkan pengumpulan dan pengiriman informasi tentang penggunaan

energi mendekati real-time. Meskipun begitu, penerapan AMI pada sistem kelistrikan membutuhkan

investasi yang sangat besar dan roadmap teknologi yang digunakan pada sistem akan berdampak

pada pengoperasian utilitas pada tahun-tahun mendatang. Penggunaan AMI akan mengakibatkan

utilitas yang tadinya hanya bertugas untuk membaca meter secara otomatis sekarang menjadi

berfungsi untuk managemen dan pengontrolan aspek-aspek penting pada grid. Dengan adanya

AMI, maka semua bagian bisa dimonitor secara terintegrasi melalui sistem SCADA baik itu nilai

pengukuran energi, data event dan alarm, dan sekaligus disimpan pada sebuah memori data



2014

BPPT-PTKKE 6

BAB II

TEKNOLOGI DAN PROSES PADA AMI

Meskipun penggunaan AMI memberikan banyak keuntungan dan kemudahan pada sistem

kelistrikan, terdapat resiko dalam penggunaan AMI, yaitu adanya cyber attack (hacker) yang bisa

mematikan perangkat metering pada grid melalui jaringan komunikasi. Hal ini akan berbahaya jika

hacker mematikan semua metering yang ada pada jaringan, maka jaringan distribusi dan transmisi

pada grid bisa kolapse.

Oleh karena itu AMI yang akan digunakan pada sebuah jaringan listrik yang pintar (smart grid)

harus memenuhi kritreria-kriteria berikut [2]:

a. Aspek keselamatan yaitu

Mempunyai switch untuk pemutus beban yang berada di bagian luar permukaan meter

(mudah dijangkau),

Mempunyai blade yang bisa disesuaikan, sebuah meter yang tidak bisa membuat koneksi

yang kuat bisa menghasilkan panas yang berlebih,

Mempunyai koneksi yang aman, terutama koneksi untuk konduktor arus.

b. Keakuratan dan kekuatan yaitu

Mempunyai failure rate yang sangat kecil,

Mempunyai resolusi yang tinggi,

Mempunyai sumber energi cadangan, misalnya baterai atau super capasitor. Hal ini penting

pada proses self healing sistem kelistrikan.

Mempunyai memori untuk menyimpan data (logging),

Mampu mengidentifikasi dan melaporkan jika terdapat anomali maupun abnormalitas data

maupun perangkat pada sistem.

c. Kehandalan performa yaitu



2014

BPPT-PTKKE 7

Mempunyai cover yang mampu mengantisipasi masalah panas (heating) pada komponen

perangkat meter,

Mengikuti standar internasional yang ada, misalnya ANSI.

Mempunyai garansi jika terjadi kerusakan dan angka returate yang baik,

Sistem mempunyai umur / lifecycle yang panjang dan firmware bisa di-upgrade untuk

memungkinkan sistem bisa berpindah ke standard yang baru,

Lubang atau bukaan pada perangkat meter harus diperhatikan agar air mapaun serangga

tidak bisa masuk keperangkat meter.

d. Mempunyai dampak yang kecil terhadap lingkungan, bisa di-recycle

e. Produksi AMI yang berkelanjutan

f. Konsumsi energi yang dipakai oleh meter kecil

g. Mampu memonitor tegangan secara akurat dan fleksibel

h. Mempunyai perangkat komunikasi yang fleksibel (memungkinkan untuk menggunakan berbagai

bentuk/ protokol komunikasi) dan memungkinkan pemrograman secara remote

i. Mempunyai tingkat keamanan yang handal (robust)

2.1 Smart Meter

Konsep Smart Meter adalah penggabungan ICT pada meter energi. Smart meter mempunyai fitur

komunikasi dua arah sehingga memungkinkan pembacaan data energi oleh operator utilitas secara

remote dan realtime. Smart meter memungkinkan pelanggan untuk berperan aktif dalam pengaturan

beban/ demand response dan integrasi pembangkit terdistribusi.

Smart meter minimal harus mampu melakukan fungsi-fungsi berikut :

a. Pengukuran dan pengambilan data secara remote untuk digunakan pada sistem penghitungan

billing energy yang dikonsumsi pelanggan, maupun energi yang dihasilkan oleh pelanggan

prosumen hasil proses exim,



2014

BPPT-PTKKE 8

b. Pengumpulan data tambahan terkait pengoperasian meter dan jaringan, termasuk kualitas daya,

informasi outage, losses teknik dan non-teknik,

c. Memungkinkan untuk mendukung sistem pembayaran dan pentarifan yang lebih canggih,

d. Penyambungan dan pemutusan supply secara remote, serta pembatasan beban secara fleksibel

jika dibutuhkan,

e. Mempunyai fitur untuk bisa berkomunikasi dengan energy management system dan in-home

system, termasuk peralatan elektronik yang dipakai di rumah dan komunikasi dengan

pembangkit sendiri untuk tujuan pengontrolan beban dan biaya.

Selain harus mampu melakukan fungsi-fungsi tersebut, smart meter juga harus memenuhi syarat-

syarat sebagi berikut:

a. Mudah digunakan (user friendly). Salah satu tujuan dari penggunaan smart meter adalah peran

aktif pelanggan dalam pengontrolan jumlah dan pola pemakaian energi yang digunakannya,

sehingga sebuah smart meter harus interaktif dan mudah digunakan, oleh karena itu data yang

diberikan smartmeter kepada pelanggan harus akurat, relevan, dan tepat waktu.

b. Menggunakan standar pengukuran yang baku serta harus diperhatikan seberapa besar kesalahan

yang diperbolehkan, kekuatan (durability), reliability, dan proteksi terhadap kemungkinan

kerusakan data (corrupted).

c. Fitur pengaturan kemanan yang lengkap, karena jika infrastruktur smartgird dan sub-sistem-nya

menggunakan standar yang terbuka (open standard), maka sistem akan lebih rentan terhadap

security-attack.

d. Keamanan privasi.

e. Harus mengikuti sistem dan protokol yang terbuka sehingga bisa mengakomodasi terhadap

perubahan dan perkembangan teknologi komunikasi ke dapan.

f. Biaya yang diperlukan untuk pengadaan, instalasi, dan pemeliharaan tidak terlalu mahal (cost –

efektif). Hal ini bisa dilakukan dengan menghindari over-specification, pemakaian komponen

standar, instalasi secara plug-and-play, konsusmi daya kecil, pengolahan dan pengirim data

efisien, bisa dinalisa secara remote, memungkinkan untuk upgrade, serta ketersediaan di pasaran

memadai sehingga mudah didapatkan oleh pelanggan.



2014

BPPT-PTKKE 9

g. Interopearbility. Data yang dibaca oleh smart meter akan digunakan oleh semua uitliti pada

smart grid dengan stakeholder yang berbeda-beda, oleh karena itu data harus dalam bentuk yang

bisa dibaca / diterjemahkan oleh keseluruhan sistem.

2.2 Sistem Komunikasi

Selain smart meter, sistem komunikasi juga merupakan aspek yang harus mendapatkan perhatian.

Sistem komunikasi yang dibangun harus mampu mengirimkan informasi dengan lancar dan aman –

tahan terhadap cyber-attack. Sistem komunikasi menyangkut media komunikasi dan protokol data

komunikasi yang digunakan.

Berikut adalah media komunikasi yang digunakan untuk komunikasi smart meter ke pelanggan

maupun ke operator jaringan:

a. Fiber Optic, yaitu saluran transmisi sejenis kabel yang terbuat dari kaca yang sangat halus dan

lebih kecil dari sehelai rambut dan dapat digunakan untuk mentransmisikan sinyal cahaya dari

suatu tempat ke tempat lain. Perkembangan teknologi serat optik saat ini telah dapat

menghasilkan pelemahan kurang dari 20 dB/km. Dengan bandwith yang besar, kemampuan

dalam mentransmisikan data menjadi lebih banyak dan cepat dibandingkan dengan penggunaan

kabel konvensional sehingga sangat cocok digunakan untuk sistem telekomunikasi.

Kelebihan lain penggunaan fiber optic adalah tidak ada interferensi seperti yang terjadi pada

gelombang listrik, adanya isolasi antara pengirim (transmitter) dan penerimanya (receiver), tidak

ada ground loop serta tidak akan terjadi hubungan api pada saat kontak atau terputusnya serat

optic. Dengan kelebihan yang besar ini, penggunaan fiber optic sebagai media komunikasi pada

jaringan listrik membutuhkan investasi yang tidak sedikit dan pemeliharaan yang rapi serta

pembangunan infrastruktur yang cukup memakan waktu. Namun semua itu terbayar dengan

kualitas transmisi data yang didapat.

b. Power Line Carrier (PLC), yaitu suatu sistem yang memanfaatkan jaringan listrik sebagai media

komunikasi baik untuk pusat kontrol, pembangkit, dan gardu induk. Transmisi kabel bukan

hanya membawa sinyal listrik (50-60Hz) tetapi juga membawa sinyal komunikasi (40KHz –



2014

BPPT-PTKKE 10

500KHz). Kecepatan maksimal yang bisa dicapai dengan PLC kurang lebih mendekati koneksi

transmisi data menggunakan fiber optic, yaitu 256 kbps-45 Mbps.

Pengiriman data melalui kabel listrik dilakukan dengan menumpangkan sinyal komunikasi yang

berisi data di bawah frekuensi aliran listrik. Proses penumpangan sinyal data ini membutuhkan

frekuensi gelombang skala rendah (1-50MHz). Data mengalir melalui kabel fiber optik (fo)

tegangan tinggi. Di awal proses, sinyal-sinyal tersebut masuk ke Internet Service Provider (ISP).

Dari sini, data mulai ditumpangkan ke dalam aliran listrik tegangan menengah lalu dibagi dalam

dua jalur, via kabel fo dan kabel tegangan tinggi. Data yang menumpang tadi terlebih dahulu

masuk ke dalam gardu distriusi listrik untuk diubah tegangan listriknya dari tegangan menengah

ke tegangan rendah.

Beberapa kekurangan dan kendala yang terjadi dalam penggunaan PLC adalah:

• Tegangan tidak stabil.

• Adanya noise akibat timbulnya ElectroMagnetic (EMI) yang dapat mengganggu sistem

komunikasi.

• Distorsi (penyimpangan) disebabkan oleh peralatan mesin bor, oven, microwave, dll.

• Atenuasi (peredaman) sinyal yang sangat tinggi, terutama jika frekuensi kerjanya diatas

puluhan MHz. Atenuasi menyebabkan menurunnya tingkat sinyal pada suatu jarak tertentu.

• Disturbansi.

c. Radio Link, yaitu sistem komunikasi wireless dengan menggunakan gelombang elektromagnetik

(GEM) untuk mengirimkan sinyal dalam jarak jauh. GEM memiliki frekuensi yang sering

disebut sebagai spektrum elektromagnetik atau dikenal dengan bandwith (lebar frekuensi)

dimana semakin lebar bandwith, semakin banyak data yang dapat dilewatkan dalam satuan

waktu.

Keunggulan radio link adalah minimnya waktu pembangunan infrastruktur dan mudah dalam

pemeliharaan karena hanya dua titik yang harus diperhatikan (sisi penerima dan pengirim).

Radio link juga dapat dapat diletakkan di area-area yang sulit dijangkau bila ingin

memanfaatkan jaringan kabel, serta menggunakan device yang relative praktis.

Kelemahan dari radio link adalah terjadinya redaman sinyal berupa free space loss (FSL) karena

proses transmisi data terjadi melewati ruang udara bebas sehingga terjadi penurunan daya

gelombang radio (dipengaruhi besar frekuensi dan jarak antara titik pengirim dan penerima).



2014

BPPT-PTKKE 11

Selain itu, adanya peraturan dari Disjen Postel (Depkominfo) untuk pemakaian frekuensi

tertentu yang tidak gratis dan peraturan-peraturan laiinya yang harus dituruti karena sifat

gelombang yang bisa saling berinterferensi pada rentang frekuensi yang sama. Kelemahan

lainnya adalah terbatasnya jarak untuk pengiriman dan lossess LOS (line of sight).

2.3 Meter Data Management System

Meter data management system atau sistem meter data manajemen merupakan suatu sistem berupa

database yang dapat berinteraksi dengan sistem pembentuk infrastruktur AMI lainnya sehingga

dapat menganalisa hasil output meter listrik yang dikirimkan meter listrik melalui fiber optic, PLC,

atau radio link sebagai sistem komunikasi dan mengolah data tersebut selama selang waktu tertentu

sehingga menghasilkan output berupa informasi yang dibutuhkan oleh pelanggan ataupun PLN

sebagai pengelola utama listrik. Beberapa sistem yang harus terintegrasi ada dalam suatu sistem

data manajemen AMI yaitu

a. Sistem informasi untuk pelanggan, seperti sistem billing dan website utilitas

b. Outage Management System (OMS)

c. Enterprise Resource Planning (ERP), untuk manajemen kualitas daya dan beban

d. Transformer Load Management (TLM)

e. Sistem pendeteksi rugi-rugi dan pencurian

f. Sistem identifikasi lokasi dan luas daerah listrik pada saat padam secara remote

Salah satu fungsi penting dari sistem data manajemen adalah untuk menjalankan validasi, editing,

dan estimasi data AMI guna memastikan bahwa data yang dikirimkan melalui sistem adalah

lengkap dan akurat walaupun ada gangguan dalam jaringan komunikasi ke tempat pelanggan.



2014

BPPT-PTKKE 12

BAB III

PERKEMBANGAN AMI DI DUNIA

3.1 Standarisasi AMI di Dunia

AMI menjadi pembahasan dunia karena perannya yang penting dalam menjaga ketersediaan listrik

yang handal dan fleksibel baik bagi penyedia listrik maupun konsumen. Beberapa pembahasan

mengenai AMI telah banyak dilakukan untuk mencapai suatu kesepakatan dan standarisasi. Salah

satu standarisasi AMI telah diterapkan di Amerika yaitu Energy Policy Act 2005 (EPACT),

merupakan salah satu kongress dunia yang telah diadakan pada 29 Juli 2005 di USA yang telah

mengeluarkan beberapa kebijakan penting tentang energi. Beberapa bagian hasil kebijakan kongress

tersebut adalah membahas tentang smart metering. Kebijakan mengenai smart metering tersebut

antara lain [3]:

a. Kebutuhan utilitas negara dan non-regulasi untuk menyelidiki dan mempertimbangkan untuk

penyediaan tariff berbasis waktu dan advanced metering untuk semua pelanggan.

b. Kebutuhan untuk penilaian Federal Energy Regulatory Commision (FERC) USA secara tahunan

tentang demand respond dan metering yang canggih yang mencakup survey nasional untuk

menentukan penetrasi dan saturasi advance metering.

c. Kebutuhan akan laporan Department of Energy (DOE) USA kepada kongress tentang potensi

demand respon besama dengan rekomendasi tentang cara menggunakan kebijakan untuk

mengatasi hambatan advanced metering dan demand respons.

d. Persyaratan bahwa semua bangunan federal harus dilengkapi dengan advanced metering.



2014

BPPT-PTKKE 13

Salah satu poin tentang smart metering listrik pada kongress tersebut adalah dibutuhkannya peran

serta perusahaan listrik publik untuk menyediakan net metering yang handal. Hal ini telah membuat

banyak negara di Amerika memulai untuk mengatur kelistrikan negaranya masing-masing dengan

menggabungkan demand respond dan metering yang canggih. Beberapa negara yang telah

berinisiasi memulai teknologi AMI adalah New York, Texas, Connecticut, dan California.

Beberapa standar smart metering sebagai komponen pada teknologi AMI yang ada di Amerika yaitu

a. Akurasi Metering. Baik smart metering maupun peralatan metering lama lainnya, harus

memiliki kecerdasan dan nilai akurasi yang sama. Semua metering yang dipakai di Amerika

harus memenuhi standar nasional ANSI C12 untuk meter akurasi dan operasi sebelum diinstal.

b. Radio Frekuensi (RF) Exposure. Beberapa sistem smart meter beroperasi menggunakan

transimisi sinyal secara wireless. Penggunaan sinyal ini memiliki perhatian terhadap efek

kesehatan peralatan listrik pelanggan dan public. Beberapa standard RF yang digunakan pada

smart metering di Amerika yaitu

Semua radio sart meter harus disertifikasi dengan peraturan FCC (Federal Communication

Commission)

Duty cycle maksimum pada operasi sistem smart meter harus kurang dari 50% untuk

menghindari traffic pesan yang menumpuk. Tipikal smart meter sistem umumnya memiliki

duty cycle 1%-5%.

ANSI C12.1, 12.10, dan 12.20 untuk akurasi dan performa

NEMA SG-AMI 1 “Requirements for Smart Meter Upgradeability”

FCC standard sesuai pada FCC Rules and Regulation Part 1&2 [47 C.F.R 1.1307(b),

1.1210, 2.1091, 2.1093]



2014

BPPT-PTKKE 14

c. Sekuritas. Keamanan suatu metering listrik pada AMI sangat dibutuhkan mengingat

digunakannya media telekomunikasi untuk dapat memonitor utilitas peralatan listrik secara

remote. Pemerintah dan industry di Amerika telah menyadari akan hal ini sehingga sistem

keamanan yang dibutuhkan harus memiliki alamat remote, autentikasi, enkripsi, dan privasi.

3.2 Perkembangan AMI di Berbagai Negara

Perkembangan pasar smart meter listrik telah menggeser beberapa pengaplikasian proyek-proyek

kelistrikan di Eropa dan Asia, sementara di Amerika smart meter listrik telah lebih dahulu di

implementasikan. Namun demikian, pemakaian smart meter di Amerika masih terus dilakukan.

Kanada, dengan perusahaan Hydro One sebagai pengembang smartmeter di selatan Ontario, telah

menginstal 1.3 juta smart meter pada tahun 2010.

Perkembangan pasar smart meter sebagai bagian dari AMI di Eropa juga mengalami peningkatan.

Italia dengan Enel sebagai perusahaan listriknya telah memasang 27 juta metering komunikasi pada

tahun 2006. Vattenfall dan EON sebagai perusahaan listrik di Swedia telah memasang 430 ribu

advanced meter. Sedangkan Belanda baru saja mengumumkan akan mengganti 7.5 juta meter listrik

menjadi advanced metering pada tahun 2012 lalu.

Di pasar Asia Pasifik, AMI akan mengalami peningkatan 10.5% pada periode 2013-2018.

Peningkatan ini didasarkan atas demand respon energi meningkat seiring dengan urbanisasi dan

populasi yang meningkat dan dinamais. Cina terus mengembangkan smart meter dalam jumlah yang

besar sebagai rencana nasional 5 tahun untuk meningkatkan kualitas infrastruktur jaringan listrik

mereka. Jepang juga terus mengembangkan smart meter, terutama proyek yang baru-baru ini

dilakukan yaitu penggunaan 80 juta smart meter yang dipimpin oleh Tokyo Electric Power



2014

BPPT-PTKKE 15

Company (TEPCO). Di India, proyek percontohan AMI juga akan dilakukan dengan menggunakan

150 juta perangkat smart meter baru.



2014

BPPT-PTKKE 16

BAB IV

ROAD MAP AMI DI INDONESIA

Teknologi dan proses pada AMI mencakup teknologi ke-3 komponen utama pada pada AMI, yaitu

smart meter, sistem komunikasi data, dan sistem managemen data. Dari beberapa negara yang telah

menerapkan smart grid, smart meter yang dipakai tidak hanya terbatas pada pengukuran energi

listrik, tetapi juga digunakan untuk pengukuran pemakaian gas dan air. Sistem manajemen data

telah terintegrasi dengan jaringan internet, sistem monitoring dan kontrol pembangkit terdistribusi,

dan tiap-tiap rumah mempunyai Home Area Network (HAN) sendiri yang mampu memonitoring

dan mengontrol penggunaan energi listrik, gas, dan air di tiap-tiap rumah.

Di Indonesia, smart meter yang digunakan masih terbatas pada pengkuran energi yang dikonsumsi

pelanggan (kWh meter). Sistem komunikasi data yang telah diterapkan antara lain Power line

Carries (PLC), Fiber Optic (FO), Radio Link, dan GSM/GPRS. Untuk management data, telah

digunakan sistem SCADA, tetapi sistem ini belum mencakup semua komponen dan utilitas pada

jaringan, karena masih banyak peralatan/RTU yang belum support dengan sistem komunikasi data

dan sistem SCADA.

4.1 Standarisasi PLN untuk kWh Meter

Terdapat beberapa jenis kWh meter yang digunakan oleh PLN. Berdasarkan pada tampilan display

pembacaan energy dibedakan menjadi kWh meter analog (mekanik, elektrik-mekanik) dan kWh

meter digital. Sedangkan berdasarkan proses pembayaran dibedakan menjadi kWh meter

pascabayar dan kWh meter prabayar. Untuk pelanggan dengan kapasitas besar (industri dan bisnis),

tegangan rendah, menengah, dan tegangan tinggi, PLN menggunakan kWh meter digital terkendali

jarak jauh atau Automatic Meter Reading (AMR).

KWh meter analog tersusun atas kumparan tegangan, kumparan arus, piringan aluminium, dan

magnet tetap yang tugasnya menetralkan piringan aluminium dari induksi medan magnet

dan gear mekanik yang mencatat jumlah perputaran piringan aluminium. Alat ini bekerja

menggunakan metode induksi medan magnet, dimana medan magnet tersebut menggerakkan



2014

BPPT-PTKKE 17

piringan yang terbuat dari aluminium. Putaran piringan tersebut akan menggerakkan counter

digit sebagai tampilan jumlah kWh Meter.

KWh meter digital bekerja berdasarkan program yang dirancang pada mikroprosesor yang terdapat

di dalam piranti kWh meter digital tersebut. Pada prinsipnya, sebuah kWh meter digital akan

mengkonversi sinyal analog tegangan dan arus yang terukur menjadi sinyal digital atau diskrit

dengan mengambil nilai-nilai sampel (menyamplingan) dari sinyal analog tegangan dan arus secara

periodik setiap periode sampling.

Pemakaian kWh meter analog di Indonesia lebih sedikit dibandingkan dengan pemakaian kWh

meter digital, karena PLN telah mendorong masyarakat untuk mengganti kWh meter yang lama

(analog) ke yang baru (digital) agar pengukuran lebih akurat sehingga pelanggan akan membayar

rekening listrik sesuai dengan pemakaiannya. Dengan sistem prabayar maka PLN tidak khawatir

terjadi penunggakan pembayaran rekening listrik. Pelanggan akan diingatkan dengan alarm ketika

daya listrik yang dibelinya akan habis, sehingga pelanggan perlu membeli lagi token listrik

prabayar. Dengan sistem ini, pelanggan akan lebih terpacu untuk mengatur seberapa besar konsumsi

enegi listriknya. Pelanggan juga tidak perlu khawatir terjadi pemutusan listrik karena keterlambatan

pembayaran rekening listrik.

Untuk pemasangan baru dan penambahan daya, PLN menggunakan kWh meter digital-prabayar.

Meskipun kWh meter digital prabayar mmepunyai banyak kelebihan tetapi masih banyak

masyarakat yang belum mau beralih ke meter prabayar, hal ini karena meter pascabayar dirasa lebih

praktis, pelanggan tidak perlu repot membeli token kemudian memasukkan kode token ke meter

prabayarnya melalui keypad pada meter prabayar.

Standarisasi suatu peralatan listrik mutlak dilakukan untuk menjaga kehandalan peralatan tersebut.

PLN sebagai penyedia meter listrik kepada pelanggannya telah menetapkan standarisasi spesifikasi

kWh meter prabayar sehingga pihak industri sebagai produsen dapat menghasilkan kWh meter

dengan fitur yang sama. Standarisasi meter prabayar tertuang dalam Standard PLN (SPLN) yang

mengatur standar meter static energi aktif fase tunggal prabayar dengan sistem Standard Transfer

Spesification (STS).

Beberapa standarisasi kWh meter pada PLN distribusi adalah sebagai berikut [4].

a. Tegangan acuan standar



2014

BPPT-PTKKE 18

Meter sambung langsung : 230V (fase-netral)

400V (fase-fase)

Meter tersambung melalui trafo tegangan : 57.7V (fase-netral)

100V (fase-fase)

b. Arus mula meter listrik pada meter tersambung melalui trafo pengukuruan adalah 0.002 In dan

pada meter sambungan langsung adalah 0.002 Id.

c. Arus standar yang digunakan pada meter sambungan langsung adalah 5A, sedangkan arus

pengenal yang digunakan pada meter tersambung melalui trafo arus adalah 1A atau 5A dengan

catatan arus standar 1A khusus digunakan untuk meter pada pengukuran tegangan tinggi.

d. Arus maksimum pada meter sambung langsung adalah 80A dan arus maksimum meter

tersambung melalui trafo arus adalah 2In.

e. Spesifikasi hardware kWh meter PLN :

Memori non-volatile kapasitas max.1024 kb untuk penyimpanan data load profile. Khusus

untuk kelas 1 sambungan langsung, kapasitas memori non-volatile minimum 256kb.

Kanal untuk load profile minimum sebanyak 16 kanal (untuk meter sambungan tidak

langsung) atau 12 kanal (khusus untuk meter sambungan langsung, minimal untuk

menyimpan data: energi (aktif, reaktif), arus perfasa, tegangan perfasa, factor daya, dan daya.

Fasilitas untuk penempatan segel pengaman pada tutup meter dan tutup terminal.

Hardware proteksi berupa switch atau jumper.

Backup utama sumber daya untuk jam internal berupa super kapasitor dengan kemampuan

minimal selama minimum 7 hari dan backup kedua berupa batere lithium yang mempunyai

umur pakai minimal selama 3 tahun sejak terpasang.

f. Konsumsi daya pada sirkuit tegangan dan arus tidak boleh lebih besar dari nilai:

KWh kelas 0.2s & 0.5s KWh kelas 1/0 KVARh kelas 2.0

Sirkuit tegangan 2W & 10VA 2W & 10VA 2W & 10VA

Sirkuit arus 1VA 4VA 5VA



2014

BPPT-PTKKE 19

4.1.1 Standar meter fase tunggal prabayar

Seiring dengan berkembangnya teknologi, kWh meter yang diterapkan oleh PLN di Indonesia juga

semakin berkembang, yaitu dengan dimanfaatkannya jaringan telekomunikasi untuk dapat mencatat

pemakaian listrik di setiap pelanggan listrik di Indonesia secara terpusat. kWh meter prabayar yang

digunakan oleh PLN memiliki standarisasi yang tertuang dalam Standard PLN (SPLN) tentang

pengaturan statik energi aktif fase tunggal prabayar dengan sistem Standar Transfer Specification

(STS). Standar ini menjadi acuan bagi pabrikan sebagai pemasok meter prabayar yang memasok

hasil produksinya untuk memenuhi kebutuhan PLN.

Meter prabayar fase tunggal yang digunakan oleh PLN mempunyai kelas akurasi 1,0. Sistem

komunikasi yang digunakan adalah Standard Transfer Specification (STS) dengan komunikasi satu

arah dan tarif flat yang diiperuntukkan bagi pelanggan tegangan rendah 230V. Pada meter prabayar,

pelanggan harus terlebih dahulu membeli „pulsa‟ listrik ke counter penjualan pulsa listrik untuk bisa

mendapatkan kode „token‟ yang nantinya dimasukkan melalui keypad pada meter prabayar.

Standard Transfer Specification (STS) adalah metode atau teknologi prabayar satu arah (one way)

dengan tarif flat, dimana informasi dikirim dari vending system ke meter energi, dan tidak

sebaliknya. Berikut istilah istilah yang bisa dipakai pada sistemmeter kWh prabayar:

a. Sistem Vending adalah suatu sistem yang digunakan oleh agen penjual pulsa listrik prabayar

dalam pengoperasian dan pengelolaan Credit Dispenser (CD) pada Point Of Sale (POS).

b. CD adalah suatu alat yang mampu menghasilkan token STS untuk pengiriman informasi

pengelolaan dan kredit pada Electricity Dispenser (ED).

c. ED adalah suatu alat yang mampu melakukan proses input terhadap pengelolaan STS dan kredit

token, menjalankan fungsi sesuai dengan informasi token, termasuk didalamnya adalah meter

energi.

d. Token adalah elemen-elemn data yang berisi instruksi dan informasi yang ditampilkan dalam

Application Protocol Unit dari lapisan aplikasi Point of Sale Token Carrier Interface, yang juga

merubah ke meter prabayar dari token carrier yang ditentukan sesuai dengan standar STS.



2014

BPPT-PTKKE 20

e. Security Module (SM) adalah suatu perangkat yang mempunyai kecepatan tertentu untuk

membuat 20 digit kode token untuk sistem prabayar.

f. National Electricity Dispenser Information System (NEDISYS), yaitu nomor yang secara

otomatis dihasilkan pada saat pembuatan meter oleh pabrikan dan harus didaftarkan pada

Vending Server.

g. Alamat blok dataset adalah suatu kumpulan data dari sejumlah pelanggan yang akan membeli

token pada satu komputer terhubung langsung dengan front end. Jumlah pelangan disesuaikan

dengan kemapuan SM memproses pembuatan transaksi token dalam satu detik.

Tipe meter untuk meter prabayar harus bersifat unik (tunggal), tidak boleh ada duplikasi. Meter

energi unutk sistem prabayar adalah meter statik fase tunggal terkoneksi langsung (direct connected

meter) dengan cara pengawatan dua kawat. Meter harus mempunyai kemampuan mendeteksi dan

mengukur energi dan daya listrik secara total sampai harmonisa ke 15 dari dua arah (forward dan

reverse). Acuan perhitungan pemakaian kWh menggunakan nilai arus terbesar dari hasil

pengukuran sensor arus pada fase netral.

Komponen utama pada meter energi, yaitu mikro-prosesor, layar tampilan (display), kapasitor untuk

catu daya, komponen untuk pengukuran, rele/kontaktor, varistor, super kapasitor, sistem konvereter

(ADC/DAC), dan kristal, harus memiliki kualitas kelas industri dan dibuktikan dengan sertifikat

keaslian produk atau data pendukung dari pabrikan komponen. Super kapasitor harus mampu

mencapai kapasitas penuhnya bila dienerjais maksimal 60 menit dan harus mampu mencatu daya

layar tampilan serta sistem meter selama minimum 48 jam menyala terus.

Fitur minimal dari meter prabayar antara lain :

a. Parameter yang diukur adalah energi aktif total, arus, tegangan dan daya sesaat.

b. Jumlah angka tampilan: 8 angka, 6 angka satuan 2 angka desimal

c. Pengaturan batas daya: batas daya dapat diukur dengan token khusus (engineering token) dari

sistem vending.

d. Respon terhadap :

Beban lebih jika terjadi beban lebih maka direspon dengan bunyi buzzer dan tampilan

pada teks , serta pengaturan buka tutup rele.



2014

BPPT-PTKKE 21

Batas kredit pada saat nilai kredit mencapai batas-rendah, LED indikasi warna hijau

berubah menjadi merah-berkedip dan buzzer berbunyi. Bunyi dapat dihentikan dengan

menekan sembarang tombol pada papan bunyi. Jika dalam xxx menit kemudian, tidak ada

kredit token yang dimasukkan, buzzer berbunyi lagi. Semakin rendah nilai kredit token,

semakin cepat durasi bunyi. Batas-rendah harus dapat diatur secara mudah melalui papan

tombol yang berinteraksi dengan kode singkat pada layar tampilan. Waktu tunda dapat diatur

pada tombol tombol. Bila kredit mencapai nol, rele harus membuka secara otomatis dan

hanya dapat menutup kembali setelah dimasukkan kredit token baru.

Penyalahgunaan rele harus mampu merepon terhadap upaya peyalahgunaan meter, seperti

pembukaan tutup terminal dalam keadaan bertegangan, pengawatan terbalik, sirkit arus

dihubung-singkat, dan sebagainya. Bila terjadi penyalahgunaan pada layar tampilan akan

ditampilkan pesan, bila indikator dan muncul, meter tidak dapat menerima segala

jenis token sebelum diperbaiki.

Kegagalan proses internal meter harus dapat mendeteksi kegagalan proses internalnya

dan mapu memberikan perintah membuka rele untuk memutus pasokan daya. Pada kondisi

ini meter tidak dapat digunakan lagi, semua LED padam, buzzer berbunyi kontinyu tiap

detik dan meter harus diganti.

Meter prabayar juga harus lulus berbagai uji yang dipersyaratkan oleh PLN, anatara lain uji fitur,

port komunikasi dan data, uji kemmapuan koneksi, uji akurasi pada variasi arus, uji persyaratan

elektrikal, dan lain-lain.

4.1.2 Standar sistem pembacaaan meter energi terkendali jarak jauh PLN (AMR)

Standar ini berlaku untuk membaca dan mengatur (melakukan setting, kontrol dan memberikan

informasi misalnya melalui short message) meter energi tegangan rendah, tegangan menengah,

tegangan tinggi maupun tegangan ekstra tinggi, baik yang terpasang di lokasi pelanggan maupun di

lokasi sistem kelistrikan PLN. Pembacaan dan pengaturan dilakukan secara jarak jauh dengan

metode pembacaan data secara sendiri-sendiri ataupun kolektif, sehingga data dapat diolah dan

digunakan untuk keperluan transaksi pembayaran, pelayanan, pengoperasian, pengendalian dan

perencanaan, yang berikutnya disebut sebagai Sistem Pembacaan Meter Energi Terkendali Jarak



2014

BPPT-PTKKE 22

Jauh (Automatic Meter Reading, AMR). Gambar 2 menunjukkan topologi pengiriman data pada

AMR PLN.

Gambar 2 Topologi AMR pada sistem kelistrikan PLN

Kombinasi konfigurasi tidak bergantung jenis media komunikasi tertentu. Jika menggunakan radio

sistim harus mempunyai kekuatan pancar minimal sejauh 500 meter untuk dapat mencakup area

pelayanan pelanggan terjauh sebuah trafo distribusi.

Untuk meter energi fase tunggal, fasilitas pengambilan dan penyimpanan data per frame adalah tiap

30 menit untuk besaran energi, tegangan, arus, faktor daya dan indikator fase pemasangan. Untuk

meter energi fase tiga, fasilitas pengambilan dan penyimpanan data per frame adalah tiap 15 menit

untuk besaran kWh, kVARh, kVA, kVA max, kW, tegangan, arus, faktor daya, sedang untuk data

instan (penggambaran phasor arus dan tegangan) minimal 1 kali tiap hari secara otomatis, dengan

waktu pengambilan langsung, random. Jenis data yang diambil dari meter berupa energi total yaitu

energi pokok/ dasar berikut harmonisanya untuk digunakan sebagai pengukuran transaksi energi.



2014

BPPT-PTKKE 23

Gambar 3 Alur pengiriman data AMR ke database server [4]

Pada gambar 3 menunjukkan alur pengiriman data pembacaan smart meter ke database server, Data

hasil pengukuran kWh meter pada konsumen diambil oleh AMR software yang ada pada operator

AMR melalui media komunikasi GSM. Data tersebut diolah dan disimpan dalam Data Base Server

yang terdapat di APL Non Master dan koantor distribusi melalui jaringan LAN dan juga dikirim ke

sistem backup sebagai cadangan data. Dalam periode tertentu, data hasil pengukuran diolah ke

dalam bentuk billing melalui proses exporting data ke sistime billing. Pada sistem ini, akan

diketahui besar tagihan listrik tiap konsumen. Selain di-export ke sistem billing, data pengukuran

energi (arus, tegangan, pf, dll) dikirimkan ke Digital Mark Reader (DRM) untuk dianalisa dan

didapatkan informasi tentang energi, kualitas daya, profile beban, tempering data, event, dan alarm.

4.2 Prospek Perkembangan KWh Meter di Indonesia

Perjalanan Indonesia untuk menerangi masyarakat dari Sabang sampai Merauke masih jauh dari

target. PLN dalam seminarnya di Persatuan Insinyur Indonesia khusus kelistrikan yang telah

diadakan pada tanggal 29 Agustus 2014 lalu menyatakan target rasio elektrifikasi untuk melistriki

100% Indonesia selesai pada tahun 2019. Pembangunan infrastruktur kelistrikan PLN menyatakan



2014

BPPT-PTKKE 24

bahwa sampai dengan tahun 2019 akan dibangun jumlah pembangkit sebesar 14600 MW oleh PLN

serta 19400 MW oleh swasta dengan jumlah pelanggan 17.8 juta jiwa. Dengan peningkatan jumlah

pembangkit dan pelanggan, otomatis kWh meter akan sangat banyak dibutuhkan. Oleh karena itu,

perkembangan kWh meter di Indonesia dirasa akan sangat signifikan perannya.

Gambar 4 Rasio Elektrifikasi PLN September 2014[5]

KWh meter yang dipakai di Indonesia masih merupakan produksi luar negeri. Hal ini sangat

disayangkan jika industri lokal tidak ikut serta menjadi produsen kWh meter. Dibutuhkan sosialisasi

serta transfer teknologi yang baik untuk industri lokal agar dapat menghasilkan kWh meter lokal

karena prospek perkembangan teknologi KWh meter di Indonesia akan terus meningkat.

Dibutuhkan kerjasama yang baik antara pemerintah maupun industri lokal dan swasta agar tercapai

reverse engineering yang optimal sehingga pada akhirnya akan meningkatkan ilmu pengetahuan

dan ekonomi.



2014

BPPT-PTKKE 25

4.2.1 Listrik pintar sebagai peran PLN dalam perkembangan AMI

Seiring dengan berkembangnya teknologi, kWh meter yang diterapkan oleh PLN di Indonesia juga

semakin berkembang, yaitu dengan dimanfaatkannya jaringan telekomunikasi untuk dapat mencatat

pemakaian listrik di setiap pelanggan listrik di Indonesia secara terpusat. KWh meter prabayar yang

digunakan oleh PLN memiliki standarisasi yang tertuang dalam Standard PLN (SPLN) tentang

pengaturan static energi aktif fase tunggal prabayar dengan sistem Standar Transfer Specification

(STS). Standar ini menjadi acuan bagi pabrikan sebagai pemasok meter prabayar yang memasok

hasil produksinya untuk memenuhi kebutuhan PLN.

Listrik Pintar merupakan salah satu inovasi PLN dalam usaha pelayanan terhadap pelanggannya

yang menggunakan teknologi mengarah kepada AMI. Istilah listrik pintar mengacu pada

penggunaan meter prabayar. Pada sistem listrik pintar, pelanggan mengeluarkan uang/biaya lebih

dulu untuk membeli energi listrik yang akan dikonsumsinya. Besar energi listrik yang telah dibeli

oleh pelanggan dimasukkan ke dalam Meter Prabayar (MPB) yang terpasang dilokasi Pelanggan

melalui sistem „token‟ (pulsa) atau stroom.

Sebelum ada meter prabayar, pelanggan menggunakan meter pascabayar, yaitu pelanggan

menggunakan energi listrik dulu dan membayar belakangan, pada bulan berikutnya. Setiap bulan

PLN harus mencatat meter, menghitung dan menerbitkan rekening yang harus dibayar Pelanggan,

melakukan penagihan kepada Pelanggan yang terlambat atau tidak membayar, dan memutus aliran

listrik jika konsumen terlambat atau tidak membayar rekaning listrik setelah waktu tertentu.

Meter Prabayar (MPB) menyediakan informasi jumlah energi listrik (kWh) yang masih bisa

dikonsumsi. Persediaan kWh tersebut bisa ditambah berapa saja dan kapan saja sesuai kebutuhan

dan keinginan Pelanggan. Informasi yang dapat dilihat oleh pelanggan pada metr prabayar adalah

a. Informasi jumlah energi listrik (kWH) yang dimasukkan

b. Jumlah energi listrik yang sudah terpakai

c. Jumlah energi listrik yang sedang terpakai saat ini (real time)

d. Jumlah energi listrik yang masih tersedia

Dengan demikian, pelanggan bisa lebih mudah mengoptimalkan konsumsi listrik dengan mengatur

sendiri jadwal dan jumlah pembelian listrik. Dengan menggunakan Listrik Pintar, pelanggan tidak

perlu berurusan dengan pencatatan meter yang biasanya dilakukan setiap bulan, dan tidak perlu



2014

BPPT-PTKKE 26

terikat dengan jadual pembayaran listrik bulanan. Dengan menggunakan listrk prabayar pelanggan

lebih leluasa dalam mengendalikan pemakaian listrik, sesuai dengan kebutuhan dan keinginannya.

Penghitungan kWh meter LPB sama saja dengan kWh meter analog karena telah melalui tahap

standarisasi Tera (tidak lebih mahal) dan harga Rp/kWh Listrik Prabayar sudah diatur dalam TDL

2010 yang dikeluarkan oleh menteri ESDM No. : 07 Tahun 2010. Yang akan menentukan hemat

atau boros adalah 100 % perilaku pengunaan peralatan listrik oleh pelanggan.

Keuntungan Listrik Pintar (Prabayar)

a. Pemakaian listrik lebih terkendali

b. Tanpa ada sanksi pemutusan

c. Tanpa dikenakan denda keterlambatan

d. Tanpa Uang Jaminan Pelanggan

e. Tanpa ada pencatatan meter

f. Privasi tidak terganggu

g. Tidak dikenakan biaya beban bulanan

h. Kemudahan pembelian Token / STROOM

i. Pembelian disesuaikan kemampuan.

j. Tidak ada batas masa aktif (aktif selama kWH masih tersisa).

Sumber PT.PLN Persero

Jumlah pelanggan yang telah memakai meter prabayar di area Jakarta – Tangerang saat ini sudah

mencapai 1,414,430 pelanggan dan masih akan terus meningkat. Untuk AMR tegangan menengah

dan tegangan rendah saat ini masing-masing berjumlah 5,798 dan 20,362 pelanggan.

Pada Juli 2014, PLN bersama dengan PT. XL Axiata Tbk sebagai salah satu ISP di Indonesia telah

meluncurkan Layanan Meter Listrik Pintar Dua Arah sebagai perkembangan bisnis Machine to

Machine (M2M) guna meningkatkan pengalaman pelanggan PLN serta memberi tambahan

kemudahan bagi pelanggan dalam melakukan pengisian ulang token listrik. Layanan ini memiliki

fitur-fitur yang lebih lengkap dari program listrik pintar sebelumya, yaitu adanya fitur notifikasi low

credit untuk informasi sisa kuota minimal, fitur pengisian token otomatis tanpa melakukan key in



2014

BPPT-PTKKE 27

kode token di meter listrik, dan fitur notifikasi kondisi meteran listrik jika terjadi pencurian

(tamper). Saat jumlah kredit listrik pelanggan mencapai nilai minimal, kartu perdana XL yang

tertanam di modem pelanggan akan mengirimkan notifikasi low credit secara otomatis ke nomer

ponsel pelanggan. Sementara untuk mendapatkan token listrik, pelanggan dapat membelinya di

ATM atau modern channel yang menyediakan token listrik prabayar PLN. Layanan listrik pintar

dua arah ini baru dapat dinikmati oleh pelanggan khusus pengguna listrik prabayar dengan daya

2200 VA ke atas seperti penyedia mesin ATM, billboard, menara BTS, vending machine, dan

penerangan jalan umum. (http://indotelko.com/kanal_indepth?it=XL-Hadirkan-Layanan-Meter-

Listrik-Pintar-Dua-Arah).

Kedepannya diharapkan meter prabayar ini akan dikembangkan secara web based meliputi seluruh

pelanggan, sehingga pelanggan bisa membeli token parbayar secara online lewat internet dan

pelanggan tidak perlu memasukkan kode ke meter prabayar dengan menekan tombol keypad pada

meter prabayar, pelanggan juga bisa mengecek sisa dari token yang telah dibelinya tanpa harus

melihat ke display yang ada di meter prabayar.

Selain keuntungan dan kemudahan dari pemakaian meter prabayar, diharapkan agar PLN lebih

memperhatikan kualitas dari perangkat meter prabayar yang ada. Masih sering terdapat keluhan dari

para pelanggan meter prabayar mengenai perangkat meter prabayar, antara lain : beberapa tombol

keypad tidak berfungsi, meter berhenti mencatat,dan tampilan display meter tidak terlihat dengan

baik, dan lain sebagainya.

4.2.2 Penerapan AMR oleh PLN

Penerapan AMR yang memudahkan pelanggan dalam menggunakan dan membayar listriknya

membuat pengguna AMR semakin bertambah. Spesifikasi AMR yang digunakan juga semakin

maju karena sudah mengguakan AMR 16 kanal sehingga data yang dapat diambil dari pengukuran

semakin banyak dan akurat. Prinsip dasar penggunaan AMR oleh PLN kepada konsumen adalah

tidak diperbolehkannya perubahan kWh meter oleh konsumen sehingga pada pemakaiannya tidak

ada partisipasi sama sekali dari konsumen. Konsumen hanya terlibat pada saat pertama kali

pemasangan. Dengan aturan yang seperti ini PLN memang mengharapkan tidak ada utak-atik dari

konsumen sehingga proses record pemakaian listrik berjalan dengan baik. Tanggapan masyarakat

http://indotelko.com/kanal_indepth?it=XL-Hadirkan-Layanan-Meter-Listrik-Pintar-Dua-Arah

http://indotelko.com/kanal_indepth?it=XL-Hadirkan-Layanan-Meter-Listrik-Pintar-Dua-Arah



2014

BPPT-PTKKE 28

kebanyakan juga mendukung peraturan PLN karena pelanggan tidak merasa direpotkan. Jika ada

masalah dengan kWh meter mereka, PLN bisa merecord dengan sistem monitoring PLN dan

langsung mendatangi konsumen, atau konsumen juga bisa ikut melaporkan dengan menelepon PLN

jika ada abnormalitas pada kWh meter mereka. Dan jika pelanggan membutuhkan data record

pemakaian listrik di tempat konsumen, mereka bisa meminta juga pada PLN.

Dalam penggunaannya, hampir tidak ada kendala pada perangkat AMR. Kendala yang beberapa

kali terjadi adalah di sistem komunikasi yang sering terjadi pada masa tertentu, seperti lebaran,

natal, dan tahun baru dimana load jaringan komunikasi pada saat itu sangat padat. Penempatan

gardu terutama di gedung-gedung perkantoran masih di basement sehingga mengakibatkan masalah

sinyal. Pemutusan internet dan jaringan komunikasi pada saat-saat tertentu, misalnya saat jam

pelajaran di sekolah, juga kerap mempengaruhi pengiriman data AMR ke database server.

4.3 Permasalahan KWH Meter

KWh meter yang dipakai di Indonesia tidak pernah luput dari beberapa masalah seperti peralatan

listrik lainnya. Berdasarkan hasil kusisiner AMI yang telah dilakukan PTKKE di PLN Disjaya

Gambir, beberapa permasalahan kWh meter yang sering terjadi yaitu kasus “stop measurement”

terutama pada kWh meter yang umurnya lebih dari 10 tahun. Namun “stop” disini kWh meter tetap

melakukan pengukuran, namun hanya recordingnya saja yang berhenti. Karena tidak ada backup

pemakaian di konsumen, penanganan yang dilakukan adalah mengganti KWh meter tersebut. Selain

itu, KWh meter prabayar yang hampir digunakan masyarakat pelanggan listrik lebih banyak

bermasalah pada hardwarenya. Beberapa masalah yang sering ditemukan pada meter prabayar

adalah beberapa tombol di metering yang sering error (tombol no.5, 7, 8, 1, 3) dan display yang

terkadang hang (tampilan hilang). Jika ini terjadi, pelanggan dapat menelepon pln di call center

listrik pintar sehingga PLN dapat dengan cepat membantu memperbaiki atau mengganti meter

listrik pelanggan.

4.4 Scada PLN

Scada (Supervisory Control and Data Acquisition) adalah sistem aplikasi kendali berbasis komputer

untuk mendapatkan data-data suatu sistem di lapangan dengan tujuan untuk pengontrolan suatu



2014

BPPT-PTKKE 29

proses secara realtime. Scada memiliki beberapa fungsi, yaitu akuisisi data, komunikasi jaringan,

penyajian data, dan control sebuah proses. Sebagai akuisisi dan kontrol data, sistem SCADA terdiri

atas sebuah Master Station/ RCC (Region Control Center), jaringan telekomunikasi data antara

RTU dan Master Station, serta sejumlah RTU.

Komponen utama pada Scada yaitu:

a. Master Station/ RCC (Regional Control Center), terdiri atas kumpulan perangkat keras dan

lunak yang berada di pusat control. Fungsi Master Station adalah:

Mengatur alokasi energi antara pusat-pusat pembangkit.

Melakukan operasi pengaturan jaringan pada tegangan tinggi 500kV baik pengaturan daya

maupun tegangan.

Menjaga sekuriti sistem tenaga listrik secara keseluruhan.

Mempertahankan kualitas frekuensi.

Memantau dan mengatur transfer daya antar region.

Untuk menjalankan fungsi-fungsi tersebut, sebuah master station secara garis besar terdiri atas

Server

Workstation

Historical data

Projection mimic

Peripheral pendukung seperti printer dan logger

Recorder

Global positioning system untuk referensi waktu

Dispatcher training simulator

Aplikasi SCADA dan Energy Management System

UPS untuk menjaga ketersediaan daya listrik

Master Station Telecommunication

system

RTU

RTU



2014

BPPT-PTKKE 30

Automatic Transfer Switch (ATS) dan Static Transfer Switch (STS) untuk mengendalikan

aliran daya listrik menuju master station

Master Station PLN tersebar pada:

P3B Gandul

APB Cawang Jakarta

APB Bandung

APB Jawa Tengah & DIY

APB Jawa Timur

APB Bali

b. Sistem komunikasi, yaitu sistem sebuah media yang menghubungkan master station SCADA

dengan RTU-RTU di berbagai area.

Beberapa jenis jaringan komunikasi yang digunakan pada SCADA PLN yaitu:

Fiber Optic

Penerapan fiber optic pada PLN baru terbatas pada area Jawa-Bali. Fiber optic yang

digunakan oleh PLN berasal dari ICON+ dengan link E1 64 Kbps, memakai perangkat

MUX 2M yang penggunaannya untuk komunikasi SCADA RTU, teleproteksi, dan

komunikasi suara.

Power Line Carrier (PLC)

Radio Link

GSM / GPRS

c. Remote Terminal Unit (RTU), yaitu salah satu komponen peralatan SCADA yang didesain

untuk memonitor aktivitas substation pada suatu sistem tenaga listrik. Informasi dasar tentang

sistem tenaga listrik diperoleh dari pemantauan status peralatan dan pengukuran besaran listrik

pada Gardu Induk. Informasi tersebut kemudian diproses oleh RTU untuk kemudian dikirim ke

control center. Sebaliknya, control center pun dapat mengirim perintah ke RTU. Proses ini

disebut teleinformasi (telesignal, telecontrol, dan teletmetering). RTU dapat dihubungkan



2014

BPPT-PTKKE 31

dengan satu atau dua master station. Selain dengan master station,RTU juga dapat dihubungkan

dengan RTU lainnya melalui jalur komunikasi.

Konfigurasi RTU dapat dilihat pada gambar dibawah ini.

Gambar 5 Konfigurasi RTU

Fungsi RTU yaitu:

Komunikasi dengan master station

RTU mengetahui setiap kondisi peralatan tegangan tinggi melalui pengumpulan besaran-

besaran listrik, status peralatan, dan sinyal alarm yang kemudian diteruskan ke RCC melalui

jaringan telekomunikasi data. Untuk RTU generasi baru komunkasi dapat dilakukan dengan

lebih dari satu master station dengan menggunakan database yang dipartisi dan protocol

komunikasi yang berbeda-beda.

Mengolah input/ output.

Peralatan yang ada di gardu induk dihubungkan dengan RTU melalui modul input/ output

digital dan analog. RTU dapat menerima dan melaksanakan perintah untuk merubah status

peralatan tegangan tinggi melalui sinyal-sinyal perintah yang dikirim dari Master station

atau RCC (Regional Control Center)

Komunikasi dengan IEDs (Intelligent Electronic Devices)



2014

BPPT-PTKKE 32

RTU dapat mengakuisisi data dari IEDs seperti smart meters dan relay pengaman

Local data logging

RTU dapat juga digunakan sebagai even logger. Sebagai even logger maka data event pada

jaringan akan disimpan baik pada memeory RTU maupun di memori SCADA sistem.

Dengan menghubungkan satu atau dua printer dan terminal alphanumeric, maka jika terjadi

perubahan status dapat dicetak secara local. Pada sistem SCADA setiap ada event maka

akan ditampilkan notifikasi pada display SCADA. Dan jika event yang ada adalah alarm

maka selain notifikasi pada display SCADA harus ditamabahi dengan lampu tanda adanya

alarm ataupun HORN agar operator atau dispatcher bisa mengetahui jika ada sinyal alarm

dengan segera.

Manajemen database

Penggunaan RTU dapat melakukan konfigurasi sesuai dengan kebutuhan. Konfigurasi

tersebut dilakukan dengan menggunakan sistem database. Database tersebut kemudian

diloading ke RTU dan disimpan pada RAM.

Jenis-jenis RTU pada sistem SCADA yaitu:

1. RTU Simple, yaitu RTU yang hanya mengumpulkan data dari Gardu Induk kemudian data

tersebut dikirim ke Master Station

2. RTU Concentrator, berfungsi mengumpulkan data dari RTU satelit (simple) dibawahnya dan

mengumpulkan data langsung dari Gardu Induk lewat module I/O yang dimilikinya untuk

dikirimkan ke Master Station

3. Data Concentrator, yaitu RTU yang berfungsi mengumpulkan data dari RTU satelit

dibawahnya tetapi RTU tersebut tidak memiliki I/O yang tersambung ke peralatan Gardu

Induk

4. RTU Automation, memiliki fungsi automasi seperti PLC dimana RTU ini tersambung ke

peralatan IED yang memimliki program automamis jika terpenuhi kondisi tertentu maka

RTU tersebut akan melakukan perintah control secara automatis misalnya untuk fungsi load

shading ataupun interlock.

Secara garis besar, RTU pada PLN P3B Jawa Bali terbagi menjadi 2 jenis, yaitu

1. RTU lama:



2014

BPPT-PTKKE 33

Dari control panel ke AI/ AO/ DI/ DO menggunakan hardwiring

Pengukuran masih menggunakan tranducer

60% RTU PLN masih memakai RTU lama

2. RTU baru:

Tranducer berupa power meter

Protocol pada tranducer adalah MODBUS dan DNP3

Untuk Gardu Induk, otomasi sistem RTU nya menggunakan Substation Automation System

(SAS) dengan protocol IEC-61850. Dengan protocol tersebut, SAS terbagi menjadi 3 level,

yaitu:

1. Station Level, terdiri atas gateway, server, HMI, IED data, dan terdapat operator GI.

2. Bay Level, terdiri dari IED, BCU, dan IED proteksi. Bay level berfungsi untuk control dan

metering, sudah terhubung ke CT dan PT sehingga tidak memerlukan tranducer.

3. Process Level, terdiri dari CB dan DS. Koneksi pada process level berupa hardwiring.

Untuk menjalankan sistem SCADA, diperlukan suatu protokol standar agar terjalin komunikasi

antara perangkat-perangkat. Beberapa protokol yang tersedia dan juga dipakai oleh Scada PLN P3B

Jawa Bali yaitu:

a. IEC 60870-5-101

Standar untuk monitoring sistem, kontrol, dan komunikasi terkait dengan telekontrol,

teleproteksi, dan sistem tenaga listrik

Berbasis serial komunikasi

Cocok dengan standar IEC 60870-5-1 to IEC 60870-5-5 dan menggunakan interface serial

telecontrol channel asinkronus standar antara DTE dan DCE.

Mendukung mode data transfer unbalanced (hanya master yang memulai pesan) dan

balance (bisa menjadi master atau slave sebagai pemulai)

Alamat link dan ASDU (Application Service Data Unit) disediakan untuk mengklasifikasi

stasiun akhir dan segmen-segmen yang berbeda.

Data diklasifikasi menjadi objek informasi yang berbeda dan setiap objek informasi

disediakan alamat-alamat khusus.



2014

BPPT-PTKKE 34

Dapat mengklasifikasikan data menjadi prioritas tinggi (kelas-1) dan prioritas rendah (kelas-

2) dan pengiriman data menggunakan mekanisme yang terpisah.

Memungkinkan pengklasifikasian data menjadi grup yang berbeda-beda (1-16) untuk

mendatapatkan rekaman data sesuai group dengan memberikan perintah spesifik dari master

dan memperoleh data semua group dengan menggunakan perintah general.

Tersedia perputaran dan update data

Tersedia fasilitas untuk sinkronisasi waktu

Tersedia skema transfer file untuk kejadian-kejadian tertentu

b. IEC 60870-5-104

Pengembangan dari protocol IEC 101 dengan perubahan pada transpor, network, link, dan

physical layer untuk menyempurnakan akses network.

Berbasis paket data (TCP, IP) untuk konektivitas dengan LAN dan router dengan feature

yang disediakan sehingga dapat terhubung dengan WAN.

Ada dua link terpisah untuk data transfermelalui ethernetdan line serial (point-to-point

protocol). IEC 104 terdiri atas banyak tipe mekanisme yang efektif untuk menangani

sinkronisasi data network.

c. IEC-61850

Digunakan sebagai protocol standar pada KWh meter PLN P3B Jawa Bali

Protocol standar untuk desain Substation Automation System (SAS) PLN P3B Jawa Bali

Menggunakan jaringan TCP/IP atau LAN dengan kecepatan Ethernet switch yang tinggu

untuk mencapai waktu respon kurang dari 4 ms sebagai relay proteksi

Beberapa fitur pada protocol 61850:

- Model data: memproses objek sebgai protkesi dan fungsi control di substation dengan

standarlogika yang berbeda dan bisa dikelompokkan dalam beberapa perangkat dengan

perbedaan logika.

- Skema reporting: ada beberapa skema reporting (contoh BRCB dan URCB) untuk

melaporkan data dari server

- Transfer yang cepat



2014

BPPT-PTKKE 35

- Pembuatan grup : Setting group control block (SGCB) digunakan untuk membuat group

sehingga user dapat mengganti ke group aktif lain sesuai dengan keinginan

- Transfer data sampel

- Command (perintah)

- Penyimpanan data

d. HNZ, yaitu protokol peninggalan Prancis

e. Protokol induktif, digunakan di PLN distribusi di Jawa Tengah

f. MODBUS

Pada sistem SCADA PLN digunakan protokol komunikasi MODBUS. Protokol komunikasi ini

dipublikasikan oleh Modicon pada tahun 1979 untuk diaplikasikan ke dalam programmable logic

controllers (PLCs). Modbus merupakan salah satu protokol komunikasi serial yang memungkinkan

beberapa sistem berbeda saling berkomunikasi satu sama lain. Modbus sudah menjadi standar

protokol yang umum digunakan untuk menghubungkan peralatan elektronik industri. Beberapa

alasan mengapa protokol ini banyak digunakan antara lain:

a. Modbus dipublikasikan secara terbuka dan bebas royalti

b. Mudah digunakan dan dipelihara

c. Memindahkan data bit atau word tanpa terlalu banyak membatasi vendor

Beberapa variasi Modbus, antara lain:

a. Modbus RTU - Merupakan varian Modbus yang ringkas dan digunakan pada komunikasi serial.

Format RTU dilengkapi dengan mekanisme cyclic redundancy error (CRC) untuk memastikan

keandalan data. Modbus RTU merupakan implementasi protokol Modbus yang paling umum

digunakan. Setiap frame data dipisahkan dengan periode idle (silent).

b. Modbus ASCII - Digunakan pada komunikasi serial dengan memanfaatkan karakter ASCII.

Format ASCII menggunakan mekanisme longitudinal redundancy check (LRC). Setiap frame

data Modbus ASCII diawali dengan titik dua (":") dan baris baru yang mengikuti (CR/LF).

c. Modbus TCP/IP atau Modbus TCP - Merupakan varian Modbus yang digunakan pada jaringan

TCP/IP. Modbus dibungkus (encapsulated) untuk bisa Menggunakan Protokol Modbus

ditransmisikan melalui Ethernet

http://id.wikipedia.org/wiki/Kontrol_logika_terprogram

http://id.wikipedia.org/wiki/Kontrol_logika_terprogram

http://id.wikipedia.org/wiki/CRC



2014

BPPT-PTKKE 36

Variasi Modbus dapat diaplikasikan pada port serial dan ethernet dan jaringan lainnya yang support

dengan internet protocol suite. Sebagian besar peralatan Modbus menggunakan port serial RS-485.

Konsep dasar komunikasi Modbus terdiri master dan slave. Peralatan yang bertindak sebagai slave

akan terus idle kecuali mendapat perintah dari master. Setiap Peralatan yang dihubungkan (slave)

harus memiliki alamat unik. Sebuah perintah Modbus dilengkapi dengan alamat tujuan perintah

tersebut. Hanya alamat tujuan yang akan memproses perintah (read / write), meskipun peralatan

yang lain mungkin menerima perintah tersebut. Setiap perintah modbus memiliki informasi

pemeriksaan kesalahan untuk memastikan data diterima tanpa kerusakan. Perintah dasar Modbus

RTU dapat memerintahkan peralatan untuk mengubah nilai registernya, mengendalikan dan

membaca port I/O, serta memerintahkan peralatan untuk mengirimkan kembali nilai yang ada pada

registernya.

4.5 Penerapan AMI di Smart Micro Grid Sumba

Pembangunan teknologi smart micro grid di Sumba oleh BPPT-PTKKE merupakan salah satu

contoh penerapan sederhana AMI di Indonesia. Smart Grid Sumba mengintegrasikan beberapa EBT

seperti PLTS di Bilacenge dan PLTMH di Lokomboro, pembangkit listrik konvensional (PLTD) di

Waitabula dan Waitabubak, sistem penyimpan energi dengan VRB, pengendali, dan konsumen

sebagai beban. Keseluruhan sistem saling terkoneksi dan dikontrol dengan SCADA dan

menggunakan media satellite VSAT sebagai media telekomunikasi. Gambar 4 di bawah ini

menggambarkan skematik sistem smart micro grid di Sumba.



2014

BPPT-PTKKE 37

Gambar 6 Skematik sistem “smart micro grid” Sumba

Sistem kontrol dan komunikasi pada smart grid Sumba menggunakan SCADA. Beberapa fungsi

SCADA yang diutamakan dalam smart grid Sumba adalah:

a. Telecontrol, berfungsi melakukan perintah automatically remote control (open/close) atau status

(on/off) terhadap peralatan yang berada pada masing-masing sub-station.

b. Telesignaling, berfungsi mengumpulkan data status dan alarm (open, close, power supply fault,

indikasi relay atau parameter lainnya) yang dianggap perlu yang dapat membantu dispatcher

(pusat pengendali) dalam memonitor peralatan yang berada pada masing-masing sub-station.

c. Telemetering, berfungsi mengukur beban yang terpasang pada alat ukur tenaga listrik (arus,

tegangan, daya aktif, frekuensi) dan semua peralatan yang berada pada masing-masing sub-

station.

Dengan adanya peralatan SCADA di smart grid Sumba penyampaian dan pemprosesan data dari

sistem tenaga listrik akan lebih cepat diketahui oleh dispatcher (pusat kontrol). Konfigurasi sistem

SCADA di Sumba ditunjukkan pada gambar 5.



2014

BPPT-PTKKE 38

Master Controller Station PV Substation

Storage

Substation

Load

Substation

Gambar 7 Konfigurasi sistem SCADA SMGS (Sumber: PTKKE-SMGS, 2013)

Konfigurasi sistem komunikasi di smart grid Sumba menggunakan konfigurasi point-to-multipoint

menggunakan layanan VSAT. Masing-masing sub-station menggunakan alamat TCP/IP yang

berbeda, dengan gateway berada di Master Scada.

Sistem kendali smart micro grid Sumba disusun dengan menggunakan algoritma kontrol dan

menggunakan pembagian empat rentang waktu. Tampilan layar SCADA sebagai HMI (human

machine interface) ditunjukkan pada gambar 8 berikut.



2014

BPPT-PTKKE 39

Opening

Page

Energy

Management

System (EMS)

Data

Histor

y

Event Log Out

Trend Log On Alarm Overvie

w

Plant PLTS

Baterai

Plant PLTD

Plant

PLTMH

Plant PLTD

Load (LBS)

Daya Total Baterai Daya Total PLTD

Waitabula (Sesaat)

Daya Total

PLTMH

Lokomboro

(Sesaat)

Daya Total PLTD

Waikabubak

(Sesaat)

Daya Total PLTS

(Sesaat)

Frekuensi Sistem SMGS (Real-

time) Daya Total Sistem (Selama

Aktif)



2014

BPPT-PTKKE 40

Gambar 8 Tampilan overview SCADA SMGS (Sumber: PTKKE-SMGS, 2013)

Terlihat pada gambar di atas, informasi sistem pembangkit EBT yang saling terintegrasi di Sumba

dapat dimontioring keseluruhan secara remote, serta dapat dikontrol koneksinya. Beberapa

informasi data sistem yang dapat dilihat antara lain:

a. Link sistem PV masing-masing inverter,

b. Trend sistem berupa grafik secara real-time,

c. Trend iradiasi,

d. Kontrol inverter,

e. Indikator irradiance dan irradiation,

f. Indikator daya dan trend PV tiap inverter,

g. Indikator daya total dan energi total (sesaat),

Sub-sistem Plant

PLTS (Bilacenge)

Sub-sistem Plant

PLTMH (Lokomboro)

Sub-sistem

Baterai

(Bilacenge)

Sub-sistem Plant

PLTD (Waitabula)

Sub-sistem Plant

PLTD (Waikabubak)

Load Braker Switch

(LBS)

Kec. Kodi



2014

BPPT-PTKKE 41

h. Circuit breaker masing-masing inverter PV.

Pengembangan sistem smart grid Sumba bisa dijadikan salah satu contoh yang baik dalam

pengembangan EBT dan sistem metering yang advanced.

4.6 Road Map AMI di Indonesia

Perkembangan smart metering dalam AMI di beberapa Negara di dunia memberikan tantangan

tersendiri bagi sistem kelistrikan Indonesia agar bisa memberikan sistem pengoperasian dan

pelayanan yang lebih baik dan modern. BPPT PTKKE dengan program besar Smart Grid telah

mengkaji serta melakukan beberapa diskusi terkait pengembangan smart metering dalam wadah

AMI. Dengan pengalaman dan penerapan kWh meter baik AMR, digital meter, dan AMI di

beberapa power plant, maka road map AMI yang diusulkan terlihat pada bagan di bawah ini.

Gambar 9 Rancangan road map AMI di Puspiptek Serpong

Tahun ke-1 Tahun ke-2 Tahun ke-3 Tahun ke-4

Desain & pemasangan smart meter di kawasan Puspiptek

Pembuatan ruang server, kontrol, dan monitoring untuk DC dan DRC

Analisa smartmeter dan perangkat jaringan telekomunikasi sebagai proses reverse engineering

Pengetesan sistem

smart meter di

kawasan

Puspiptek dari sisi

kontrol dan

monitoring

Desain prototype

sistem smartmeter

sesuai dengan

analisa

Pengetesan

prototype smart

meter

Penyiapan

laboratorium

pengukuran smart

meter

Penerapan

prototype smart

meter untuk

diproduksi di

industri lokal

(industriliasisasi)

Pengkajian sosial dan ekonomi untuk penerapan smart meter

Pengetesan hasil

smart meter

industri lokal

Penerapan sistem

smart meter di

area lain dengan

smart meter hasil

produksi lokal

Pengkajian

implementasi

smart meter yang

dikembangkan

oleh industri lokal

Evaluasi dan

inovasi nasional

kelistrikan di

Indonesia



2014

BPPT-PTKKE 42

BPPT PTKKE telah merancang roadmap pengembangan AMI di kawasan Puspiptek Serpong.

Dalam kajian ini, tim akan bekerjasama dengan PLN pihak swasta agar terjadi reverse engineering.

Apabila roadmap ini berjalan, pengembangan AMI selanjutnya dapat dijadikan percontohan “smart

city” untuk daerha lain sehingga diharapkan sistem metering listrik AMI di Indonesia akan menjadi

cerdas, baik peralatan metering, operator, serta pelanggan listrik. Selain itu, pengembangan smart

meter ini akan memberikan dampak positif terhadap pengembangan industri lokal, khususnya

industry metering listrik.



2014

BPPT-PTKKE 43

BAB V

KESIMPULAN DAN REKOMENDASI

5.1 Kesimpulan

Kesimpulan yang dapat diambil dari pembahasan buku ini antara lain:

a. Advanced Metering Infrastructure (AMI) adalah keseluruhan infrastruktur kelistrikan yang

terdiri atas smart meter, sistem komunikasi dua arah, meter data management system, serta

sistem pengontrolan yang bagus untuk dapat membantu pengendalian dan pengontrolan

penggunaan listrik secara realtime.

b. Penerapan AMI dengan didukung sistem pengontrolan SCADA dan ICT dalam smartgrid dapat

membantu mengatasi urgensi kelistrikan di Indonesia.

c. Penerapan AMI dengan pemanfaatan smart meter telah diterapkan di beberapa Negara di dunia,

seperti Amerika, Swedia, Cina, dan Jepang.

d. PLN sebagai penyedia listrik di Indonesia telah menerapkan AMR dan program listrik pintar

sebagai salah satu langkah sistem kelistrikan di Indonesia menuju AMI.

5.2 Rekomendasi

Berdasarkan hasil kajian yang telah dilakukan PTKKE BPPT dalam kajian smart meter listrik ini,

maka ada beberapa catatan yang dapat dijadikan sebagai rekomendasi dari kajian ini, yaitu sebagai

berikut:

a. Perkembangan teknologi yang maju seperti smart meter sebagai salah satu sistem kelistrikan

dibutuhkan untuk mendukung perkembangan pertumbuhan demand energi listrik di Indonesia.

b. Dibutuhkan pengkajian penerapan teknologi smart meter, terutama pada sistem pengendali,

management data, serta komunikasi dalam rangka pengembangan roadmap AMI lebih

mendalam di Indonesia.

c. Penerapan smart meter membutuhkan kerja sama yang baik antara PLN dengan produsen smart

meter.



2014

BPPT-PTKKE 44

d. Pengembangan smart meter di Indonesia dapat menjadi potensi yang besar baik bagi sektor

kelistrikan maupun sektor pertumbuhan industri dan ekonomi.



2014

BPPT-PTKKE 45

DAFTAR PUSTAKA

[1] _, “Advanced Metering Infrastructure (AMI)”, Electrical Power Research Institue (EPRI),

February 2007.

[2] Berst, Jesse, “ The Ultimate Guide to AMI”, Elster Solutions New York, 2014.

[3] _, “ Advanced Metering Infrastructure”, National Energy Technology Laboratory (NETL) of

DEO US, February 2008.

[4] _, “Presentasi Sistem Meter PLN Disjaya Gambir”, Jakarta, Juni 2014.

[5] Sakya, I Made Ro, “Development of Small Island Power System in Indonesia and Potential

Utilisation of Smart Grid Technology”, National Seminar On Smart Grid, Jakarta,

November 2014.

[6] Parks, Raymond C, “Advanced Metering Infrastructure Security Considerations”,

SandiaReport, November 2007.

[7] _, “Smart Meters and Smart Meter Systms: A Metering Industry Perspective - A Join Project

of the EEI and AEIC”, Meter Comitties, March 2011.

[8] Prastawa, Andhika, dkk “Pengujian Smart Micro Grid Sumba”, BPPT, 2013.

[9] Roncero, Javier Rodriguez, “Integration Is Key To Smart Grid Management”, CIRED

Seminar, Frankfurt, June 2008.

Documents

KAJIAN PERKEMBANGAN SISTEM METERING KELISTRIKAN DI