Minggu yang lalu penulis berkesempatan mengunjungi Java Control Center di P3B Gandul, Cinere, Jakarta. Disana penulis mendapat penjelasan mengenai frekuensi sistem. Seperti yang sudah kita ketahui, jika tegangan v banyak dipengaruhi (dikendalikan) oleh daya reaktif Q (MVAR), maka frekuensi f dipengaruhi oleh daya nyata P (MW).
JCC sendiri fungsi utamanya menurut Sakya dkk:
- Mengendalikan dan memonitor jaringan 500 kV.
- Mengendalikan dan memonitor pembangkit listrik berskala besar
- Memonitor jaringan 150 kV dan 70 kV melalui komunikasi dengan RCC (Regional Control Center)
- Menjalankan fungsi EMS (Energy Management System).
Salah satu permasalahan di sistem Jawa Bali saat ini adalah frekuensi sistem yang naik turun dengan cepat. Penyebabnya sering disebut sebagai generation-load mismatch.
P3B menyebutkan, hal hal yang mempengaruhi beban adalah hari2 dalam seminggu, jam2 dalam sehari, cuaca, event khusus, dll. Mismatch dari perkiraan beban ada yang merupakan variasi lambat yang deterministik dan variasi cepat yang acak. Ketidakseimbangan ini menyebabkan deviasi frekuensi dari frekuensi nominal.
Cara mengendalikan frekuensi ini adalah dengan melakukan pengaturan/regulasi, salah satunya dengan LFC yang erat kaitannya dengan fasilitas AGC (automatic generation control). AGC memungkinkan JCC mengendalikan beban MW pembangkit listrik (Po) dan rentang bebannya (Pr).
Regulasi utama adalah dengan regulasi primer (Governor Free) yang mempunyai sifat :
- Merespon dengan cepat terjadinya generation-load mismatch
- Masih terdapat steady state error (deviasi frekuensi) sesuai karakteristik speed droop
- Mengakibatkan perubahan aliran daya
Sedang regulasi sekunder (LFC: Load Frequency Control)
- Mengembalikan frekuensi ke nilai nominalnya
- Secara otomatis mengembalikan power interchange antar area
Pada regulasi primer,
k = (1/s) * (Pnom/fo)
dimana:
k : Faktor partisipasi (MW/Hz)
Pnom : Daya nominal unit (MW)
fo : Frekuensi referensi (50 Hz)
S : Speed droop
ΔP = – k Δf
dimana:
ΔP : Governor Action
k : Faktor partisipasi (MW/Hz)
Δf : Deviasi frekuensi (f – fo) (Hz)
Pada regulasi primer ini, speed droop pembangkit ditentukan minimal 5% menurut Aturan Jaringan tahun 2007 (Grid Code). Pembangkit2 hidro biasanya dapat memiliki speed droop hingga 2.5%, sedang pembangkit2 thermal dengan turbin gas sekitar 4%. Yang sulit memenuhi aturan ini adalah pembangkit2 PLTU batubara, kendalanya adalah mungkin umur boilernya yang sudah tua (tidak bisa menerima thermal stress yang ekstrim), bisa juga karena nilai kalor batubaranya yang tidak stabil, atau pertimbangan komersial, misal dalam perjanjian jual beli tenaga listrik atau PPA belum diatur). Pada musim hujan, ketika PLTA dapat beroperasi penuh, frekuensi sistem sangat terbantu kualitasnya oleh reaksi cepat governor turbin2 air.
Sedang pada regulasi sekunder,
Pg = Po + N Pr – k Δf
Dimana:
Pg : Daya keluaran unit pembangkit (MW)
Po : Set point (MW)
Pr : Rentang regulasi (MW)
N : Level isyarat (output PI controller ACE)
k : Faktor partisipasi (MW/Hz)
Δf : Deviasi frekuensi (f – fo) (Hz)
Misal sebuah pembangkit listrik punya Po = 400 MW dan Pr = 15 MW, maka pembangkit ini secara otomatis dapat naik dan turun bebannya dari 385 MW sampai dengan 415 MW, mengikuti naik turunnya frekuensi sistem. Ketika frekuensi kurang dari 50 Hz, beban akan lebih dari 400 MW, sedang ketika f > 50 Hz, load akan < 400 MW, ditandai dengan nilai N yang bergerak di antara -1<N<1.
Ilustrasi di atas menjelaskan apa yang terjadi ketika beban sistem tiba-tiba naik. Tanpa regulasi frekuensi akan turun terus. Dengan regulasi primer (governor free), dalam waktu sekitar < 20 detik frekuensi dapat ditahan. Namun selama demand > supply maka akan tetap ada Δf. Hal ini dapat diatasi jika sistem juga punya regulasi sekunder (LFC). Dalam waktu 1-2 menit frekuensi akan kembali ke nominal ketika pembangkit2 listrik yang mengaktifkan LFC-nya mulai berkontribusi menyumbang daya ke sistem. Lebih jauh tentang regulasi ini dapat dibaca di file di situs UCTE.
9 tanggapan so far ↓
adhi // 15 Maret 2009 pada 02:03 |
nice info..
munir // 29 April 2009 pada 06:36 |
terima kasih atas infonya pak. klo artikel tentang pengaturan VAR untuk mengendalikan tegangan sistem ada tidak Pak? Saat ini Saya membutuhkan terutama pengaturan pada sisi pembangkit (penggunaan AVR dan tap changer trafo daya). Mohon infonya Pak.
terima kasih
-munir-
Muhammad Imaduddin // 1 Mei 2009 pada 02:37 |
Pak Munir,
Artikel pengaturan VAR saya punya beberapa. Mudah2an bisa saya sempatkan tulis ulang, namun minggu2 ini saya masih belum bisa meluangkan waktu untuk menulis.
Ide dasar pengaturan tegangan, jika kontribusinya dari pembangkit, adalah adanya mekanisme suplai dan serap VAR otomatis dari AVR. Biasanya AVR melihat/mengatur tegangan bus yang paling dekat dengan pembangkit, meski secara teoritis bisa saja yang diatur tegangan di bus yang jauh.
Masalah tap changer di trafo step up pembangkit ke switchyard juga menarik, karena trafo yang tap changernya cuma bisa diubah secara offline kadang bermasalah ketika kondisi tegangan sistem berubah drastis. Pengalaman pribadi saya, kami pernah mengalami situasi dimana sebuah generator tidak bisa sinkron dengan grid karena deviasi tegangan yang besar. Hal ini diatasi dengan merubah tap trafo tsb.
munir // 1 Mei 2009 pada 03:12 |
terima kasih atas penjelasan bapak,
saat ini saya sedang studi mengenai pemilihan pengaturan tegangan melalui AVR atau OLTC (On Load Tap Changer), pada kondisi seperti apa masing2 digunakan dan apa pengaruhnya terhadap pembangkit. Setahu saya klo AVR bermain di eksitasi generator, sehingga berpengaruh pada VAR , seangkan OLTC di tap trafo sehinga relatif tidak mempengaruhi generator, kira2 mana yg lebih diutamakan?
mungkin hal ni bisa menjadi bahan diskusi
salam
-munir-
Muhammad Imaduddin // 2 Mei 2009 pada 08:23 |
Terima kasih pak Munir untuk diskusinya.
Saya yakin studi bapak akan sangat menarik, syukur2 kalau nanti sudah jadi, saya bisa ikut membaca/mengetahui hasilnya
Pendapat saya pribadi, mana yang lebih didahulukan, bergantung dari sisi mana kita mengambil keputusan.
Jika saya adalah operator sistem, maka saya akan mengoptimalkan dulu suplai/serap VAR dari pembangkit. Alasannya lebih pada faktor security. Operator sistem idealnya tahu persis kemampuan generator pembangkit, namun terkadang antara kenyataan dan yang dideklarasikan pembangkit ada perbedaan. Akibatnya, lebih aman jika operator sistem memaksimalkan kapabilitas generator baru menggunakan sumber daya yang lain, seperti memainkan trafo OLTC, SVC, TCSC dll.
Keuntungan lain adalah jika tap OLTC tidak berada pada tap max atau min-nya, kemungkinan bisa terjadi voltage collapse yang tiba-tiba, tanpa disadari operator akan bisa diminimalisir. Bisa terjadi kasus, tap trafo OLTC sudah pada titik max/min, tegangan masih terlihat normal, begitu ada perubahan konsumsi tegangan VAR yang mendadak, tegangan mendadak jatuh karena sudah berada di ujung titik hidung/nose point QV curve (jadi perlu dipertimbangkan dari system stability juga). Trafo OLTC juga lebih pendek umurnya dibanding yang offline untuk pindah tapnya, karena minyak trafonya lebih cepat aging jika sering pindah2 tap.
Namun jika saya adalah utility pengelola pembangkit, tentu saja saya berharap operator sistem lebih dulu memainkan trafo OLTC yang ada sebelum memainkan VAR pembangkit.
Bacaan yang bagus untuk hal ini:
Power System Stability and Control, P Kundur, bab 11 dan 14.
C. W. Taylor, Power System Voltage Stability. New York: McGraw-Hill, Inc., 1994
munir // 4 Mei 2009 pada 00:39 |
Terima kasih juga pak atas penjelasannya, jadi makin menarik sepertinya
dari penjelasan bapak yang saya tangkap selama masih dalam capability curve, generator aman untuk dimainkan eksitasinya. apakah hal ini tidak mempengaruhi suhu lilitan di generator? Kalau menggunakan OLTC kan pengaturan tegangan tidak di generator sehingga eksitasi bisa tetap dan suhu lilitan generator stabil.
Setahu saya biasanya perubahan tegangan tiap step OLTC signifikan sehingga hanya dengan mengubah 1 atau 2 step saja bisa mengatasi perubahan tegangan jaringan yang besar, dan biasanya jumlah step OLTC cukup banyak (bisa sampai 17 step). Selain itu umur pemakaian OLTC biasanya cukup panjang (bisa sampai 50.000x kerja), jadi sepertinya tidak masalah kalau sering dipakai.
febby // 21 Mei 2009 pada 15:23 |
Mas kalo mw cari Buku Hadi Saadat,…jualnya dimana yach mas????
Kalo Misalnya Di Pertamina ada Guna juga ga sie mas Load Frequency Control yg dibahas kayak diatas,..
kalo ada Mohon Replay Ke Email Saya,..
Saya Mw itu buat bahan Kerja Praktek Saya Ke Pertamina???
Muhammad Imaduddin // 22 Mei 2009 pada 12:16 |
Kalau buku asli, dulu saya sering beli di Toko buku Kusuma, Jl Tawakal Raya 24, Grogol, belakang Univ. Trisakti, Jakarta, Telepon (021) 5660960. Kalaupun sedang tidak ada stock, kita bisa pesan disini, cuma harganya mungkin cukup mahal $133.87.
Kalau buku bajakan, mungkin ada di toko buku/fotokopi Dunia Baru, Tamansari, Bandung, cuma saya ngga yakin ada, karena versi softcopy yang lengkap untuk buku ini belum ada.
arobi&family // 13 Agustus 2009 pada 08:23 |
Wah diskusinya seru juga….boleh ikutan juga ya…
Saya mou tanya pada jaringan transmisi kalou tegangan rendah dan frekuensi rendah itu disebabkan oleh apa? dan kalau sebaliknya juga disebabkan oleh apa? gimana penanggulangannya untuk disisi pembangkit dan disisi transmisi?trims…kalau kami di pembangkit selalu melihat power faktor, dan memperbaikinya dengan mengatur tegangan generator?