Makalah Pengendaliaan Sistem Tenaga Listrik

Pengendalian Sistem Tenaga Listrik

PENGENDALIAN SISTEM TENAGA LISTRIK

A. Pend Pendah ahul ulua uan n

Pengendalian sistem tenaga listrik dewasa ini berkembang pesat baik

dalam

ilm ilmu

dan

teknologi

maupun

dalam

dunia

industri.

Perkem Perkemban banga gan n ini dirasa dirasakan kan pula pula pihak pihak pemaso pemasok k daya daya listrik listrik dalam dalam meng mengat atur ur supl suplai ainy nya a ke beba beban. n. Hal Hal ini ini terl terlih ihat at deng dengan an peng penggu guna naan an peralatan kontrol baik di sisi pembangkitan, saluran transmisi dan sisi beban. Peralatan kontrol untuk pembangkitan biasanya digunakan untuk mengatur suplai daya aktif dan reaktif. Perubahan beban yang terjadi sangat berpengaruh terhadap perubahan frekuensi dan tegangan. Naik turunnya turunnya frekuensi frekuensi tergantung tergantung perubahan perubahan daya daya aktif, demikian demikian halnya halnya dengan tegangan tergantung pada perubahan daya reaktif. Keadaan ini membuka pikiran bagi para engineer khususnya bidang sistem tenaga untuk mencari solusinya. Salah satu solusi dalam mengatur perubahan Automatic Voltage beba beban n day daya reak reakti tiff adal adalah ah meng menggu guna naka kan n A! " Automatic Regulator # agar tegangan generator tetap konstan, namun demikian tidak

dapa dapatt meng mengat atur ur steady akibat respo respon n dinami dinamik, k, karena karena itu steady state state error error akibat dibutuhka dibutuhkan n perangkat perangkat kontrol yang yang mampu menghilangk menghilangkan an steady state tersebut yaitu yaitu Pengontrol Proportional, Integral and Deviratif "P$% error tersebut Controller #.

Sementara

untuk

kontrol

daya

aktif

menggunakan &'( "Load Frequency Control #. #. B. Pengendal Pengendalian ian Daya Daya Aktif Aktif dan Daya Daya Reaktif Reaktif

1 Damis Hardiantono

Ponadi Ace

NPM : P2700209044 NPM : P2700209040

yaitu

dengan


Sebag bagaiman imana a

yang ang

tela telah h

dije dijellask askan

seb sebelu elumny mnya

bahwa hwa

pengen pengenda dalia lian n daya daya aktif aktif berkai berkaitan tan denga dengan n pengen pengendal dalian ian frekue frekuensi nsi sem sementa entara ra

penge ngendali dalia an

daya aya

rea reaktif ktif

berhu erhub bung ungan

deng engan

pengenda pengendalian lian tegangan.S tegangan.Seleng elengkapny kapnya a dapat dapat dilihat dilihat pada gambar gambar di bawah ini )

Gamar !"#$emati$ pengendalian daya a$tif dan daya rea$tif

Selan Selanjut jutnya nya dalam dalam makala makalah h ini akan akan dibaha dibahas s secara secara terpis terpisah ah sistem pengendalian daya aktif dan daya reaktif tersebut. 1. Pengen Pengendal dalian ian Daya Daya Reak Reaktif tif

*erdasarkan gambar "+#, dengan mengambil bagian pengendalian reaktifnya maka dapat digambarkan sebagai berikut )

2 Damis Hardiantono

Ponadi Ace

NPM : P2700209044 NPM : P2700209040


Gamar %" #$emati$ pengendalian daya rea$tif

Persoalannya sekarang adalah bagaimana hubungan antara daya reaktif dengan tegangan itu sendiri. ntuk melihat hubungan tersebut maka dapat dilihat pada persamaan gambar berikut ini ) P.j0 !.j/

-

1

t

*eban "P.j0#

Gamar &" Rang$aian seder'ana pemeanan generator

!angkaian pada gambar "2# dapat digambarkan dalam satu diiagram fasor sebagai berikut )

Gamar (" Diagram fasor tegangan terminal generator

! Damis Hardiantono

Ponadi Ace

NPM : P2700209044 NPM : P2700209040


E 2

= (V + ∆V ) 2 + δ V 2

E 2

= (V + IR cos θ + IX sin θ ) 2 + ( IX cos θ − IR sin θ ) 2

.................................................... +

karena) P = VI cos θ dan Q

= VI sin θ

......................................... 3

dimana) 1 4 tegangan induksi "15'# dalam olt  4 tegangan keluaran generator di beban dalam olt ! 4 reistansi saluaran dalam 6hm / 4 reaktansi induktif saluran dalam 6hm $ 4 arus beban dalam Ampere P 4 daya aktif dalam 7att 0 4 daya reaktif dalam Ar maka) 2

2

E

PR QX  =  + V +  V V  

2

QX PR  +  −   V V  

...........................

2

dengan demikian)

∆V =

PR

=

QX

V

+

QX

−

PR

V

...............................................

8

dan δ V

V

V

………………………………………….

jika δ V <<< (V + ∆V )

4 Damis Hardiantono

Ponadi Ace

NPM : P2700209044 NPM : P2700209040

9


maka) 2

2

E

PR QX  PR QX =  + V +  E − V = +  V V  ataun V V ...............

:

;adi dapat juga dituliskan bahwa E − V = ∆V

.........................................................

<

dengan demikian maka terlihat bahwa hubungan daya reaktif beban dengan tegangan keluaran generator adalah)

E − V =

PR V

+

QX V

,

bila R = 0,

………………………….

=

maka E − V =

QX V

.....................................................................

>

atau QX V

= ∆V ,

................................................................

+?

atau QX

∆V

= V

dimana

X konstan

;adi berdasarkan persamaan "+?# tersebut maka maka dapat dilihat bahwa

perubahan

tegangan keluaran generator

tergantung pada

perubahan daya reaktif beban. @etapi dalam operasi sistem yang andal tegangan generator harus dijaga pada range tegangan ?,>  +,?  +,?9

" Damis Hardiantono

Ponadi Ace

NPM : P2700209044 NPM : P2700209040


pu, dimana untuk memenuhi hal tersebut maka dibutuhkan suatu pengendalian yang baik. Persoalan pengendalian tegangan sebenarnya hanya terletak pada sisi pembangkitan tetapi juga terletak pada seluruh bagianBbagian sistem tenaga listrik itu sendiri. 5isalnya pada sisi beban maupun pada saluran transmisi. Pengendalian yang digunakan pada bagianBbagian sistem tersebut antara lain "Prabha Kundur, +>>2#) a. Pemasangan kapasitor shunt "s'unt capasitors#, reaktor shunt "s'unt reactors#, sync'ronous condenser C motor sinkron dan static var compensators "S(#. b. Pemasangan line reactance compensators seperti kapasitor seri

"series capasitors#. c. Pemasangan regulating transformers seperti tap)c'anging transformers.

;adi pengendalian tegangan sistem tenaga listrik merupakan suatu persoalan yang sangat luas sehingga kajian satu persatu terhadap berbagai pengendalian tersebut juga semakin luas. 6leh karena itu pembahasan dalam makalah ini dibatasi hanya pada pengendalian daya reaktif melalui kendali tegangan pada sisi pembangkitan saja. a. Model Sistem AVR

'ungsi dari A! adalah mempertahankan besaran tegangan terminal generator pada tingkatan yang ditentukan. System A! terdiri dari empat "8# komponen utama yaitu) Amplifier, 1Dciter, -enerator dan Sensor. 5odel matematika dan fungsi transfer dari ke empat komponen tersebut diperlihatkan di bawah ini *+adi #aadat, !-" # Damis Hardiantono

Ponadi Ace

NPM : P2700209044 NPM : P2700209040


∆V

*"s# ref"s#

S"s#

K E

!"s#

K A

e"s#

1 + τ A s

1 + τ E s

Amplifier

1Dciter

f"s#

K G

1 + τ G s

@-"s#

@*"s#

-enerator

K R

1 + τ R s Sensor

Gamar ." Diagram lo$ sistem AVR

Amplifier / Penguatan

Amplifier C penguatan dari sistem eksitasi merupakan penguatan magnetik, penguatan putaran atau penguatan elektronik moderen. Amplifier C penguatan dinyatakan dengan sebuah gain dengan simbol K A dan konstanta waktu "time constant # dengan simbol τ A. 'ungsi transfernya adalah *+adi #aadat, !-) VR( s) Ve( s )

=

K A

1 + τ A s

...........................................................................++

Nilai konstanta waktu τ A sangat kecil yaitu berkisar antara ?.?3 sampai ?.+ detik. E!iter / Eksitasi

1ksitasi yang umum digunakan dalam sebuah generator terdapat beberapa tipe mulai yang menggunakan generator %( sampai yang tipe modern

dengan

menggunakan

S(!

sebagai

menghasilkan daya A(. 7 Damis Hardiantono

Ponadi Ace

NPM : P2700209044 NPM : P2700209040

penyearah

untuk


Sebuah model yang layak dari eksitasi moderen adalah model yang linier, yang mana diambil untuk menghitung konstanta waktu yang besar dan mengabaikan saturasi atau non linier lainnya. %alam bentuk sederhana, fungsi transfer dari modern e/citer dapat dipresentasekan dengan sebuah konstanta waktu tunggal " a single time constant #

τ1

dan gain K 1.

%alam bentuk persamaan dituliskan*+adi

#aadat, !-) VF ( s) VR( s)

=

K E

1 + τ E s

.........................................................................+3

"enerator

@egangan terminal sebuah generator sangat tergantung pada bebannya. %alam bentuk linier *in t'e model lineari0ed-, hubungan fungsi transfer tegangan terminal generator dengan tegangan medannya dapat dipresentasekan dengan sebuah gain K - dan sebuah konstanta waktu

τ-

sebagai berikut *+adi #aadat, !-) Vt ( s) VF ( s )

=

K G

1 + τ G s

...........................................................................+2

Sensor

@egangan yang dilewatkan pada sebuah transformator tegangan dan disearahkan

lewat sebuah ridge)rectifier"

Sensor dimodelkan

dengan sebuah fungsi transfer orde pertama yang sederhana yang dituliskan dengan *+adi #aadat, !- )

$ Damis Hardiantono

Ponadi Ace

NPM : P2700209044 NPM : P2700209040


Vs( s ) Vt ( s )

=

K G

1 + τ G s

...........................................................................+8

Be#an

*eban dalam sistem tenaga terdiri atas berbagai peralatan elektrik. *eban kapasitif yang terjadi seperti motor sangat mempengaruhi perubahan tegangan sistem. *eban tersebut dinyatakan sebagai daya reaktif

∆Q yang terjadi, dalam bentuk persamaan)

∆Q L ( s) =

∆QL s

.............................................................................+9

#. Pengendalian $ptimum Daya Reaktif

Pengendalian

daya

reaktif

seperti

yang

telah

dijelaskan

sebelumnya, sebenarnya telah dapat dilakukan dengan baik oleh A!. Namun kinerja A! sebagai pengendali daya reaktif dapat dioptimalkan dengan

menggunakan

pengendali

tambahan

untuk

meningkatkan

performansi dari A! itu sendiri. Pengendali modern saat ini sudah banyak digunakan dalam mengoptimalkan kinerja A!, salah satunya dengan

menggunakan

pengendali

P

%$"Proporsional)Integrative)

Derivative#.

Setelah menambahkan pengendali P$% maka blok diagram seperti yang ditunjukkan pada gambar "9#, akan berubah menjadi gambar ":# berikut ini )

9 Damis Hardiantono

Ponadi Ace

NPM : P2700209044 NPM : P2700209040


∆V

*"s# ref"s#

e"s#

K A

P

%$!"s#

1 + τ A s

S"s#

K E 1 + τ E s

Amplifier

K G

f"s#

@*"s#

@-"s#

1 + τ G s

1Dciter

-enerator

K R 1 + τ R s Sensor

Gamar 1" Diagram lo$ sistem AVR dengan pengendali PID

Persoalannya adalah dengan pengendali P$%, harus dapat menentukan

nilai

parameter

yang

tepat

agar

dapat

diperoleh

pengendalian yang optimum. Parameter yang dimaksud adalah konstanta proporsional "Kp#, konstanta $ntegratiEe "Ki# dan konstanta deriEatiEe "K%#, dimana fungsi alih dari pengendali P$% dapat dirumuskan sebagai berikut)

 

Gc ( s ) = K p 1 +

 + T d s   T i S  1

................................................................+:

Nilai parameter tersebut di atas dapat ditentukan dengan menggunakan metode ke dua FieglerBNichols " t'e second 2iegler)3ic'ols met'od # yang dituangkan dalam bentuk tabel berikut ini G

@abel +. 2iegler)3ic'ols 4uning Rules ased on Critical Gain * 5 cr - and Critical period *P c r *second met'od-

%ipe pengendali

&p

%i

%d

P

?.9 Kcr

@ak berhingga

?

?.89 Kcr

PcrC+.3

?

P$ 10 Damis Hardiantono

Ponadi Ace

NPM : P2700209044 NPM : P2700209040


P

%$?.: Kcr

?.9 Pcr

?.+39 Pcr

#umer, 6gata *!7- +al" 17&

%engan demikian gambar ":#, dapat disederhanakan dengan menjadi )

Gamar 7" 8odel transformasi laplace dari sistem AVR dengan pengendali PID

!. Model Simulasi AVR dengan Pengendali P'D

Sebagaimana yang telah dijelaskan sebelumnya, bahwa dengan penentuan konstanta P$% yang tepat maka akan diperoleh suatu pengendali A! yang optimal. 6leh karena itu, dalam makalah ini akan ditampilkan contoh simulasi sistem A! dengan pengendali P$% "Paulus 5angera, 3?+?#. Pada contoh simulasi ini, digunakan parameterBparameter sebagai berikut) @abel 3. Parameter A! generator yang disimulasikan "ain

K A

%ime (onstant )Se!ond*

= 1325

K E = 1

11 Damis Hardiantono

Ponadi Ace

τ A

τ

E

=

0.02

= 0.5

NPM : P2700209044 NPM : P2700209040


K G = 1

τ

K R = 1

τ

G

R

=1

= 0.025

Sementara itu parameter P$% yang digunakan adalah ) 5 p 9 :,:!1!&.(, 5 i 9 :,:!;!. dan 5 d 9 :,::&."

Gamar ;" 8odel simulin$ AVR tanpa pengendali PID *5 p9:, 5 i 9: dan 5 D9:-


Ponadi Ace

NPM : P2700209044 NPM : P2700209040


Gamar " 8odel simulin$ AVR dengan pengendali PID *5 p9:,:!1!&.(, 5 i9 :,:!;!. dan 5 D9:,::&.-

*erdasarkan simulink seperti yang terlihat pada gambar "=# dan gambar ">#, maka diperoleh perbedaan hasil output tegangan terminal generator sebagai berikut ) u p ( n . 4 a 0 g n a g 0 . 2 e T n a 0 h a b u r 0 . 2 e P

0 . 4 0

2 0

4 0

6 0

8 0

1 0 0

1 2 0

2 0

4 0

6 0 Wa k t u( d e t i k )

8 0

1 0 0

1 2 0

) u p (

. 3 P1 n . 2 g1 d

1 . 1

n e

1

G . 0 . 9 g e . 8 T0

0 . 7 0

Gamar !:" #inyal tegangan generator dengan AVR tanpa PID 1! Damis Hardiantono

Ponadi Ace

NPM : P2700209044 NPM : P2700209040


) u p0 4 ( . n a g n . 2 a0 g e T n 0 a h a b u r 0 . 2 e P

0 . 4 0

1 0

2 0

3 0

4 0

1 0

2 0

3 0

4 0

5 0

6 0

7 0

8 0

9 0

1 0 0

5 0 6 0 Wa k t u( d e t i k )

7 0

8 0

9 0

1 0 0

) u p 1 . 3 ( P

1 . 2

n g 1 . 1 d n e 1 G . 0 . 9 g e 0 . 8 T

0 . 7 0

Gamar !!" #inyal tegangan generator dengan AVR tanpa PID

;adi dengan mengacu pada persamaan "+?#, bahwa dengan A! maka besarnya daya reaktif yang disuplai oleh generator ke beban dapat diatur sesuai dengan kebutuhan beban tersebut. %imana setiap kenaikan beban atau kenaikan daya reaktif akan menyebabkan tegangan turun sehingga A! secara otomatis akan menaikkan tegangan terminal generator begitupun sebaliknya. Namun perubahan naik turunnya tegangan tersebut menyebabkan terjadinya osilasi sebelum mencapai kondisi steady statenya. ntuk memperkecil periode osilasi tersebut maka A! perlu ditambahkan dengan suatu pengendali tambahan yaitu pengendali P$% untuk mengoptimumkan kinerja A! tersebut. +. Pengendalian Daya Aktif

Pengendalian daya aktif pada generator, berkaitan dengan pengaturan frekwensi. %imana frekwensi itu sendiri, diatur oleh putaran rotor generator yang terkopel dengan penggerak mula " prime mover #. 14 Damis Hardiantono

Ponadi Ace

NPM : P2700209044 NPM : P2700209040


Sebagaimana pembahasan sebelumnya, bahwa pengaturan daya aktif dilakukan oleh A! " Automatic Voltage Regulator # sementara untuk pengaturan daya aktif dilakukan oleh &'( "Load Frequency Regulator # seperti yang terlihat pada gambar berikut ini )

Gamar !%" Diagram lo$ LFC pada seua' generator

'rekwensi merupakan faktor umum yang terdapat pada seluruh sistem, perubahan permintaan "demand # di dalam daya aktif pada satu titik akan berakibat terhadap perubahan frekwensi. 6leh karena terdapat banyak generator yang mensuplai daya ke sistem, maka pada pembangkit harus disediakan alokasi perubahan pada permintaan terhadap generator. Kecepatan goEernor pada tiapBtiap pembangkit memberikan kecepatan pokok sebagai fungsi kontrol. Sementara itu tujuan dasar pengaturan frekwensi itu sendiri adalah ) B B

5ember kesimbangan sistem pembangkit ke beban. 5emperkecil penyimpangan frekwensi akibat perubahan beban secara

B

tibaBtiba agar perubahan frekwensi tersebut mendekati nol. 5enjaga aliran daya pada pembangkitBpembangkit yang terinterkoneksi agar berada pada kemampuan kapasitas masingBmasing generator. 1" Damis Hardiantono

Ponadi Ace

NPM : P2700209044 NPM : P2700209040


ntuk melihat pengendalian frekwensi tersebut maka masingB masing komponen yang berperan dalam pengaturan frekwensi atau &'( tersebut dimodelkan dalam bentuk persamaan matematis, sebagai berikut "Hadi Saadat, +>>># ) Model generator

5odel matematis generator dapat dituliskan dalam bentuk persamaan sebagai berikut ) ................................................."+<# dimana ) I"s# ) Perubahan kecepatan "radCs# H ) Konstanta inersia Pm"s# ) Perubahan daya mekanik "7att# Pe"s# ) Perubahan daya akibat perubahan beban "7att# *lok diagram dari persamaan di atas, yaitu )

Gamar !&" Diagram lo$ model generator Model #e#an

%ari persamaan "+<#, komponen Pe"s# merupakan penjumlahan antara komponen frekwensi "% %& dan nonBfrekwensi "P&#, seperti pada persamaan berikut ini ) ...................................................................."+=# Sehingga gambar "+2# dapat diubah menjadi )

1# Damis Hardiantono

Ponadi Ace

NPM : P2700209044 NPM : P2700209040


Gamar !(" Diagram lo$ model ean Model penggerak mula

%asar pemodelan penggerak mula dalam hal ini sebagai contoh yaitu turbin uap adalah melihat hubungan antara daya mekanik
......................................................."+># Sementara diagram blok berdasarkan pesamaan di atas, yaitu )

Gamar !." Diagram lo$ model penggera$ mula = turin uap

Konstanta waktu turbin "τ 4# memiliki range antara ?,3 secons sampai 3,? seconds. Model go,ernor

5odel matematis untuk suatu goEernor dapat dituliskan menjadi )

................................................."3?# dengan ) Pg

) daya output goEernor "7att#

Preff

) daya referensiCacuan "7att#

!

) speed regulation "berkisar 9 J : persen#

%aya output goEernor
.............................................................."3+#


Ponadi Ace

NPM : P2700209044 NPM : P2700209040


%engan

sebagai konstanta waktu goEernor. Sehingga persamaan

τ g

"3?# dan "3+# dapat direpresentasikan dalam diagram blok berikut ini )

Gamar !1" Diagram lo$ model governor

;ika representasi diagram blok pada gambar "+8#, "+9# dan "+:# digabungkan, maka akan diperoleh suatu model load frequency control "&'(# seperti pada gambar berikut ini )

Gamar !7" Diagram lo$ seagai representasi dari seua' Load Frequency Control *LFC-

Seperti halnya pada pengaturan daya reaktif dengan menggunakan A!, maka pada pengaturan daya aktif dengan &'( biasanya ditambahkan dengan suatu pengendali lain untuk mengoptimalkan kinerja &'( tersebut. Pengendali tersebut dapat berupa pengendali P$% dan 1$ Damis Hardiantono

Ponadi Ace

NPM : P2700209044 NPM : P2700209040


pengendali &ogika Samar "Fu00y Logic Control = FLC #. Pengendali tambahan diharapkan dapat mempercepat respon &'( terhadap setiap perubahan frekwensi yang terjadi dalam sistem tenaga listrik, dan dalam pembahasan selanjutnya akan ditekankan pada pengendali fu00y logic . Fu00y Logic Control C FLC yang digunakan tersebut digunakan

untuk menggantikan posisi goEernor dalam mengontrol mekanisme pembukaan dan penutupan katup "valve#. 6leh karena itu, maka pengendali dengan menggunakan '&( sering juga disebut sebagai Fu00y Logic Governor . "$mam !obandi, 3??:#

Adapun diagram blok dengan penambahan pengendali Fu00y Logic , dapat dilihat pada gambar berikut ini )

Gamar !7" Diagram lo$ representasi seua' Load Frequency Control *LFC- dengan mengguna$an Fu00y Logic Control *FLC-

Pada gambar di atas, nilai 3H 4 5 dan ditambahkan dengan sebuah speed drop governor "KiCs# yang berfungsi sebagai pengatur proporsional untuk mengurangi kesalahan frekwensi yang terjadi selama operasi berlangsung. ntuk mengetahui perbedaan antara goEernor konEensional dengan goEernor yang menggunakan logika fuy, berikut akan diberikan 19 Damis Hardiantono

Ponadi Ace

NPM : P2700209044 NPM : P2700209040


hasil simulasi dari gambar "+:# dan "+<# dengan menggunakan aplikasi 5A@&A* ersi :.+. "$mam !obandi, 3??:# Parameter simulasi yang digunakan meliputi ) Konstanta waktu turbin "τ 4#

4 ?,2 detik

Konstanta waktu goEernor "τ g # 4 ?,3 detik %

4 +,?

!

4 ?,?9

5

4 +? detik

Hasil simulasi diperoleh, sebagai berikut )

Gamar !;" Respon fre$>ensi sistem tanpa $endali Fu00y

-ambar

di

atas

menunjukkan

respon

frekwensi

dengan

hanya

menggunakan pengendali &'( konEensional. %imana dengan kenaikan kebutuhan daya aktif beban pada detik keB8? maka frekwensi turun sampai B?,?2+pu lalu stabil pada B?,?32 pu, begitu pula ketika terjadi penurunan beban pada detik ke
Ponadi Ace

NPM : P2700209044 NPM : P2700209040


Gamar %:" Respon fre$>ensi sistem dengan $endali Fu00y

Hal sebaliknya terjadi ketika diberi pengendali fuy seperti pada gambar "3?#. @erlihat bahwa respon terhadap perubahan beban yang menyebabkan turun naiknya frekwensi berlangsung sangat cepat, artinya waktu untuk mencapai kestabilan pada frekwensi normalnya sangat cepat. ntuk melihat langsung perbedaan ke dua respon di atas maka gambar hasil simulasi di plotkan dalam satu grafik sebagai berikut )

Gamar %!" Grafi$ perandingan respon fre$>ensi FLC tanpa pengendali fu00y *$onvensional- dan dengan pengendali fu00y


Ponadi Ace

NPM : P2700209044 NPM : P2700209040


C. Flexible Alternating Current Transmission System (FACTS)

'A(@S merupakan perangkat kontrol elektronik terpadu yang mengontrol EaribelBEariabel saluran transmisi seperti impedansi saluran, tegangan sistem dan sudut tegangan secara cepat dan efektif. %engan demikian 'A(@S juga sangat berperan untuk menjaga operasi sistem tenaga listrik yang optimal. Peralatan 'A(@S itu sendiri, terdiri atas beberapa tipe yang dapat bekerja pada keadaan transien "transient state# atau pada keadaan mantap "steady state#. Adapun jenisBjenis 'A(@S antara lain ) Thyristor Controlled Series Capacitor )%(S(*

@(S( berfungsi untuk mengontrol parameter saluran berupa reaktansi saluran. Sehingga dapat menjadi kompensasi kapasitif atau induktif dengan memodifikasi reaktansi saluran.

"a#

"b#

Gamar %%" 4C#C ? *a- Pasangan pada saluran, *- 8odel matematis

@ingkatan nilai @(S( adalah fungsi reaktansi saluran transmisi dimana @(S( tersebut dipasang, yaitu G /ij 4 /line  /@(S( ...................................................................."33# sedangkan reaktansi @(S(, sebesar ) /@(S( 4 rtsc . /line .................................................................."32# dengan ) /line ) reaktansi saluran "6hm# /ij ) reaktansi antara bus i dan j "6hm# rtsc ) koefisien sudut kompensasi @(S( sebesar B?,< "minimum# dan ?,3 "maksimum# yang merupakan batas bawah dan


Ponadi Ace

NPM : P2700209044 NPM : P2700209040


batas atas @(S( untuk menghindari kompensasi yang berlebihan. Sementara itu menurut database #iemen AG LFimmermann, +>>
@(SP@ berfungsi untuk mengatur sudut tegangan antara sisi pengiriman dan sisi penerima pada saluran transmisi. @(PS@ dimodelkan sebagai kompensasi seri tegangan, seperti yang terlihat pada gambar berikut ini )

"a#

"b#

Gamar %&" 4C#P4 ? *a- Pemasangan pada saluran, *- 8odel matematis

!ange kerja dari @(SP@ antara sudut B9? sampai 9?, dimana besarnya arus yang diinjeksikan pada bus i dan j sebesar ) $is 4

Δ U TCPST Z ij

..........................................................................

"39#

2! Damis Hardiantono

Ponadi Ace

NPM : P2700209044 NPM : P2700209040


Δ U TCPST

$ js 4

Z ij

..........................................................................

"3:# dengan ) $is

) arus yang diinjeksikan pada bus i "Ampere#

$ js

) arus yang diinjeksikan pada bus j "Ampere#

@(PS@

) kompensasi tegangan @(PS@ "k#

Fij

) impedansi saluran antara bus i dan bus j "6hm#

'ungsi biaya peralatan @(PS@, dirumuskan sebagai berikut ) c@(PS@

4 d . Pmaks  $(

.............................................................."3<#

dengan ) c@(PS@

) biaya peralatan @(PS@ "@#OCkAr#

d

) konstanta biaya capital

Pmaks

) batas daya penyaluran maksimum "57#

$(

) biaya instalasi @(PS@ "@#O# Unified Poer Flo Controller )-P(*

P'( merupakan peralatan 'A(@S yang paling efektif karena dapat mengatur beberapa Eariabel sistem secara terpadu yaitu impedansi saluran, tegangan terminal dan sudut tegangan.

"a#

"b#


Ponadi Ace

NPM : P2700209044 NPM : P2700209040


Gamar %(" @PFC ? *a- Pemasangan pada saluran, *- 8odel matematis

!ange kerja dari @(SP@ antara sudut B+=? ? sampai +=??, dimana besarnya arus yang diinjeksikan pada bus i dan j sebesar ) $is 4

Δ U UPFC Z ij

..........................................................................

"3=# $ js 4

Δ U UPFC Z ij

..........................................................................

"3># dengan ) $is

) arus yang diinjeksikan pada bus i "Ampere#

$ js

) arus yang diinjeksikan pada bus j "Ampere#

P'(

) kompensasi tegangan P'( "k#

Fij

) impedansi saluran antara bus i dan bus j "6hm#

'ungsi biaya peralatan P'(, dirumuskan sebagai berikut ) (P'( 4 ?,???2 3 J ?,3:>+   +==,33 ...................................."2?# dengan ) cP'( ) biaya peralatan P'( "@#OCkAr#  ) daerah operasi peralatan P'( "5Ar# Static !ar Compensator )SV(*

Peralatan ini dapat dioperasikan pada kompensasi induktif maupun kompensasi kapasitif. !ange kerja dari S( yaitu dari B+?? 5Ar sampai +?? 5Ar.

2" Damis Hardiantono

Ponadi Ace

NPM : P2700209044 NPM : P2700209040


"a#

"b#

Gamar %." #VC ? *a- Pemasangan pada saluran, *- 8odel matematis

*esarnya injeksi daya reaktif pada bus i adalah sebesar G 0is

4 0S(

..........................................................................."2+#

dengan ) 0is

) daya yang dinjeksikan pada bus $ "5Ar#

0S( ) daya kompensasi peralatan S( "5Ar# Sementara itu fungsi biaya peralatan S( dirumuskan sebagai berikut) (S( 4 ?,???2 3 J ?,2?+   +3<,2= ........................................"23# dengan ) cS( ) biaya peralatan S( "@#OCkAr#  ) daerah operasi peralatan P'( "5Ar# Pada analsis lebih lanjut, penempatan peralatan 'A(@S yang optimal pada sistem tenaga listrik dapat dilakukan dengan menggunakan metode optimasi seperti Algoritma -enetika "Genetic Algorit'm#.

D. Rangkuman

+. Pengendalian sistem tenaga listrik dapat dilakukan baik pada sisi unit pembangkitan dan saluran transmisi serta sisi beban. 3. Pengendalian pada sisi unit pembangkitan bertujuan untuk mengatur daya reaktif dan mengatur daya aktif. %imana pengaturan daya reaktif dilakukan dengan menggunakan Automatic Voltage Regulator "A!# sedangkan pengaturan daya aktif dilakukan

dengan menggunakan Load Frequency Regulator "&'!#. 2. 6ptimalisasi kinerja A! dapat dilakukan dengan menambahkan pengendali Proporsional)Integrative)Derivative "P$%# sedangkan 2# Damis Hardiantono

Ponadi Ace

NPM : P2700209044 NPM : P2700209040


optimalisasi

kinerja

&'!

dilakukan

dengan

menambahkan

pengendali Fu00y Logic . 4' Pengendalian pada saluran transmisi dan sisi beban dapat dilakukan dengan memasang peralatan Fle/ile Alternating Current 4ransmission #ystem "'A(@S#. @ujuan pengendalian dengan

menggunakan peralatan 'A(@S tersebut tidak lain adalah untuk mengoptimalkan aliran daya pada sistem tenaga listrik.


Ponadi Ace

NPM : P2700209044 NPM : P2700209040

Makalah Pengendaliaan Sistem Tenaga Listrik

Recommend Documents