Studi Pelepasan Beban Dalam Menekan Laju Penurunan Frekuensi

Sidang Tugas Akhir (2014)Teknik Listrik Jurusan Teknik Elektro PNUPOleh :Apriyanti LindangSatria KendeStudi Pelepasan Beban dalam Menekan Laju Penurunan Frekuensi Sistem Ketenagalistrikan Wilayah Sulselbar

Pembimbing:Ir.H. Hamma, MTHamdani,ST,MT1

Kestabilan frekuensi ditentukan oleh keseimbangan daya aktif pembangkitan dan daya aktif yang dikonsumsi beban.

Gangguan besar pada pembangkit atau line transmisi sering mengakibatkan penurunan frekuensi yang drastis sehingga dapat memicu gangguan lain bahkan black out.

Governor memiliki keterbatasan sehingga diperlukan pelepasan beban agar pemulihan frekuensi normal terjadi secepat mungkin sehingga sistem dapat terhindar dari gangguan yang lebih berat.

LATAR BELAKANG

Bagaimana peranan pelepasan beban dalam menjaga kestabilan frekuensi khususnya ketika sistem mengalami gangguan besar ?

Bagaimana menentukan besar beban yang harus dilepas dan wilayah pelepasannya ?

RUMUSAN MASALAH

METODE PENELITIANFlowChart PenelitianSTARTPengumpulan Data :Observasi, Wawancara, DokumentasiPeriksakelengkapan dataPerhitungan&SimulasiYaKesimpulanSELESAITidakFlowchart SimulasiSTARTData :Parameter Pembangkit & Line TransmisiPembuatanSingle LineDiagramMemasukkanSkenarioOperasiAAYaResponStabilKesimpulanSELESAISimulasiTidakDaftar Unit Pembangkit Sistem Sulselbar HASIL PENGUMPULAN DATAStatusJenisUnit PembangkitDaya TerpasangDaya Mampu(MVA)(MW)PLNHIDROBakaru#170.063.0Bakaru#270.063.0Bili#116.014.4Bili#216.014.4Sawitto1.71.36PLTUBarru#162.550.0Barru#262.550.0PLTGGE#133.4-GE#233.4-Alsthom#121.4-Alsthom#221.4-Westcan17.0-I P PHIDROPoso#17065Poso#27065Poso#37065Malea76.3Tangka#17.36.57Tangka#23.893.5PLTG/USkang GT#1153.5242.5Skang GT#1253.5242.5Skang ST#1860.4750Skang GT#217260Skang GT#227260Skang ST#287260Jeneponto#1156.25125Jeneponto#2156.25125PLTDSuppa14.0510.8SEWAPLTDSungguminasa3025Tallasa5630Cogindo6 x 96 x 8 PLTDMitsubishi#112.6-Mitsubishi#212.6-SWD#112.4-SWD#212.4-Masamba75.83StatusJenisUnit PembangkitDaya TerpasangDaya Mampu(MVA)(MW)PembangkitH (s)PLTD Cogindo0.59PLTG GE15.1PLTG GE25.1PLTD Mitsubishi 11.02PLTD Mitsubishi 21.02PLTD SWD11.02PLTD SWD21.02PLTG Westcan2.1PLTG Alshtom11.05PLTG Alshtom21.05PLTA Bili-bili11.47PLTA Bili-bili21.47PLTU Barru15.0778PLTU Barru25.0778PLTD Suppa0.59Sawitto5.41PLTA Bakaru12.51PLTA Bakaru22.51PLTA Malea1.02PLTA Poso12.51PLTA Poso22.51PLTA Poso32.51Sengkang GT111.05Sengkang GT121.05Sengkang ST181.05Sengkang GT211.62Sengkang GT221.62Sengkang ST281.62PLTA Tangka11.47PLTA Tangka21.47PLTU BE14.77PLTU BE24.77PLTD Tallasa1.02PLTD Sungguminasa1.02PLTD Masamba1.02PembangkitH (s)Daftar Nilai Inersia per Unit pembangkit

Keterangan :CMK : Cabang MakassarCPL : Cabang PalopoCBK : Cabang BulukumbaCMM : Cabang MamujuCPG : Cabang PinrangCWP : Cabang WatamponeCPR : Cabang Pare

Komposisi beban percabang Sistem Sulselbar

Skema Pengaturan Frekuensi Sistem SulselbarTahapFrekuensi (Hz)SKEMA 1SKEMA 2Jumlah Penyulang Besar Beban(MW)Jumlah PenyulangBesar Beban (MW)I49.21330-42933-40II491138-441034-44III48.8934-401133-40IV48.6830-401130-40V48.41046-741046-74Tahap Pelepasan Beban Sistem SulselbarTanggalPukulIndikasiKeteranganTripMasukRele5 Feb11.2211.34UFR #1PLTU Barru Unit#1 Trip Beban 49.2 MW7 Feb17.0917.36UFR#3Transmisi Line 1 dan 2 Makale-Palopo Trip13 Feb16.0316.11UFR#1PLTA Bakaru #2 Trip 45 MW14 Feb18.3918.55UFR#2PLTA Bakaru #2 Trip15 Feb17.4617.56UFR#1Transmisi Line 1 dan 2 Makale-Palopo Trip9 Maret20.2220.25UFR #1PLTA Poso#3 Turun Beban, masalah PLCData Empirik Pelepasan BebanTrip PLTU Barru Unit 1 Beban 49,2 MWGangguan diberikan pada detik ke 0,1 s.t pelepasan : 1,706 st df/dt positif : 2,047 s

PEMBAHASANPelepasan BebanVariabelNilaiInersia Sistem (H)2,81 sDefisit Daya (Pso)49,2 MWDaya terpasang dalam MW dari pembangkit yang beroperasi sebelum gangguan (PGOT)931,56 MWDaya terpasang dalam MW dari pembangkit yang mengalami gangguan (PSOT )50 MWWaktu Pulih (t)5 detik

Frekuensi yang diharapkan setelah pelepasan (fn)49,8 Hz

Daya Pembangkitan sebelum gangguan (PGO)607,99 MWBeban Sistem saat fo (Pb)578,995 MWKondisiFrekuensi Pelepasan (Hz)Tahap UFRPload shedding (MW)Waktu Pulih (s)Simulasi49.128117.015.201Real49.170117.1789.00

Gangguan Line 1 & 2 Transmisi Makale-PalopoGangguan diberikan pada detik ke 0,1 s

t pelepasan : 0,855 st df/dt positif : 1,655 s

terjadi host load pembangkitVariabelNilaiInersia Sistem (H)3,06 sDefisit Daya (Pso)119,2 MWDaya terpasang dalam MW dari pembangkit yang beroperasi sebelum gangguan (PGOT)931,7 MWDaya terpasang dalam MW dari pembangkit yang mengalami gangguan (PSOT )3 x 65 MWWaktu Pulih (t)5 detik

Frekuensi yang diharapkan setelah pelepasan (fn)50 HzFrekuensi Pelepasan ( fo)48,86 HzDaya Pembangkitan sebelum gangguan (PGO)668,9 MWBeban Sistem saat fo (Pb)588,8 MWKondisiFrekuensi Pelepasan (Hz)Tahap UFRPload shedding (MW)Waktu Pulih (s)Simulasi48.97354.819.7Real48.87358.8347

3.Trip 1 Unit PLTA Bakaru beban 45 MWGangguan diberikan pada detik ke 0,1 s

t pelepasan : 1,449 st df/dt positif : 2,0004 sVariabelNilaiInersia Sistem (H)2,99 sDefisit Daya (Pso)45 MWDaya terpasang dalam MW dari pembangkit yang beroperasi sebelum gangguan (PGOT)924,2 MWDaya terpasang dalam MW dari pembangkit yang mengalami gangguan (PSOT )63 MWWaktu Pulih (t)5 detik

Frekuensi yang diharapkan setelah pelepasan (fn)49,8 HzFrekuensi Pelepasan ( fo)49,318 HzDaya Pembangkitan sebelum gangguan (PGO)628,74 MWBeban Sistem saat fo (Pb)593,471 MWKondisiFrekuensi Pelepasan (Hz)Tahap UFRPload shedding (MW)Waktu Pulih (s)Simulasi49.097123.088.28Real49.17128.88164.Trip 1 Unit PLTA Bakaru beban 58MWGangguan diberikan pada detik ke 0,1 s

t pelepasan : 1,0942 st df/dt positif : 1,601 sterbentuk islandVariabelNilaiInersia Sistem (H)2,81 sDefisit Daya (Pso)58 MWDaya terpasang dalam MW dari pembangkit yang beroperasi sebelum gangguan (PGOT)983,96 MWDaya terpasang dalam MW dari pembangkit yang mengalami gangguan (PSOT )63 MWWaktu Pulih (t)5 detik

Frekuensi yang diharapkan setelah pelepasan (fn)49,99 HzFrekuensi Pelepasan ( fo)49,38 HzDaya Pembangkitan sebelum gangguan (PGO)670,42 MWBeban Sistem saat fo (Pb)642,829 MWKondisiFrekuensi Pelepasan (Hz)Tahap UFRP load shedding (MW)Waktu Pulih (s)Simulasi49.068147.426.83Real49.095146.2532

5.Trip Transmisi Makale-Palopo Line 1 dan 2Gangguan diberikan pada detik ke 0,1 s

t pelepasan : 0,9942 st df/dt positif : 1,006 sVariabelNilaiInersia Sistem (H)2,92 sDefisit Daya (Pso)86 MWDaya terpasang dalam MW dari pembangkit yang beroperasi sebelum gangguan (PGOT)909,06 MWDaya terpasang dalam MW dari pembangkit yang mengalami gangguan (PSOT )2 x 65 MWWaktu Pulih (t)5 detik

Frekuensi yang diharapkan setelah pelepasan (fn)49,8 HzFrekuensi Pelepasan ( fo)49,034 HzDaya Pembangkitan sebelum gangguan (PGO)538,36 MWBeban Sistem saat fo (Pb)510,576 MWKondisiFrekuensi Pelepasan (Hz)Tahap UFRP load shedding (MW)Waktu Pulih (s)Simulasi49.120117.449.99Real49.168116.69446.PLTA Poso Unit 3 Turun Beban dari 38 MW ke 18 MW.Gangguan diberikan pada detik ke 0,1 s

t pelepasan : 1,3267 st df/dt positif : 2,2684 sKondisiFrekuensi Pelepasan (Hz)Tahap UFRP load shedding (MW)Waktu Pulih (s)Simulasi49.088125.478Real49.2111.47(tidak diketahui)Capacity BalanceCapacity balance yang diambil adalah capacity balance sub-sistem yang menyatakan keseimbangan kapasitas pembangkit dan besar beban pada setiap sub-sistem. Pada Sistem Sulselbar terdapat lima sub-sistem yakni sub-sistem Makassar, sub-sistem Barru, sub-sistem Sengkang, sub-sistem Bakaru dan sub-sistem Poso.Wilayah Pelepasan BebanSensitifitas BebanPusat IndustriRumah SakitKantor PemerintahanBandaraPusat-pusat BisnisSektor Pengatur BebanKESIMPULANSaat sistem mengalami defisit daya yang cukup besar, UFR segera memutus beban dalam waktu 1 detik setelah terjadi gangguan sehingga frekuensi sistem akan segera naik (df/dt positif) dalam waktu < 1 detik setelah terjadi pelepasan. Hal ini berdampak pada semakin cepatnya waktu pemulihan sistem.Rata- rata besar beban yang dilepas (PLoad Shedding) adalah 66,39 % dari besar daya pembangkit yang hilang jika respon governor tidak diperhitungkan. Namun adanya respon governor dapat menyebabkan PLoad Shedding menjadi lebih kecil dari hasil perhitungan.Perbandingan rata-rata capacity balance subsistem Makassar sebesar 10 : 7 dan Barru sebesar 10 : 6,5. Kedua subsistem dengan kecenderungan daya beban lebih besar dari daya pembangkit ini yang menjadi wilayah pelepasan beban. TERIMA KASIH