PENGARUH KONTINGENSI GANDA PADA KONDISI JARINGAN LISTRIK

Transkripsi

1 Afandi, Pengaruh Kontingensi Ganda Pada Kondisi Jaringan Listrik PENGARUH KONTINGENSI GANDA PADA KONDISI JARINGAN LISTRIK Arif Nur Afandi ABSTRAK : Gangguan yang terjadi ada sistem tenaga listrik daat berengaruh ada stabilitas dan kontinyuitas enyaluran daya listrik. Gangguan-gangguan tersebut daat menyebabkan tejadinya kontingensi ada sistem dan berengaruh ada kondisi sistem secara keseluruhan. Baik kontingensi tunggal atau kontingensi jamak dalam hal ini ganda menyebabkan terjadinya erubahan kondisi sistem. Pada kontingensi ganda yang terjadi di Bali menunjukan hamir semua bus mengalami erubahan tegangan, erubahan tegangan terbesar terjadi ada bus Sanur. Selain itu kontingensi yang terjadi juga meleas beban existing system, yaitu beban di Gianyar dan Amaura. Kata kunci: kontingensi, tegangan, bus ABSTRACT : The disturbance that had haened on ower system can influence to stability and continuity ower flow to demand. Those disturbances can cause a contingency on ower system and it was able to interference to all system. Single contingency or multile contingencies would change the system condition. At the double contingencies in Bali almost showed all the bus had voltage changed, the biggest was at the Sanur bus. Then the contingency had haened also triing out load on the existing system, those were in Gianyar and Amaura. Key words: contingency, voltage, bus Oerasi dinamika stabilitas ada sistem tenaga listrik sangat berkaitan dengan sering tidaknya muncul gangguan dan sberaa besan gangguan itu terjadi, selain itu juga sangat berkaitan erat dengan unjuk kerja sistem yang mencerminkan kondisi setia saat, baik kondisi normal mauun kondisi saat terjadi gangguan dan kondisi emulihannya. Stabilitas sistem tenaga listrik meruakan suatu keadaan sistem untuk kembali lagi ke keadaan normal atau stabil setelah mengalami ganggguan. Gangguan ada sistem daat menimbulkan osilasi tegangan, frekuensi dan daya. Oleh karena itu, erlu engendalin yang teat agar osilasi yang terjadi segera kembali ke kondisi normal. Analisa stabilitas sistem yang berkaitan dengan osilasi ada tiga kondisi yang harus diertimbangkan, karena hal ini menunjukan erforma sistem, yaitu stabilitas steady state, stabilitas transient dan stabilitas dynamic. Pada engoerasian sistem tenaga listrik harus dijaga agar tidak terjadi emadaman atauun blackout yang meluas, karena dengan adanya emadaman menyebabkan kerugian yang sangat besar dan mengganggu kontinyuitas elayanan dan enyaluran energi listrik, serta daat berengaruh ada kondisi stabilitas secara keseluruhan. Terutama ada asokan energi listrik ke ihak konsumen dan daat menimbulkan gejala kontingensi ada sistem Arif Nur Afandi adalah Dosen Jurusan Teknik Elektro Universitas Negeri Malang 2

2 22 TEKNO, Vol : 2, Setember 2009, ISSN: secara luas. Sehingga menyebabkan terjadinya erubahan yang ada sistem yang telah dioerasikan untuk memenuhi kebutuhan beban yang ada. Gejala kontingensi meruakan suatu kejadian yang disebabkan oleh kegagalan atau eleasan satu atau lebih saluran transmisi atau generator, atau meruakan kondisi terleasnya suatu saluran sehingga terutus interkoneksinya. Kondisi kontingensi daat juga berua gangguan yang disebabkan antara lain leasnya unit embangkit dari sistem, saluran transmisi utama jatuh dan kebutuhan beban yang meningkat ceat. Pada kondisi ini akan terjadi erubahan besar aliran daya di jaringan dan erubahan tegangan ada tia bus, sehingga harus mamu diatasi oleh sistem secara keseluruhan agar tidak terjadi emadaman yang meluas. Komonen Sistem Tenaga Listrik Menurut Nagrath (989) dinamika ada sistem tenaga listrik dikarakteristikan oleh rilaku engiriman daya yang secara keseluruhan dengan batas maksimum samai tercaai kondisi leas sinkron, selain itu juga dicerminkan oleh osilasi komonen mekanis dan elektris yang diwakili oleh sudut daya. Selanjutnya untuk memahami rilaku dinamik ada kontingensi sistem tenaga listrik sangat erlu dimengerti komonen dasar sistem tenaga listrik, khususnya yang memiliki engaruh signifikan dengan rilaku sistem tenaga listrik. Komonen dasar tersebut sebagaimana ada gambar, meliuti: turbin dan governor, generator, eksitasi beserta regulator tegangan, tranformator dan jaringan transmisi. Water Gov Turbin ref EX VR v t FLD WDG SG Trans vt Vref Line Gambar. Komonen sistem tenaga listrik Pada gambar ditunjukan bahwa turbin dan governor mendaat uman balik dari, sedangkan eksitasi dan regulator mendaat uman balik berua Vt. Selanjutnya generator dihubungkan ke sistem tenaga listrik melalui transformator dan saluran transmisi. Pada interkasi tersebut terlihat, embangkit dan jaringan saling berengaruh, dengan demikian terbebasnya salah satu bagian dari sistem akan memengaruh kondisi seluruhnya, baik ada erubahan besaran sistem atau gejalan stabilitasnya. Sistem Multi Mesin Gejala kontingensi ada sistem tenaga yang besar daat diahami dengan mereresentasikan seluruh eralatan yang ada disistem dengan emodelan menggunakan, bahwa daya mekanis masukan ke mesin diangga konstan, setia mesin daat diwakili reaktansi yang terhubung seri dengan tegangan dan beban daat direresentasikan sebagai imedansi/ admitansi. Beban, admitansi jaringan ada sistem dan daya dinyatakan sebagai berikut : Power ool

3 Afandi, Pengaruh Kontingensi Ganda Pada Kondisi Jaringan Listrik 23 E E Y L PL jql... () 2 V Y Y2 Y rel... (2) Y2 Y22 k k N P j. Q V. Y. V... (3) X X n k n Jaringan transmisi Gambar 2. Penyederhanaan sistem multi mesin Sekuritas Sistem Evaluasi kontingensi biasanya digunakan untuk melihat engaruh gangguan terhada erubahan tegangan bus dan aliran daya, hal ini ditujukan ada semua titik interkoneksi antar bagian, erubahan ada embangkit dan beban. Kontingensi dibedakan menjadi dua yaitu kontingensi tunggal ( single contingency) dan kontingensi jamak ( multile contingencies). Kontingensi tunggal terjadi bila saluran transmisi atau transformator dileaskan dari saluran, sedangkan kontingensi jamak meruakan dua atau lebih saluran keluar atau jatuh karena gangguan secara serentak (Grainger, 994). Dalam engoerasian sistem tenaga listrik, kondisi sekuritas daat dilihat dengan engaruh adanya gangguan melalui evaluasi kontingensi yang mencerminkan keandalan sistem dalam engiriman daya ada kondisi yang normal atau aman secara oerasional. kn n X L X Ln Keadaan oerasi daat dinyatakan dengan ukuran frekuensi (50 ± 0,2 Hz), tegangan (nominal +5 % dan - 0%). Batas tersebut harus menjamin oerasi sistem ada keadaan sekuritas yang handal, agar tidak terjadi voltage collase dan masalah stabilitas sistem lainnya. Aliran Daya Perhitungan aliran daya dan tegangan ada sistem tenaga listrik meruakan bagian yang sangat enting dalam kontingensi dan seluruh jaringan direresentasikan dalam rangkaian satu fasa. Setia bus dikategorikan emat kondisi yaitu tegangan (V), daya aktif (P ), daya reaktif (Q) dan sudut fasa (δ). Dalam erhitungan aliran daya dikenal nama bus referensi (swing bus), bus beban (load bus) dan bus embangkit (generator bus). Salah satu metode aliran daya yang banyak digunakan adalah metode Newton-Rahson, karena iterasinya lebih singkat dan roses komutasinya lebih ceat. Selanjutnya dalam metode tersebut, ersamaan daya aktif (P) dan daya reaktif (Q) ada bus daat dirumuskan sebagai berikut : P jq E. I * (4) Jika ersamaan arus Ibus= [Ybus]. Ebus maka ersamaan di atas daat menjadi : I Y. E Y2. E2 Y3. E3... n q Y q E q.. (5) Dengan mensubtitusikan ersamaan ( 4) ke dalam ersamaan ( 5)

4 24 TEKNO, Vol : 2, Setember 2009, ISSN: maka didaat ersamaan ada bus sebagai berikut : P jq n E *. Y E... (6) q METODE Penelitian ini ada dasarnya meruakan kajian laangan terhada existing system, yaitu dilakukan untuk mengetahui erubahan tegangan tia bus akibat terjadinya kontingensi ganda. Secara umum kajian ini dilakukan ada sistem tenaga listrik di Bali. Peristiwa kontingensi berua disconnection ada jaringan yang membebaskan bus Gianyar dan bus Amaura. Sehingga diketahui kondisi erubahan tegangan masing-masing bus saat terjadi kontingensi. Untuk mendukung analisa tersebut, maka data yang digunakan adalah data beban, jaringan dan embangkit. q q terbesar 75,4 MW di Pesanggrahan. Pengkondisian embangkit Pemaron off, dimaksudkan untuk menjaga kecukuan asokan daya listrik, dengan demikian critical ower lant daat dijaga dengan engkondisian cadangan energi di embangkit untuk engembangan yang memdadak bagi kebutuhan beban. Critical ower lant ini mengingat sistem di Bali berinterkoneksi dengan sistem di Jawa, melalui Banyuwangi-Gilimanuk, sehingga harus dijaga menggunakan backu embangkit Pemaron agar tidak terjadi kontingensi karena disconnection ada saluran kabel bawah laut yang daat berakibat fatal. Selanjutnya kondisi interkoneksi system seerti ada gambar 3, dengan semua beban dan embangkit yang ada untuk evaluasi kontingensi. HASIL DAN PEMBAHASAN Sistem Tenaga Listrik yang Diteliti Tinjauan sistem tenaga listrik ini meruakan evaluasi sistem 50 kv di Bali dari sisi kontingensi yang berua eleasan dua saluran atau kontingensi ganda. Pembukaan saluran dilakukan antara Kaal- Gianyar dan Sanur-Gianyar, kondisi embukaan interkoneksi ini diasumsikan sebagai kondisi kontingensi ganda di Bali dengan status embangkit Pemaron off, sehingga terjadinya gangguan yang daat membebaskan saluran tersebut daat diketahui engaruhnya karena terjadinya kontingensi ada sistem. Kondisi beban yang digunakan masing-masing bus seerti ada table. Beban terkecil sebesar 4 MW di Baturiti dan beban Tabel. Beban sistem tenaga listrik di Bali BUS DAYA BEBAN MW MVAR AMPRA ASARI BRITI GLNUK GNYAR KAPAL NGARA NSDUA PBIAN PMRON PSGRN SANR

5 Afandi, Pengaruh Kontingensi Ganda Pada Kondisi Jaringan Listrik 25 Gambar 3. Sistem tenaga listrik kota Bali Perubahan Tegangan Bus Terjadinya kontingensi ganda ada sistem interkoneksi di Bali menyebabkan adanya erubahan tegangan ada tia-tia bus, hal ini ditunjukan ada tabel 2. Hamir semua bus mengalami kenaikan tegangan saat terjadi kontingensi ganda, hal ini menunjukan bahwa embukaan saluran sangat berengaruh ada kondisi tegangan sistem. Dengan terjadinya kontingensi erubahan %kv terbesar terjadi ada bus Sanur yaitu,7, sedangkan erubahan %kv terkecil terjadi ada bus Gilimanuk. Hal ini menunjukan embebasan beban di Gianyar dan Amaura menyebabkan kondisi sistem berubah, terutama ada kajian tegangan ini. Tabel 2. Perubahan Tegangan BUS kv % kv (%Mag) Sudut % kv (%Mag) 2 Sudut 2 Perubahan % kv AMPRA ASARI BRITI GLNUK GNYAR KAPAL NGARA NSDUA PBIAN PMRON PSGRN SANR

6 26 TEKNO, Vol : 2, Setember 2009, ISSN: Perubahan % Mag % Perubahan.2 % Magnitude AMPRA ASARI BRITI GLNUK GNYAR KAPAL NGARA NSDUA PBIAN PMRON PSGRN SANR Bus-Kota Gambar 4. Perubahan tegangan bus Pola Aliran Arus Pola aliran arus ini meruakan reresentasi ola erubahan aliran daya, sebagaimana ada gambar 5 ditunjukan kondisi sebelum dan sesudah kontingensi. Terjadi erubahan aliran arus ada kaasitor komensasi, hal ini menunjukan terjadinya erbaikan rofil tegangan saat terjadi kontingensi. Namun secara umum kondisi aliran daya ada setia saluran tidak mengalami erubahan ola, yaitu masih sesuai dengan kondisi semula, meskiun nilai yang dikirim berbeda. Hal ini sangat dimungkinkan, karena kontingensi terjadi ada engiriman daya ke sisi ujung jaringan, sehingga ola aliran daya relatif tidak berubah. a. Kondisi awal

7 Afandi, Pengaruh Kontingensi Ganda Pada Kondisi Jaringan Listrik 27 b. Kondisi Akhir Gambar 5. Pola aliran arus KESIMPULAN Berdasarkan kontingensi ganda yang terjadi menunjukan hal tersebut sangat berengaruh ada kondisi sistem di Bali. Hamir semua bus mengalami erubahan tegangan, erubahan tegangan terbesar terjadi ada bus Sanur. Selain itu kontingensi yang terjadi juga meleas beban existing system di Bali, yaitu beban di Gianyar dan Amaura. DAFTAR PUSTAKA Ernst D, dkk A Unified Aroach to Transient Stability Contingency Filtering, Rangking and Assesment. IEEE Transaction on Power Systems, Vol.3. August. Gross, Charles A Power System Analysis. John Wiley & Sons. Singaore. Grainger, JJ, Stevenson, W.D.994. Elements of Power Systems Analysis, 4 th. Ed. McGraw-Hill Book Comany, New York. Nagrath, I.J., Kothari, D.P Modern Power System Analysis. Tata Mc Graw Hill. New Delhi. Stevenson, 998. Power System Analisys, McGraw Hill. Singaore.