PEMODELAN DAN SIMULASI SISTEM PEMBANGKIT TURBIN GAS PLTGU TANJUNG PRIOK

Transkripsi

1 MESIN, Vol. 4, No., Oktobe 9 18 PEMODELAN DAN SIMULASI SISTEM PEMBANGKIT TURBIN GAS PLTGU TANJUNG PRIOK Indawanto 1, H. Cahyono 1 Poam Studi Teknik Mesin, Fakultas Teknik Mesin dan Diantaa, ITB PT. Indonesia Powe Unit Pembankit Tanjun Piok Kontak: Indawanto, indawanto@tekpod.ms.itb.ac.id Rinkasan. Makalah ini menyajikan pemodelan dan simulasi sistem pembankit tubin as PLTGU Tanjun Piok. Pemodelan dilakukan denan pendekatan sistem tubin uap. Model yan dikembankan hanya meneima peubahan beban sebaai input pada sistem. Untuk penendalian fekuensi sistem dicoba tia jenis sistem kendali; speed-doop oveno, speed-doop oveno denan kendali inteal, dan speed-doop oveno denan denan kendali inteal dan deivatif. Hasil simulasi menunjukkan, saat tejadi peubahan beban, kendali speed-doop oveno denan kendali inteal dan deivatif mampu menembalikan fekuensi sistem ke 5 Hz tanpa osilasi. Abstact. This pape pesents the modelin and simulation of the as tubine eneatin system of Tanjun Piok Combined Cycle Powe Plant. The as tubine model is appoximated usin steam tubine systems. The model developed only accepts load chanes as input to the system. Thee types of contol systems; speed-doop oveno, speed-doop oveno with inteal contol, and speed-doop oveno with inteal and deivative contol have been tied to contol the fequency of the system. The simulation esults show that, in the pesence of load chanes, the speed-doop oveno with inteal and deivative contol is able to bin back the system fequency to 5 Hz without oscillation. Keywods: Gas tubines, contol systems, ovenos, speed-doop, inteal and deivative contol.

2 Pemodelan dan Simulasi Sistem Pembankit Pendahuluan Suatu kebehasilan opeasi sistem tenaa listik adalah tecapainya penyediaan tenaa listik yan handal, aman dan ekonomis. Aspek keandalan ini menyankut kemampuan menatu dan menendalikan sistem pembankit tenaa lisik. Dalam penopeasian sistem tenaa listik sein dijumpai peubahan fekuensi, beban dan teanan secaa teus-meneus akibat anuan acak. Ganuan tesebut ada yan besifat tansien dan dinamik yan sanat meuikan kaena menyebabkan sistem tidak stabil (swin/huntin) sehina menakibatkan sistem opeasi tidak ekonomis, keusakan pealatan dan tip pada unit. Bekaitan denan hal itu maka dipelukan sistem kendali yan dapat denan cepat menembalikan sistem pembankit pada kondisi opeasi yan stabil. PLTGU Piok beada pada sistem 15 kv sistem Jawa Bali, yan mana Piokisland menyediakan tenaa listik untuk daeah DKI Jaya dan Bekasi. Meninat pembankit meupakan penyedia tenaa listik yan vital maka pentin untuk difahami peilaku dinamiknya melalui pemodelan dan studi sistem kendali dinamiknya sehina kineja sistem dapat dioptimumkan. Pemodelan dinamika sistem pembankit listik tubin as telah dikembankan oleh bebeapa peneliti. Rowen telah menembankan diaam blok funsi tansfe pembankit tubin as besa [1], meancan, menhitun dan memveifikasi ain, koefisien dan konstanta waktu denan penujian dan penalaman paktik lapanan yan dikumpulkan dai bebaai instalasi pada bebaai penunaan. Model funsi tansfe tesebut telah diunakan dalam analisis dinamik pembankit siklus abunan [], model tubin as kemba [3], model pembakaan tubin [4], pembankit tubin as bebahan baka biomassa [5] [6] dan bahkan pada pembankit listik tubin miko [7]. Pada dasanya model Rowen memiliki penendali kecepatan, suhu dan pecepatan. Penendali kecepatan denan kontol oveno meupakan penendali utama untuk opeasi yan efektif pada pembankit tubin as [8]. Speed-doop oveno lebih sesuai dai pada isochonous oveno untuk pembankit tubin as [9], denan penatuan doop yan dioptimalkan [1]. Speed-doop oveno yan dioptimalkan tidak akan menembalikan laju sistem ke nilai acuan oleh kaena itu dipelukan penendali sekunde yan efektif untuk membuat kesalahan saat steady state nol. Pada makalah ini akan dikembankan model dinamik sistem tubin as PLTGU Piok yan tehubun denan tansmissi Piok-island. Model yan dikembankan selanjutnya akan disimulasikan untuk menetahui peilaku dinamik sistem. Makalah ini disusun sebaai beikut: bab membahas data

3 184 Indawanto, H. Cahyono mesin PLTGU Piok, bab 3 membahas pemodelan tubin as, bab 4 membahas pemodelan sistem kendali dan simulasi dan ditutup denan kesimpulan pada bab 5. Data Mesin PLTGU Piok PLTGU Piok denan total kapasitas 118 MW tedii dai block denan masin-masin block tedii dai yakni Block 1 tedii atas 3 (Tia) buah Gas 13 MW dan 1 Steam Tubine MW; Block tedii 3 (Tia) buah Gas 13 MW dan 1 Steam Tubine MW. Konfiuasi combined cycle as tubine PLTGU Piok tedii tubin sd denan oveno katup bahan baka dan as buan dai tubin as dimanfaatkan untuk mendapatkan uap denan HRSG. Keluaan uap ini diatu oleh oveno katup tubin uap. Adapun tipe tubin as adalah ABB GT13E1 mempunyai kapasitas 13 MW, yan mana memiliki tipe silo denan bune anda dan combusto tunal denan tempeatue masuk tubin (TIT) 17 C dan tempeatue keluaan tubin (TAT) 545 C. Pada penatuan pime sistem kendali PLTGU Piok memiliki pealatan beupa oveno, sistem eksitasi dan Automatic Voltae Reulato. Penatuan Speed doop Ga tubin as adalah sebesa 4%. Pada tubin as tedapat penendali fekuensi dan penendali tempeatue. Sementaa itu pada penatuan sekunde dilenkapi denan Load Fequecy Contolle (LFC). PLTGU Piok tehubun denan bus infinite 15 KV dalam Piok-island yan menanun beban aea Jakata - Bekasi sebesa 75 MW pada settin fekuensi teendah 48,3 Hz. 3 Pemodelan Dinamik Tubine Gas GT 13E1 Tanjun Piok Sistem kendali pada sistem as tubine secaa ais besa tedii dai baian utama as tubine dan oveno seta sistem eksitasi. Gabunan dai kedua sistem tesebut dihubunkan denan eneato sehina tebentuk sistem kendali Pembankit Listik Tenaa Gas. Sistem kendali tesebut dimaksudkan untuk menjaa kestabilan aa fekuensi beada pada daeah yan diininkan sehina dapat menembalikan putaan oto kembali pada putaan sinkon seta teanan beada pada teanan nominal yan diininkan. Pembahasan pada Sistem as tubine dan oveno menyankut penuunan pesamaan dasa sampai dipeoleh Tansfe function-nya temasuk pembahasan tentan speed doop. Diaam blok model dinamik tubin as ditunjukkan pada Gamba 1.

4 Pemodelan dan Simulasi Sistem Pembankit 185 Gamba 1 Model dinamik tubin as pada pembankit daya 3.1 Pemodelan Tubin Gas Siklus Sedehana Tubin as siklus sedehana di PLTGU Piok meupakan poduksi ABB Type 13E1 denan kapasitas 13 MW yan menunakan uan baka tipe silo (Silo Combusto). Pemodelan dibuat bedasakan komponen utama yakni uan baka (Combusto) dan tubin as. Gamba menunjukkan sistem tubin as 13E1 di Tanjun Piok. Gamba Gas Tubine 13E1 Tanjun Piok Model matematis sistem tubine as dikembankan denan pendekatan model alian as melalui Vessel sepeti pada Gamba 3. Model ini sepeti yan penah diusulkan di [11], yan teutama bedasakan pemodelan yan diusulkan pada [1,13] (model IEEE). Bebeapa asumsi yan diadopsi dai model IEEE adalah: Pada tubin as, campuan udaa dan as lebih kuan sama denan alian udaa, yakni laju alian massa bahan baka jauh lebih kecil daipada laju alian massa udaa.

5 186 Indawanto, H. Cahyono Menunakan model tubin uap yan disedehanakan, denan menasumsikan bahwa pembankitan daya teantun secaa eksklusif dai pemanfaatan pada dai tubin as. Kehilanan tekanan pada uan baka diabaikan. Denan menacu ke [11,1,13], tubin as dapat dimodelkan secaa sedehana denan diaam pada Gamba 3. Gamba 3 Pemodelan tubin as sebaai vessel Pada Gamba 3, q adalah laju alian massa as dan V adalah volume vessel. Pesamaan kontinuitas massa dalam vessel belaku d q 1 q V (1) dt denan q 1 = alian massa as input (k/s), q = alian massa as output (k/s), V = volume vessel (m 3 ), = apat massa as (k/m 3 ) dan t = waktu (s). Diasumsikan keluaan as poposional tehadap tekanan di dalam vessel sehina: p q q sehina p dp p dq dt q dt yan mana p = tekanan as dalam vessel, p = tekanan ata-ata, dan q = laju keluaan as dai vessel ata-ata. Pada suhu tetap, peubahan apat massa dapat dinyatakan denan d dp dt dt p () Ketika tejadi peubahan laju alian massa as input maka massa as dalam vessel akan beubah secaa poposional yan besanya dinyatakan dalam pesamaan

6 Pemodelan dan Simulasi Sistem Pembankit 187 q dp p V V p dt p q dq dt q1 q (3) Jika T adalah waktu yan bekaitan denan momen inesia dai as di dalam p vessel T V maka Pesamaan (3) dapat ditulis menjadi q p dq q T (4) dt q1 Denan tansfomasi Laplace pada Pesamaan (4) didapat tansfe function sebaai beikut: Q ( s) 1 (5) Q ( s) 1 Ts 1 3. Model Combusto Pada tubin as, campuan udaa dan bahan baka (selanjutnya disebut bahan baka) tidak lansun memuta tubin namun haus tebaka telebih dahulu dalam uan baka. Untuk itu pelu dipehitunkan waktu tinal (time la) bahan baka di uan baka yan dapat dinyatakan denan pesamaan beikut: t yt Td t Td q1 (6) yan mana y(t) adalah laju alian massa bahan baka (k/m 3 ) dan T d waktu tinal dalam uan baka (s). Dalam hal ini, pembakaan belum selesai jika t < T d. Funsi tansfe antaa as yan kelua dai uan baka denan bahan baka yan masuk ke uan baka dapat dinyatakan denan: Q Y s s 1 T d s e (7) Menabunkan Pesamaan (5) dan Pesamaan (7) maka dapat dipeoleh funsi tansfe laju alian massa as kelua tubin tehadap laju alian massa bahan baka sebaai beikut

7 188 Indawanto, H. Cahyono s s T Q e d s (8) Y 1Ts 3.3 Sistem Goveno Sistem oveno yan diunakan pada pembankit ini adalah sistem oveno elektik hidolik. Sistem oveno Electik Hidolik tedii dai baian elektonik yan mendapatkan input dai sinyal laju putaan (speed) dan beban (MW). Keluaan baian elektonik ini beupa sinal teanan yan dikonvesikan menjadi tekanan hidolik oleh electo-hydaulic convete (EHC). Selanjutnya fluida hydaulik betekanan tesebut akan meneakkan sevo contol valve tekanan tini. Goveno akan beaksi untuk menahan peubahan fekuensi. Senso laju putaan oveno ini dapat beupa flyball assembly atau fequency tansduce. Keluaan senso laju dan senso beban (MW) melewati penkondisi sinyal dan penuat (amplifie) yan beupa kombinasi elemen hidaulik mekanik, ankaian elektonik dan softwae. Gamba4) menunjukkan sistem oveno Gamba 4 Sistem Goveno 3.4 Isochonous dan Speed Doop Goveno Pada umumnya jenis oveno pada pembankit listik dapat dikelompokkan menjadi dua jenis yakni Isochonous oveno dan speed doop oveno. Isochonous oveno adalah oveno yan akan menjaa laju putaan eneato konstan pada semua kondisi beban. Isochonous oveno dapat bekeja denan baik jika tehubun denan beban yan teisolasi atinya satu eneato untuk menyediakan listik pada suatu daeah teisolasi tanpa ada sumbe listik dai eneato lain atau hanya satu eneato pembankit yan meespon peubahan beban pada sistem denan banyak pembankit.

8 Pemodelan dan Simulasi Sistem Pembankit 189 Pada sistem yan tekoneksi denan dua atau lebih pembankit listik dipelukan speed doop oveno denan tujuan bahwa jika tejadi anuan yan menyebabkan peubahan fekuensi maka beban sistem dapat ditanun oleh bebeapa unit pembankit secaa besama-sama. Pada PLTGU Piok diunakan tipe speed doop oveno. Speed doop adalah funsi oveno yan akan menuunkan laju acuan oveno saat keandaan bahan baka (beban) meninkat. Dinamika speed-doop oveno dapat dinyatakan denan Pesamaan (9) di bawah ini [14]. Y( s) P ef ( s) K ( s) R 1 st (9) denan: Y R = peubahan bukaan katup bahan baka = penatuan speed doop oveno K = adalah penuatan laju oveno T = adalah konstanta waktu oveno = peubahan fekuensi Di dalam paktek speed doop beupa settin yan tepasan sebaai eulasi pime aa setiap pembankit dapat bekontibusi memenuhi pemintaan beban pada saat tejadi penuunan fekuensi yan dapat dinyatakan denan Pesamaan (1). denan P KF (1) P = vaiasi beban (MW) F = vaiasi fekuensi (F - 5 Hz ) K = ain contolle (MW/Hz) Nilai K didapat dai Pesamaan (11) beikut ini: P K (11) f R

9 19 Indawanto, H. Cahyono denan P = beban nominal (MW) R = speed doop f = fekuensi nominal (Hz) Gamba 5 menunjukkan espon pembankit tehadap peubahan beban. Pada penatuan menunakan speed-doop oveno pembankit tidak akan menembalikan ke laju putaan tubin ke fequensi nominal tetapi ke dalam suatu jankauan sesuai denan pemilihan konstanta speed-doop. Gamba 5 Respon pembankit denan speed doop 3.5 Pemodelan Sistem Pembankit denan Beban Gamba 6 menunjukkan skematik sistem pembankit denan beban. Pesamaan eneato dapat dituunkan dai espon eneato saat tejadi peubahan beban maka tejadi peubahan tosi elektik (T e) eneato sehina tejadi ketidakseimbanan antaa tosi elektik denan tosi mekanik (T m). Keadaan tesebut menakibatkan tejadinya peubahan laju putaan yan mana pesamaan eak peubahan tesebut dapat dinyatakan denan Pesamaan (1). T denan m Gamba 6 Sistem Geneato d Te Ta J (1) dt

10 Pemodelan dan Simulasi Sistem Pembankit 191 T m = tosi mekanik T e = tosi elektik T a = tosi akseleasi J = momen inesia eneato dan tubin (k.m ) = laju putaan sudut (ad/s) t = waktu (s) Pada studi stabilitas sistem pembankit adalah biasa untuk menyatakan inesia suatu mesin sebaai asio enei kinetik yan tesimpan pada laju nominal tehadap daya nominal [14] yan dinyatakan denan Pesamaan [13] 1 J H (13) S base yan mana H adalah konstanta inesia (s), adalah laju putaan nominal poos (ad/s) dan S base adalah daya nominal mesin listik (kva). Selanjutnya momen inesia J dapat ditulis menjadi Pesamaan (14) H S (14) J base Denan mensubstitusi Pesamaan (14) ke dalam Pesamaan (1) didapat atau T m H d Te Sbase (15) dt T S Te d H dt m base / (16) Jika S base dan dinyatakan dalam satuan p.u. (pe unit) maka S base =1 dan =1. Kaena = + yan mana adalah peubahan fequensi oto, maka Pesamaan (16) dapat dituliskan menjadi Pesamaan (17) d Tm Te H (17) dt

11 19 Indawanto, H. Cahyono Denan tansfomasi Laplace pada Pesamaan (17) didapat 1 ( s) T m( s) Te ( s) (18) Hs Hubunan antaa daya (P) dan tosi (T) dinyatakan pada Pesamaan (19) P T (19) Pada saat kondisi tunak (steady state) yakni saat laju putaan tetap, penyimpanan kecil dai keadaan nominal dapat dituliskan sebaai beikut : P P P T T T yan mana P, T, P dan T masin-masin adalah daya nominal, tosi nominal, peubahan daya dan peubahan tosi. Dai Pesamaan (19) T T P P Hubunan antaa peubahan nilai, denan menabaikan suku pankat tini, dibeikan oleh Sehina P T T T m Te T m Te Pm Pe Pada keadaan tunak, tosi elektik dan mekanik adalah sama, T m = T e. Denan laju dinyatakan dalam satuan p.u. (pe unit), = 1, maka P P T T () m e m e yan mana P m = peubahan daya mekanik dan P e = peubahan daya elektik. Denan menunakan Pesamaan () maka Pesamaan (18) dapat dinyatakan denan Pesamaan (1) di bawah ini

12 Pemodelan dan Simulasi Sistem Pembankit ( s) P m( s) Pe ( s). (1) Hs Jika eneato tehubun denan beban P L speti pada Gamba 5 maka peubahan daya elektik P e yan dihasilkan eneato besanya dituliskan pada Pesamaan () beikut ini P P D () e yan mana L P L = peubahan beban tak sensitif tehadap fekuensi D = peubahan beban sensitif tehadap fequensi D = konstanta edaman beban sehina jika dai Pesamaan (1) didapat P e sepeti dituliskan pada Pesamaan (3) P m( s) Pe ( s) Hs e m P P Hs (3) Denan mensubtitusi Pesamaan () ke dalam Pesamaan (3) dipeoleh: P Hs P D m m L L Hs D P P (4) Gamba 7 menunjukkan diaam blok Pesamaan (4) yan menyatakan hubunan antaa P m, P L dan. Gamba 7 Diaam Blok Geneato denan Pembebanan P L

13 194 Indawanto, H. Cahyono 4 Pemodelan Sistem Kendali dan Simulasi Pembankit Tubin Gas 4.1 Model Sistem KendaliTubin Gas Teisolasi denan Speed-doop Model yan dikembankan pada baian ini ada model tubin as daya teisolasi denan speed-doop. Pemodelan tubin as daya teisolasi denan speed-doop dimaksudkan untuk menetahui penauh speed- doop meskipun hanya satu eneato yan beada dalam sistem. Gamba 8 menunjukkan diaam blok pembankit listik tubin as denan speed doop oveno. Gamba 8 Blok Diaam Pembankit Listik tubin as denan Speed doop oveno Bila tidak ada peubahan beban acuan P ef = maka model Gamba 8 tesebut dapat disedehanakan menjadi sistem sepeti ditunjukkan pada Gamba 9. Gamba 9 Model Pembankit Listik Gas Tubine eneato denan Speed doop oveno, P ef = Funsi tansfe pembankit denan speed doop oveno pada Gamba 9 dapat dinyatakan denan Pesamaan (5) P L s s 1 T s1 Ts Hs D1 T s1 Ts K e R Td s (5)

14 Pemodelan dan Simulasi Sistem Pembankit 195 Dai Pesamaan (5), denan memasukkan data paamete pada lampian 1 dan kaena nilai T d maka dipeoleh Pesamaan (6): atau ( s) P L 1,3s 1,6s 5s 1 1,3s 1,6s 1,6,4 (6) ( s) P L 1,9s 3,19s,9s 1 9,39s 1,9s 31,65 (7) Pesamaan (7) menyatakan hubunan antaa peubahan fekuensi tehadap peubahan beban. 4. Model Sistem Kendali Tubin Gas Teisolasi denan Speed-doop dan Kendali Inteal Sistem kendali ini sama denan yan tepasan di existin plant yakni menunakan kendali inteal (K i/s). Penambahan kendali inteal pada sistem untuk menhilankan penauh anuan konstant pada laju keluaan sistem. Gamba 1 menunjukkan amba diaam blok pembankit listik tubin as denan speed-doop ovenoo dan kendali inteal. Gamba 1 Diaam Blok Pembankit Listik tubin as denan Speed doop oveno dan kendali inteal Bila tidak ada peubahan beban acuan P ef = maka model Gamba 1 tesebut dapat disedehanakan menjadi sistem sepeti ditunjukkan pada Gamba 11.

15 196 Indawanto, H. Cahyono Gamba 11 Model Pembankit Listik Gas Tubine eneato denan Speed doop oveno + kendali inteal, P ef = Funsi tansfe model pembankit pada Gamba 11 dapat dituliskan pada Pesamaan 8 di bawah ini: P s s1 T s 1Ts L s td s Hs D1 T s 1Ts K K K e s R i (8) Dai Pesamaan (8), denan memasukkan data paamete pada Lampian 1 dan kaena nilai T d maka dipeoleh Pesamaan (9): P s s1,3s1,6s s 5s 1 1,3s1,6s L 1,9s 4 3,6s 3,186 3,19s,9s s 3 9,39s 1,9s 31,65s 3,186 (9) 4.3 Model Sistem KendaliTubin Gas Teisolasi denan Speed-doop dan Kendali Inteal dan Deivatif Kendali deivatif ditambahkan untuk meninkatkan dampin sistem aa osilasi saat tansient dapat dituunkan. Gamba 1 menunjukkan blok diaam pembankit tubin as denan speed doop oveno dan kendali inteal dan deivatif.

16 Pemodelan dan Simulasi Sistem Pembankit 197 Gamba 1 Blok Diaam Pembankit Listik tubin as denan Speed doop oveno dan kendali inteal dan deivatif Bila tidak ada peubahan beban acuan P ef = maka model Gamba 1 tesebut dapat disedehanakan menjadi sistem sepeti ditunjukkan pada Gamba 13. Gamba 13 Blok Diaam Pembankit Listik tubin as denan Speed doop oveno dan kendali inteal dan deivatif Funsi tansfe model pembankit pada Gamba 13 dapat dituliskan pada Pesamaan 3 di bawah ini: P s s1 T s 1 Ts L s td s Hs D1 T s 1 Ts K K K K K s e s R I D (3) K D dipeoleh secaa pecobaan/simulasi yan mana K D adalah nilai tekecil yan menyebabkan osilasi cukup kecil saat tansien. Dai pecobaan dipeoleh nilai K D = 9 sehina Pesamaan 3 dapat ditulis menjadi Pesamaan 31 beikut ini:

17 198 Indawanto, H. Cahyono P s s1,3s 1,6s s 5s 1 1,3s 1,6s 3,6s L 1,9s 4 3,19s,9s s 3 9,39s 4,46s 31,65s 3,186 3, s (31) 4.4 Hasil Simulasi dan Analisis Model sistem kendali yan telah diancan Pesamaan (7) disimulasikan denan peankat lunak Matlab fo Window 9. Pada simulasi ini beban akan menalami penuunan sebesa,5 p.u. Gamba 14 menunjukkan espons pembankit akibat peubahan beban..35 Deviasi Fekuensi Speed Doop 4%.3.5. pu t,sec Gamba 14 Respon model tehadap peubahan beban,5 p.u Pada Gamba 14 telihat bahwa denan speed doop ovenoo fekuensi menuju stabil pada.16 pu atau pada daeah keja fekuensi 5.8 Hz pada 4 second. Oveshoot tetini pada,35 p.u. Walaupun espons sistem stabil menuju ke fekuensi 5,8 Hz, namun dai Gamba 14 tampak bahwa sistem beosilasi saat menuju ke fekuensi kesetimbanan. Osilasi sepeti ini menunjukkan bahwa sistem memiliki konstata edaman yan endah dan umumnya tidak disukai kaena dapat membahayakan sistem. Dai hasil simulasi ini menujukkan bahwa penunakan oveno denan speed-doop saja belum dapat menhasilkan unjuk keja yan memuaskan.

18 Pemodelan dan Simulasi Sistem Pembankit Deviasi Fekuensi, Speed Doop 4% + Inteal Kontol.3.5. pu t,sec Gamba 15 Respon model denan speed-dopp oveno dan kendali inteal tehadap peubahan beban,5 p.u Gamba 15 menunjukkan espons fekuensi sistem untuk anuan beban sebesa,5 p.u. Oveshoot tetini pada,3 p.u. Penambahan kendali inteal mampu membawa fekuensi kesetimbanan ke fekuensi 5 Hz. Walaupun sistem sistem kendali mampu menembalikan fekuensi keluan kembali ke fekuensi 5 Hz, namun masih tedapat osilasi saat sistem tansien menuju ke fekuensi kesetimbanan..5 Deviasi Fekuensi, Speed Doop 4% + Inteal + Deivatif..15 pu t, sec Gamba 16 Respon model denan speed-doop ovenoo dan kendali inteal + divatif tehadap peubahan beban,5 p.u

19 Indawanto, H. Cahyono Gamba 16 menunjukkan espons fekuensi sistem denan speed-doop ovenoo dan kendali inteal + deivatif untuk anuan beban sebesa,5 p.u. Oveshoot tetini pada,3 p.u. Penambahan kendali inteal dan deivatif mampu membawa fekuensi keluaan sistem ke fekuensi 5 Hz tanpa osilasi. Pada umumnya sistem pembankit hanya memiliki senso fekuensi untuk menuku fekuensi keluaan sistem. Penambahan kendali deivatif dapat menuunkan osilasi saat tansien, tetapi untuk peneapan kendali ini dipelukan senso tambahan untuk menuku laku peubahan fekuensi atau estimato untuk menestimasi laju peubahan fekuensi. 5 Kesimpulan Pada makalah ini telah dilakukan pemodelan tubin as denan speed-doop oveno denan eneato yan tehubun denan sistem bus infinite isolated powe. Model tubin as yan dikembankan menunakan pendekatan model tubin uap. Dai simulasi sistem kendali fekuensi dapat disimpulkan bahwa untuk peubahan beban sebesa,5 p.u. fekuensi sistem akan beubah sebesa,35 p.u. untuk speed-doop ovenoo,,3 p.u. untuk speed-doop ovenoo denan kendali inteal dan,3 p.u. untuk speed-doop ovenoo dan kendali inteal + deivatif. Sistem kendali speed-doop ovenoo denan inteal dan deivatif mampu menembalikan fekuensi keluaaan sistem kembali ke fekuensi 5 Hz namun dalam peneapannya memelukan senso tambahan atau estimato. Untuk itu pelu dilakukan kajian lebih lanjut untuk melihat kemunkinan peneapan kendali speed-doop ovenoo dan inteal + deivatif pada sistem pembankit daya. 6 Dafta Pustaka [1] Rowen, W.I., Simplified Mathematical Repesentation of Heavy Duty Gas Tubines, ASME Jounal of Enineein fo Powe, 15, 1983 [] De Mello, F.P. and Ahne, D.J., Dynamic Models fo Combined Cycle Plants in Powe System Studies, IEEE Tansactions on Powe Systems, 9, 1994 [3] Hannett, L.N., Jee, G., and Fadanesh, B., A Goveno / Tubine Model fo a Twin Shaft Combustion Tubine, IEEE Tansactions on Powe Systems, 1, 1995 [4] Hannett, L.N. and Khan, A., Combustion Tubine Dynamic Model Validation Tests, IEEE Tansactions on Powe Systems, 8, 1993 [5] Juado, F., Otea, M., Cano, A., and Caipo, J., Neuo-Fuzzy Contolle fo Gas Tubine in Biomass-Based Electic Powe Plant, Electic Powe System Reseach, 6,

20 Pemodelan dan Simulasi Sistem Pembankit 1 [6] Juado, F., Cano, A., and Caipo, J., Biomass Based Mico-Tubine Plant and Distibution Netwok Stability, Eney Convesion and Manaement, 45, 4 [7] Guda, S.R., Wan, C., and Nehi, M.H., Modelin of Micotubine Powe Geneation Systems, Electic Powe Components and Systems, 34, 6 [8] Balamuuan, S., Xavie, R.J., and Jeyakuma, A.E., Simulation of Response of Gas Tubine Plant with Contolles, Poceedins of National System Confeence, Manipal, India, 7 [9] Balamuuan, S. and Xavie, R.J., Selection of Goveno fo Heavy Duty Gas Tubine Powe Plant, National Confeence on Moden tends in Electical and Instumentation Systems, Coimbatoe, India, 5 [1] Balamuuan, S., Xavie, R.J., and Jeyakuma, A.E., Selection of Goveno and Optimization of its Doop Settin and Roto Time Constant fo Heavy Duty Gas Tubine Plants, Indian Jounal of Powe and Rive Valley Development, 57, 7 [11] Mantzais, J. and Vounas, C., Modelin and Stability of a Sinle-Shaft Combined Cycle Powe Plant, Int. J. of Themodynamics, Vol.1(), 7 [1] De Mello, F.P. and Ahne, D.J., Dynamic models fo combined cycle plants in powe system studies, IEEE Tans. Powe Syst., Vol.9, 1994 [13] Kakimoto, N. and Baba, K., Pefomance of Gas Tubine-Based Plants Duin Fequency Dops, IEEE Tans. on Powe Syst., Vol.18(3), 3 [14] Kundu, P., Powe System Stability and Contol, McGaw-Hill Inc., 1994

21 Indawanto, H. Cahyono LAMPIRAN I DATA PARAMETER MESIN GAS TURBIN-GENERATOR GT 13E1 PLTGU PRIOK No. Nama Paamete Simbol Nilai Besaan 1 Penuatan Kecepatan Goveno K 1.6 pu Konstanta Waktu oveno T.3 s 3 Penatuan kecepatan oveno R.4 s 4 Gain Inteal KI K I.56 5 Waktu tanap dalam as Tubine T.6 s 6 Time la kondisi steady di Combusto T d s 7 Deviasi Beban GT 1. tl 17 maet 9 P L.5 p.u. kenaikan dai MW ke MW 8 Konstanta Inetia Geneato H 5 sec 9 Dampin pembebanan (load dampin) D 1 pu 1 Fekuensi Nominal F 5 Hz