BAB I PENDAHULUAN. Bab ini membahas garis besar penelitian yang meliputi latar belakang,

Transkripsi

1 BAB I PENDAHULUAN Bab ini membahas garis besar penelitian yang meliputi latar belakang, rumusan masalah, batasan masalah, tujuan penelitian, manfaat penelitian dan sistematika penulisan penelitian Latar Belakang Suatu sistem tenaga listrik secara secara umum terdiri dari pusat pembangkitan listrik, jaringan, dan beban. Dalam pemodelan sistem tenaga listrik, terdapat persamaan-persamaan differensial dan aljabar yang merepresentasikan pembangkit, jaringan, dan beban. Dalam unit pembangkit, pemodelan direpresentasikan dengan model generator dan sistem eksitasi tertentu. Penelitian ini menggunakan generator dengan model two-axes dan untuk sistem eksitasi menggunakan model IEEE tipe 1. Selain itu, representasi dari jaringan menggunakan analisis aliran daya. Dalam pengoperasian sistem tenaga listrik pemodelan ini digunakan untuk mengetahui keadaan sistem ketika beroperasi dalam keadaan normal maupun dalam keadaan terdapat gangguan. Salah satu gangguan yang terjadi dalam pengoperasian sistem tenaga listrik adalah gangguan kecil dimana kemampuan sistem tenaga listrik dalam menghadapi gangguan kecil disebut dengan istilah small signal stability [1] [2]. Small signal stability adalah kemampuan dari sistem tenaga untuk menjaga sinkronisasi ketika ada gangguan kecil. Gangguan kecil yang muncul 1

2 secara kontinyu pada sistem tenaga adalah variasi dari beban dan pembangkitan. Permasalahan kestabilan yang muncul ada 2 bentuk yaitu : (1) meningkatnya sudut rotor dikarenakan kurangnya torsi sinkronisasi, atau (2) meningkatnya amplitude osilasi rotor dikarenakan kurangnya torsi redaman [3]. Respon natural dari sebuah sistem tenaga tergantung dari beberapa faktor termasuk operasi awal, kemampuan dari sistem transmisi, dan tipe dari pengendali eksitasi di generator. Oleh karena itu, pemodelan eksitasi dan generator pada pembangkit serta kondisi statis dari aliran daya pada jaringan beban digabungkan sehingga mendapatkan algoritma untuk mendapatkan representasi state space dari sistem tenaga tersebut. Pemodelan state space menghasilkan nilai eigenvalue state space sehingga dapat menganalisis kestabilan dari sistem tenaga listrik tersebut. Pada penelitian ini akan dilakukan analisis kestabilan dengan pemodelan state space untuk sistem tenaga listrik Jawa-Bali di Tahun 2015 dengan variasi pembebanan tertentu. Hasil dari analisis kestabilan dapat digunakan untuk perencanaan beban dan desain kontrol yang dapat meningkatkan kestabilan sistem tenaga listrik Jawa-Bali 500 kv [4] [5] [6] Rumusan Masalah Permasalahan yang akan dibahas dalam penelitian ini adalah : 1. Apakah pemodelan state-space yang dilakukan menghasilkan hasil yang akurat untuk menganalisis pengaruh variasi pembebanan pada sistem tenaga listrik Jawa-Bali? 2

3 2. Bagaimanakah tingkat kestabilan sistem Jawa-Bali pada keadaan pembebanan normal Tahun 2015? 3. Apakah pengaruh dari variasi pembebanan terhadap kestabilan sistem tenaga listrik Jawa-bali berdasarkan analisis eigenvalue, rasio redaman, tanggapan frekuensi, dan participation factor? 1.3. Batasan Masalah Adapun batasan masalah pada penelitian ini adalah : 1. Sistem yang digunakan adalah sistem transmisi 500 kv Jawa-Bali dan WSCC 9 bus, 3 mesin sebagai validasi program. 2. Pemrograman untuk pemodelan state space berbasis MATLAB. 3. Pemodelan state-space dirancang menggunakan basis two-axes model dan IEEE-Type 1 exciter. 4. Batasan aliran daya mengikuti konvergensi program dari MatPower Tujuan dan Manfaat Penelitian Tujuan Tujuan dari penelitian ini adalah : 1. Membuat pemodelan sistem tenaga listrik dengan menggunakan pemodelan state space. 3

4 2. Mengetahui nilai kestabilan sistem tenaga listrik Jawa-Bali pada kondisi pembebanan normal Tahun Mengetahui pengaruh variasi pembebanan pada kestabilan sistem tenaga listrik Jawa-Bali Manfaat Manfaat dari penelitian ini adalah : 1. Mengetahui keakuratan program dengam pemodelan state-space. 2. Meninjau pengimplementasian dari metode pemodelan state-space pada studi stabilitas. 3. Sebagai salah satu studi pengaruh variasi pembebanan pada sistem tenaga listrik Jawa-Bali Sistematika Penulisan Sistematika penulisan yang akan digunakan untuk menyusun laporan penelitian ini adalah sebagai berikut: 1. Bab I Pendahuluan Berisi mengenai latar belakang, rumusan masalah, batasan masalah, manfaat dan tujuan penelitian, dan sistematika penulisan. 4

5 2. Bab II Tinjauan Pustaka dan Dasar Teori Berisi tinjauan pustaka atas penelitian yang sudah ada sebelumnya dan teori-teori yang mendukung penelitian seperti persamaan karakteristik jaringan, pemodelan state-space, unit generator two-axes model, IEEE-Type 1 exciter. 3. Bab III Metode Penelitian Berisi sumber data dan program bantu analisis yang digunakan untuk penelitian. Selain itu juga terdapat konfigurasi skenario dan diagram alir yang dilakukan pada penelitian ini. 4. Bab IV Hasil dan Pembahasan Berisi analisis stabilitas terhadap skenario variasi pembebanan yang telah dilakukan pada penelitian ini. 5. Bab V Kesimpulan dan Saran Bab ini berisi kesimpulan yang diperoleh dari hasil pembahasan serta saran-saran yang berhubungan dengan hasil tersebut dan kaitannya dengan studi kestabilan sistem tenaga listrik dengan metode pemodelan state-space. 5