Simulasi Perubahan Frekuensi Akibat Perubahan Beban Untuk Prediksi Waktu Kestabilan pada Sistem Tenaga Listrik Dua Area

Transkripsi

1 Vol., 07 Simulai Perubahan Frekueni Akibat Perubahan Beban Untuk Prediki Waktu Ketabilan pada Sitem Tenaga Litrik Dua Area Arief Goeritno *, Wihnu Kurniawan Soekarna. Program Studi Teknik Elektro, Fakulta Teknik Univerita Ibn Khaldun Bogor Jalan K.H. Sholeh Ikandar km., Kedung Badak, Tanah Sareal, Kota Bogor 664, Indoneia. CV. AAFAH Jalan Sidomulyo T03/W, Cemani Grogol, Sukoharjo, Jawa Tengah 5755 Telepon/Fakimili: ; Mobilephone: Abtrak Telah dilakukan imulai untuk prediki waktu ketabilan pada item tenaga litrik dua area, melalui penentuan ejumlah parameter dan pemberian nilai-nilai aumi. Sejumlah parameter meliputi pengaturan kecepatan, koefiien beban karena enitivita terhadap frekueni, kontanta ineria, tetapan waktu governor, tetapan waktu turbin, da daar berama (common bae)untuk maing-maing area dengan nilai-nilai aumi dipilih, dan perubahan beban (load change) dengan nilai 87,5 MW, 80 MW, dan 60 MW. Nilai perubahan beban dan parameter diubtituikan terhadap ejumlah peramaan untuk perolehan hail penghitungan dengan cara manual. Berdaarkan hail penghitungan, dibuat pemrograman berbantuan Simulink berupa algoritma bentuk grafi dengan dua pilihan, tanpa area control error (ACE) atau dengan ACE. Sejumlah peramaan dan hail algoritma ecara grafi berdaarkan Simulink, dibuat algoritma dan penuian intak berbai aplikai MATLAB. Pilihan algoritma dalam bentuk diagram alir (flowchart) dengan metode iterai. Penentuan intak didaarkan kepada penggunaan aplikai MATLAB. Tampilan e dilakukan perhitungan dengan bantuan program dan imulai berupa () hail perhitungan, () imulai berbantuan diagram blok dalam Simulink tanpa ACE, dan (3) imulai diagram blok dalam Simulink dengan ACE. Pengekekuian program untuk perolehan hail imulai berupa tek dan bentuk kurva. Penggunaan ACE (berupa kompenator integral dan gain) berpengaruh terhadap kecepatan peniadaan nilai deviai frekueni terhadap nilai frekueni item untuk kedua area, itu ebear tiga kali lebih cepat, jika dibandingkan dengan tanpa penggunaan ACE. Pengontrol integral berfungi ebagai penghail repon (tanggapan) item dengan kealahan keadaan tunak ama dengan nol (error aat Steady State 0). Kata kunci: perubahan frekueni akibat perubahan beban, prediki onal computer, automation, future tr, mart ytem Pahuluan Kondii item tenaga litrik ng benar-benar mantap ebenarn tidak pernah ada, karena perubahan beban elalu terjadi etiap aat dalam item tenaga litrik. Perubahan beban bermakna penambahan atau pengurangan beban []. Perubahan beban ng berakibat kepada perubahan frekueni pada item tenaga litrik dikategorikan dalam tabilita keadaan tunak (teady tate) atau ketabilan inl kecil (mall ignal tability) [], ehingga dapat dilakukan dengan pekatan model linear [-6]. Stabilita teady tate merupakan ebuah fungi dari kondii operai, ehingga dapat didefiniikan ebagai ebuah keterjagaan untuk kondii inkroniai euai kemampuan item tenaga litrik ng Manucript received 0 Sepetember 0, revied 0 Oktober 07 E - 37 Copyright 07 FT - UHAMKA. - All right reerved

2 A. Goeritno dan W. K. Soekarna E - 38 terjadi diantara mein-mein dalam item dan aluran ekternal, apabila terjadi perubahan beban baik ecara normal atau lambat [,4,5]. Pengamatan ecara langung terhadap fenomena perubahan beban, han dapat dilakukan pada puat-puat pembangkitan atau pengali beban [7]. Penggunaan model matemati, penentuan algoritma, penyuunan intak, dan penggunaan aplikai komputer dapat digunakan untuk imulai fenomena perubahan beban [4,5]. Aplikai Matrix Laboratory atau lebih dikenal dengan MATLAB [8,9] dapat digunakan untuk keperluan imulai dengan pekatan model linear. Aplikai berbai MATLAB untuk imulai fenomena perubahan frekueni akibat perubahan beban ng diimplementaikan terhadap item tenaga litrik area [5]. Sitem tenaga litrik dua area merupakan bentuk analogi multi area ng diederhanakan, karena keberadaan aluran ikat (tie line) ebagai penghubung antar area [5]. Berdaarkan latar belakang terebut, dibuat algoritma, truktur intak, dan pengekekuian terhadap hail pembuatan program dengan bantuan Simulink [0] dan aplikai berbai MATLAB [8,9] euai tujuan penelitian ng meliputi: () memperoleh hail penghitungan ecara manual berbantuan ejumlah peramaan; () memperoleh pemrograman ng meliputi (a) pemrograman berbantuan Simulink untuk keberadaan fenomena ecara grafik pada perubahan frekueni akibat perubahan beban tanpa dan dengan area control error (ACE), (b) pemrograman berbai aplikai MATLAB, melalui pembauatan algoritma dan uunan intak, dan (c) hail perhitungan berdaarkan program berbai aplikai MATLAB; (3) memperoleh perbandingan antara hail penghitungan ecara manual dan perhitungan dengan program berbai aplikai MATLAB; dan (4) memperoleh hail fenomena perubahan frekueni akibat perubahan beban melalui dua pilihan (tanpa dan dengan ACE) dengan imulai kondii perubahan beban. Daar Teori.. Pengontrolan Sitem Satu Area Sejumlah model digunakan ebagai permodelan matemati untuk implementai pengontrolan frekueni maupun tegangan pada generator inkron. Model-model pada pengontrolan frekueni [5], meliputi model generator (generator model), model beban (load model), model penggerak mula (prime mover model), dan model governor (governor model). Semua model ng ada dijadikan uatu model pengontrolan terhadap frekueni beban atau Load Frequency Control (LFC). Model-model pada pengontrolan tegangan [5], meliputi model amplifier (amplifier model), model ekiter (exciter model), model generator (generator model), dan model enor (enor model). Semua model ng ada dijadikan uatu model pengontrolan terhadap tegangan atau Automatic Voltage egulator (AV). Untuk penghitungan keluaran (output) dalam bentuk nilai frekueni dan tegangan akibat perubahan beban dapat dilakukan melalui perhitungan analitik ecara manual, ehingga perolehan hail dapat dibandingkan terhadap hail penghitungan dengan bantuan komputer, melalui penggunaan bahaa pemrograman. Diagram kemati pengontrolan frekueni dan tegangan pada generator inkron [5], eperti ditunjukkan pada Gambar. Steam P V Valve Control Mechanim P G Turbine P tie Load Frequency Control (LFC) Excitation Sytem Gen. Field G Frequency Senor Gambar. Diagram kemati pengontrolan frekueni dan tegangan pada generator inkron Automatic Voltage egulator (AV) Voltage Senor PG, Q G Berdaarkan Gambar ditunjukkan, bahwa diagram kema terebut dikenal dengan nama bagian dari pengontrolan pembangkitan ecara otomati atau Automatic Generation Control (AGC). Untuk truktur item dengan interkoneki, AGC berperan ebagai pembagi beban antar item, pembangkit, dan generator, agar diperoleh capaian hail ng ekonomi, ketepatan pengaturan pertukaran jadwal da pada hubungan jaringan, diamping untuk perawatan keeragaman frekueni ng lak. Diagram blok item atu area dengan pengontrolan otomati terhadap frekueni beban [5,4], eperti ditunjukkan pada Gambar. P L P ref P g +τ g P V +τ T P m H + D governor turbin perubahan momentum dan beban K I Ω Gambar. Diagram blok item atu area dengan pengontrolan otomati terhadap frekueni beban Berdarkan Gambar ditunjukkan, bahwa fungi alih item kontrol loop tertutup diperoleh peramaan [5], eperti peramaan (). Ω() P L () + τ g ( + τ T ) (H + D) + τ g ( + τ T ) + K + () Copyright 07 FT-UHAMKA. - All right reerved Seminar Naional TEKNOKA ke -, Vol., 07

3 A. Goeritno dan W. K. Soekarna E - 39 Penyederhanaan terhadap diagram blok pada Gambar, dengan maukan (input) han dari PL, maka diperoleh diagram blok dengan truktur baru [5]. Diagram blok ekivalen item atu area dengan pengontrolan otomati terhadap frekueni beban [5], eperti ditunjukkan pada Gambar 3. P L H + D ( +τ )( + τ ) g T Ω Gambar 3. Diagram blok ekivalen item atu area dengan pengontrolan otomati terhadap frekueni beban Perubahan merupakan ebuah maukan dengan P P L L ( ) [5]. Berdaarkan teorema nilai akhir, nilai teady-tate dari Δω diperoleh [5] melalui peramaan (): ω lim Ω( ) ( PL ) (). 0 D + Untuk kondii dimana nilai D 0 [5], maka peramaan () berubah menjadi peramaan (3). ω ( P L ) (3), ehingga nilai perubahan frekueni eperti peramaan (4). f f0 ω (4), maka dapat diperoleh nilai frekueni kondii baru (5) melalui peramaan (5). f f 0 f (5)... Pengontrolan Sitem Dua Area Sitem tenaga litrik untuk keterwakilan dua area, dapat diaumikan dengan penggabungan atu area dan diperhitungkan nilai reaktan aluran tranmii ( X tie ). Setiap area direpreentaikan dengan ebuah umber tegangan dan ebuah reaktan ekivalen. Diagram kemati rangkaian ekivalen item tenaga litrik dengan dua area [5], eperti ditunjukkan pada Gambar 4. G X X X E δ E δ Gambar 4. angkaian ekivalen item tenaga litrik dengan dua area G Paokan da dari bu- ke bu- [5] didekati dengan peramaan (). E E P inδ (6) X dengan: P aliran da dari bu- ke bu-, [MW]; X reaktan aluran dari bu- ke bu-, [ohm]; δ beda udut tegangan bu- dan bu-, [derajat litri]. Perhitungan untuk pengontrolan frekueni item dengan dua area [5], digunakan permaan-peramaan berikut: dp P δ δ P 0 δ (7) dδ Deviai da aluran penghubung (tie-line) diberikan: P P ( δ ) (8) S δ Saat kondii tunak, kedua area bernilai frekueni tunak dengan penyimpangan ama [5], itu: ω ω ω (9) dan (0) Pm P PL ωd P m + P ωd () Perubahan da mekani ditentukan oleh percepatan karakteritik governor [5], eperti ditunjukkan dengan peramaan () dan peramaan (3). P ω () m dan P m ω (3) Perubahan ω [5] dihitung dengan peramaan (4). PL P ω B + B + D D + + L (4) dengan: B dan B faktor penyimpangan frekueni. Perubahan da pada aluran penghubung [5], dihitung dengan peramaan (5). + D PL (5) B P ( PL ) B + B + D D + Copyright 07 FT-UHAMKA. - All right reerved Seminar Naional TEKNOKA ke -, Vol., 07

4 A. Goeritno dan W. K. Soekarna E - 40 Diagram blok pengontrolan frekueni untuk item tenaga litrik dengan dua area tidak dipengaruhi aluran penghubung [5], eperti ditunjukkan pada Gambar 5. P ref P ref + τ g governor P V + τ turbin T + τ g P τ T V P m P L P H + Ω D Gambar 5. Diagram blok pengalian frekueni dua area tidak dipengaruhi aluran penghubung Diagram blok pengontrolan frekueni untuk item tenaga litrik dengan dua area ng dipengaruhi aluran penghubung [4,5], eperti ditunjukkan pada Gambar 6. ACE ACE K I K I B governor turbin perubahan momentum dan beban P H + D + P m P L perubahan momentum dan beban Ω P L P V P m + τ g + τ H + D governor governor T turbin turbin + τ g τt P V P L perubahan momentum dan beban P + H + D P m perubahan momentum dan beban 3 Metodologi Penelitian Untuk perolehan tujuan penelitian, diperlukan ejumlah bahan dan alat penelitian dengan ejumlah langkahlangkah pelakanaan penelitian melalui metode penelitian. 3.. Bahan dan Alat Penelitian Bahan penelitian berupa analogi item tenaga litrik dua area dengan ejumlah aumi, aplikai MATLAB dan Simulink [7]. Nilai-nilai aumi untuk ejumlah parameter pada analogi item tenaga litrik dua area, eperti ditunjukkan pada Tabel. Tabel. Nilai-nilai aumi untuk ejumlah parameter pada analogi item tenaga litrik dua area Parameter Area- Area- Pengaturan kecepatan, 0,05 0,065 Koefiien beban, karena enitif D 0,6 terhadap frekueni, D Kontanta ineria, H H 5 Tetapan waktu governor, τ g τ 0,. g Tetapan waktu turbin, τ 0,5. Da daar berama (common bae) τ T T 000 MVA D 0,9 H 4 τ 0,3. g τ 0,6. T 000 Alat penelitian berupa eperangkat laptop dengan aplikai untuk penghitungan dan imulai. 3. Metode Penelitian Metode penelitian dibuat dalam bentuk diagram alir dengan cara iterai. Diagram alir metode penelitian, eperti ditunjukkan pada Gambar 7. mulai Simulai Perubahan Frekueni Akibat Perubahan Beban Untuk Prediki Waktu Ketabilan pada Sitem Tenaga Litrik Dua Area Memperoleh Hail Penghitungan Secara Manual Berbantuan Sejumlah Peramaan (i) Nilai deviai frekueni keadaan tunak dalam p.u. digunakan peramaan (4); (ii) Nilai deviai frekueni keadaan tunak diperoleh dengan peramaan (4); (iii) Nilai frekueni kondii baru digunakan peramaan (5), (iv) Nilai perubahan da mekani diperoleh peramaan () untuk area- dan peramaan (3) untuk area-; (v) Perubahan beban pada area- digunakan peramaan (0) dan Perubahan beban pada area- digunakan peramaan (); dan (vi) Perolehan nilai perubahan da pada aluran penghubung digunakan peramaan (5). Penghitungan euai peramaan terkait dan berurutan Apakah penghitungan ecara manual, udah euai dan eleai? Tampilkan hail penghitungan Memperoleh Pemrograman ng meliputi: (a) Pemrograman berbantuan Simulink, (b) Pemrograman berbai aplikai MATLAB, (c) Hail perhitungan berdaarkan program berbai aplikai MATLAB, dan (d) Hail perbandingan antara hail penghitungan ecara manual dan perhitungan dengan program berbai aplikai MATLAB; (a) pemrograman berbantuan Simulink untuk keberadaan fenomena ecara grafik pada perubahan frekueni akibat perubahan beban tanpa dan dengan area control error (ACE); (b) pemrograman berbai aplikai MATLAB, melalui pembauatan algoritma dan uunan intak; (c) hail perhitungan berdaarkan program berbai aplikai MATLAB dengan nilai-nilai aumi untuk ejumlah parameter, dan (d) hail perbandingan antara hail perhitungan dengan program berbai aplikai MATLABdan penghitungan ecara manual; Pemrograman berbai aplikai MATLAB, melalui pembuatan algoritma dan uunan intak Apakah pemrograman berbai aplikai MATLAB, udah euai dan eleai? Perhitungan berdaarkan program berbai aplikai MATLAB dengan nilai-nilai aumi untuk ejumlah parameter Perbandingan antara hail perhitungan dengan program berbai aplikai MATLAB dan penghitungan ecara manual Apakah perhitungan dengan nilai-nilai aumi, udah euai dan eleai? Memperoleh Perbandingan antara Hail Perhitungan dengan Program Berbai Aplikai MATLAB dan Penghitungan Secara Manual Perbandingan antara hail perhitungan dan penghitungan (dipilih contoh: perubahan beban 87,5 MW) Apakah proe perbandingan perhitungan dan penghitungan, udah euai dan eleai? Memperoleh Hail Fenomena Perubahan Frekueni akibat Perubahan Beban melalui Simulai terhadap dengan Dua Pilihan (tanpa dan dengan ACE) dengan Nilai-nilai Aumi () Aumi 3 kondii perubahan beban (87,5 mw, 80 MW, dan 60 MW) tanpa pemberian ACE; () Aumi 3 kondii perubahan beban (87,5 mw, 80 MW, dan 60 MW) dengan pemberian ACE; B ACE Area Control Error Gambar 6. Diagram blok pengontrolan frekueni untuk item tenaga litrik dengan dua area ng dipengaruhi aluran penghubung Apakah pemrograman dengan Simulink, eleai Apakah hail fenomena perubahan frekueni, udah euai? udah euai dan eleai? Gambar 7 Diagram alir metode penelitian Pemrograman dengan Simulink (tanpa dan dengan) area control error Perbandingan antara hail perhitungan dengan program berbai aplikai MATLAB dan penghitungan ecara manual 4 Hail dan Pembahaan 4.. Penghitungan dengan Cara Manual Berbantuan Sejumlah Peramaan Copyright 07 FT-UHAMKA. - All right reerved Seminar Naional TEKNOKA ke -, Vol., 07

5 A. Goeritno dan W. K. Soekarna E - 4 Penggunaan terhadap ejumlah peramaan ng diketahui, maka perubahan beban pada area- dalam p.u., diperoleh itu load change 87,5 P 0, 875. Nilai deviai L common bae 000 frekueni keadaan tunak dalam p.u. digunakan peramaan (4). P L 0,875 ω + D , ,9 D 0,05 0,065 0,875 0,875 0,005 ( 0 + 0,6) + ( 6 + 0,9) 37,5 Nilai deviai frekueni keadaan tunak diperoleh dengan peramaan (4), itu: f ω f0 ( 0,005) (60) 0,3 Hertz. Untuk nilai frekueni baru digunakan peramaan (5), ehingga: f f0 + f 60 0,3 59, 7 hertz. Nilai perubahan da mekani diperoleh dengan penggunaan peramaan () untuk area- dan penggunaan peramaan (3) untuk area-, ehingga: ω 0,005 P 0, p.. 0,05 u m atau 00 MW dan ω 0,005 P 0,080 p.. 0,065 u m atau 80 MW. Perbandingan kedua nilai ini (00 MW dan 80 MW) didaarkan kepada pilihan nilai aumi untuk kontanta ineria ( H ). Berdaarkan hail penghitungan terebut, maka nilai da generator pada area- ebear 00 MW dan pada area- ebear 80 MW dengan nilai frekueni kondii baru ebear 59,7 hertz. Total pergantian da generator ebear 80 MW. Saat perubahan beban ebear 87,5 MW, terdapat kekurangan da ebear 7,5 MW. Kekurangan da dengan nilai frekueni terebut, da generator alami penurunan. Penggunaan peramaan (0) dan (), maka perubahan beban pada area- ebear ω D ( 0,005) (0,6) 0, 003 p.u. atau -3 MW dan perubahan beban pada area-, ebear ω D ( 0,005) (0,9) 0, 0045 p.u. atau -4,5 MW, maka total perubahan beban ebear 7,5 MW. Perbandingan kedua nilai ini (3 MW dan 4,5 MW) didaarkan kepada pilihan nilai aumi untuk koefiieni beban, karena enitif terhadap frekueni ( D ). Penggunaan peramaan (5) untuk perolehan nilai perubahan da pada aluran penghubung, dengan ejumlah penghitungan: #pertama + D PL P + D + D 0, , ,05 0,065 ( 0,005) ( 6,9) 0,0845 p. u. atau 84,5 MW atau #kedua P ω + D ( 0,005) + 0, 9 0,065 ( 0,005) ( 6,9) 0,0845 p. u. atau 84,5 MW atau #ketiga + 0,9 B 0,065 P ( P ) L ( 0,875) B + B , ,9 0, ( 0,875) ( 0,875 0,065 ) ( 0,6 + 6,9) 37,5 0,4507 0,875 0,0845 p. u. atau -84,5 MW. Nilai 84,5 MW adalah nilai aliran da dari area- ke area- ebear 80 MW dan terdapat penambahan pada area- ebear 4,5 MW ng diperoleh dari hail reduki da di area- pada aat terjadi penurunan nilai frekueni. Dapat dilakukan cara ng ama untuk untuk kondii perubahan da beban ebear 80 MW dan 60 W. 4. Pemrograman 4.. Pemrograman berbantuan Simulink Pemrograman berbantuan Simulink merupakan pembuatan algoritma ecara grafi. Untuk imulai perubahan frekueni akibat perubahan beban dibuat untuk ejumlah kondii perubahan beban, itu pada nilai 87,5 MW, 80 MW, dan 60 MW. Diagram blok pengontrolan dibuat tanpa pemberian area control error dan dengan pemberian area control error. Area Control Error berupa kompenator bentuk integral dan penguatan (gain). Pembuatan pemrograman dengan algoritma grafi berdaarkan Gambar 5 dan Gambar 6. Diagram kemati algoritma ecara grafi berbantuan Simulink untuk imulai fenomena perubahan frekueni akibat perubahan tanpa pemberian area control error, eperti ditunjukkan pada Gambar 8. Copyright 07 FT-UHAMKA. - All right reerved Seminar Naional TEKNOKA ke -, Vol., 07

6 A. Goeritno dan W. K. Soekarna E - 4 Gambar 8. Diagram kemati algoritma ecara grafi berbantuan Simulink untuk imulai fenomena perubahan frekueni akibat perubahan tanpa pemberian area control error Berdaarkan Gambar 8 ditunjukkan, bahwa dibuat diagram ejeni untuk ejumlah nilai aumi untuk perubahan beban ebagai nilai aumi, itu 87,5 MW, 80 MW, dan 60 MW. Diagram kemati algoritma ecara grafi berbantuan Simulink untuk imulai fenomena perubahan frekueni akibat perubahan dengan pemberian area control error, eperti ditunjukkan pada Gambar Pemrograman berbai aplikai MATLAB Pemrograman berbantuan aplikai elalu diawali dengan pembuatan algoritma dan diikuti penyuunan intak. Untuk pemrograman berbai MATLAB, pembuatan algoritma dapat dilakukan ecara berama-ama aat pembuatan intak. Suunan intak untuk imulai fenomena perubahan frekueni akibat perubahan beban di item tenaga litrik dua area, eperti ditunjukkan uunan beikut. %DATA PADA AEA SATU% input('maukkan pengaturan kec., ') Dinput('maukkan koef.beban.krn.en.thdp.frek., D ') Hinput('maukkan kont. ineria, H ') TGinput('maukkan tetapan waktu governor, TG ') TTinput('maukkan tetapan waktu turbin, TT ') %DATA PADA AEA DUA% input('maukkan pengaturan kec., ') Dinput('maukkan koef.beban.krn.en.thdp.frek., D ') Hinput('maukkan kont. ineria, H ') TGinput('maukkan tetapan waktu governor, TG ') TTinput('maukkan tetapan waktu turbin, TT ') %DATA TETAP% F0 60 %frekueni tandar BP 000 %bae MVA LC87.5 %load change LC80 %load change LC360 %load change 3 MENUmenu('PENGONTOLAN FEKUENSI DI STL AEA DENGAN LOAD CHANGE',... '()HASIL PEHITUNGAN BEBASIS APLIKASI MATLAB',... '()SIMULASI BEBASIS SIMULINK TANPA ACE',... '(3)SIMULASI BEBASIS SIMULINK DGN ACE') if MENU %perubahan beban pada area dalam p.u.% deltapllc/bp %deviai frekueni keadaan tunak dalam p.u.% deltaomega-deltapl/(((/)+d)+((/)+d)) %deviai frekueni keadaan tunak% deltafrekuenideltaomega*f0 %nilai freueni kondii baru% FF0+deltafrekueni %perubahan da mekani area-% deltapm-deltaomega/ deltapmdeltapm*000 %perubahan da mekani area-% deltapm-deltaomega/ deltapmdeltapm*000 Gambar 9. Diagram kemati algoritma ecara grafi berbantuan Simulink untuk imulai fenomena perubahan frekueni akibat perubahan dengan pemberian area control error Berdaarkan Gambar 9 ditunjukkan, bahwa dibuat diagram ejeni untuk ejumlah nilai aumi untuk perubahan beban ebagai nilai aumi, itu 87,5 MW, 80 MW, dan 60 MW. %pada area- dihailkan... MW dan area-... MW, dan% %frekueni kondii baru br... hertz. Total dari generator, br... MW,% %edangkan eharun... MW, maka kekurangan br... MW,% %karena pada area beban alami drop tegangan% %perubahan beban pada area-% JtdeltaOmega*D JtJt*000 %perubahan beban pada area-% JtdeltaOmega*D JtJt*000 %da pd jaringan penghubung% deltap(-deltapl/(((/)+d)+((/)+d))*((/)+d)) deltapdeltap*000 delta.pdeltaomega*((/)+d) delta.pdelta.p*000 B((/)+D) B((/)+D) delta_p((b/(b+b))*(-deltapl)) delta_pdelta_p*000 %maka aliran dari area- ke area- br... MW,% %dgn... MW dari penambahan pd area-,% %dan... MW reduki di area-, krn jatuh frekueni% ele if MENU open ('AGSD.mdl') paue im ('AGSD') ele if MENU3 open ('AGSD.mdl') paue im ('AGSD') paue Copyright 07 FT-UHAMKA. - All right reerved Seminar Naional TEKNOKA ke -, Vol., 07

7 A. Goeritno dan W. K. Soekarna E - 43 MENUmenu('"PENGONTOLAN FEKUENSI DI STL AEA DENGAN LOAD CHANGE"',... '()HASIL PEHITUNGAN BEBASIS APLIKASI MATLAB',... '()SIMULASI BEBASIS SIMULINK TANPA ACE',... '(3)SIMULASI BEBASIS SIMULINK DGN ACE') if MENU %perubahan beban pada area- dalam p.u.% deltapllc/bp %deviai frekueni keadaan tunak dalam p.u.% deltaomega-deltapl/(((/)+d)+((/)+d)) %deviai frekueni keadaan tunak% deltafrekuenideltaomega*f0 %nilai frekueni kondii baru% FF0+deltafrekueni %perubahan da mekani area-% deltapm-deltaomega/ deltapmdeltapm*000 %perubahan da mekani area-% deltapm-deltaomega/ deltapmdeltapm*000 %pada area- dihailkan... MW dan area-... MW, dan% %frekueni kondii baru br... hertz. Total dari generator, br... MW,% %edangkan eharun... MW, maka kekurangan br... MW,% %karena pada area beban alami drop tegangan% %perubahan beban pada area-% JtdeltaOmega*D JtJt*000 %Perubahan beban pada area % JtdeltaOmega*D JtJt*000 %Jarinngan ikat da% deltap(-deltapl/(((/)+d)+((/)+d))*((/)+d)) deltapdeltap*000 delta.pdeltaomega*((/)+d) delta.pdelta.p*000 B((/)+D) B((/)+D) delta_p((b/(b+b))*(-deltapl)) delta_pdelta_p*000 %maka aliran dari area ke area 8. MW.% %dimana 76.8 MW adalah increaed generation pada area,% %dan 4.3 MW adalah reduki di area karena da due terhadap jatuh frekueni% ele if MENU open ('AGSD3.mdl') paue im ('AGSD3') ele if MENU3 open ('AGSD4.mdl') paue im ('AGSD4') paue MENU3menu('"PENGONTOLAN FEKUENSI DI STL AEA DENGAN LOAD CHANGE"',... '()HASIL PEHITUNGAN BEBASIS APLIKASI MATLAB',... '()SIMULASI BEBASIS SIMULINK TANPA ACE',... '(3)SIMULASI BEBASIS SIMULINK DGN ACE') if MENU3 %perubahan beban pada area dalam p.u.% deltapllc3/bp %deviai frekueni keadaan tunak dalam p.u.% deltaomega-deltapl/(((/)+d)+((/)+d)) %deviai fekueni keadaan tunak% deltafrekuenideltaomega*f0 %nilai freueni kondii baru% FF0+deltafrekueni %perubahan da mekani area-% deltapm-deltaomega/ deltapmdeltapm*000 %perubahan da mekani area-% deltapm-deltaomega/ deltapmdeltapm*000 %pada area- dihailkan... MW dan area-... MW, dan% %frekueni kondii baru br... hertz. Total dari generator, br... MW,% %edangkan eharun... MW, maka kekurangan br... MW,% %karena pada area beban alami drop tegangan% %perubahan beban pada area-% JtdeltaOmega*D JtJt*000 %Perubahan beban pada area % JtdeltaOmega*D JtJt*000 %Jaringan ikat da% deltap(-deltapl/(((/)+d)+((/)+d))*((/)+d)) deltapdeltap*000 delta.pdeltaomega*((/)+d) delta.pdelta.p*000 B((/)+D) B((/)+D) delta_p((b/(b+b))*(-deltapl)) delta_pdelta_p*000 %maka aliran da dari area- ke area- br... MW.% %dengan... MW dari penambahan pada area-,% %dan... MW dari reduki di area- karena dadue terhadap jatuh frekueni% ele if MENU3 open ('AGSD5.mdl') paue im ('AGSD5') ele if MENU33 open ('AGSD6.mdl') paue im ('AGSD6') MENU4menu('"Apakah keluar dari program MATLAB?"',... '() YA',... '() TIDAK') if MENU4 quit ele if MENU4 cloe_ytem ('AGSD'); cloe_ytem ('AGSD'); cloe_ytem ('AGSD3'); cloe_ytem ('AGSD4'); cloe_ytem ('AGSD5'); cloe_ytem ('AGSD6'); Struktur intak terebut, diekekui pada aplikai MATLAB, ehingga tertampilkan pada Command Window aplikai untuk dilakukan ubtitui ejumlah nilai-nilai aumi untuk ejumlah parameter eperti ditunjukkan pada Tabel. Tampilan etelah dilakukan ubtitui diperoleh informai, itu maukkan pengaturan kec., maukkan koef.beban.krn.en.thdp.frek., D 0.6 D maukkan kont. ineria, H 5 H 5 maukkan tetapan waktu governor, TG 0. TG maukkan tetapan waktu turbin, TT 0.5 TT maukkan pengaturan kec., maukkan koef.beban.krn.en.thdp.frek., D 0.9 D maukkan kont. ineria, H 4 H 4 maukkan tetapan waktu governor, TG 0.3 TG Copyright 07 FT-UHAMKA. - All right reerved Seminar Naional TEKNOKA ke -, Vol., 07

8 A. Goeritno dan W. K. Soekarna E maukkan tetapan waktu turbin, TT 0.6 TT F0 60 BP 000 LC LC 80 LC3 60. Selain hal terebut, juga ditampilkan bentuk dahboard. Tampilan bentuk dahboard, eperti ditunjukkan pada Gambar 0. Gambar 0. Tampilan bentuk dahboard Berdaarkan Gambar 0 ditunjukkan, bahwa untuk perhitungan berbantuan program berbai aplikai MATLAB, maka dipilih () HASIL PEHITUNGAN BEBASIS APLIKASI MATLAB Perhitungan berbantuan program berbai aplikai MATLAB Pilihan terhadap () HASIL PEHITUNGAN BEBASIS APLIKASI MATLAB, diperoleh MENU deltapl deltaomega deltafrekueni F deltapm deltapm deltapm deltapm 80 Jt Jt -3 Jt Jt deltap deltap delta P: delta P: P: B B delta_p delta_p Perbandingan antara Hail Perhitungan dengan Berbai Aplikai MATLAB dan Hail Penghitungan dengan Cara Manual Hail perhitungan berbantuan aplikai MATLAB dibandingkan terhadap hail penghitungan ecara manual untuk kondii tiga aumi nilai perubahan beban ebear 87,5 MW, 80 MW, dan 60 MW. Tertampilkan pada makalah ini diwakili oleh perubahan beban dengan nilai aumi ebear 87,5 MW. Hail diperoleh ditunjukkan, bahwa terdapat keamaan (tidak terdapat perbedaan) antara kedua penghitungan, ehingga pembuatan program berbai aplikai MATLAB telah memenuhi ecara algoritma dan intak, ehingga dalam hal nilai da generator pada area- ebear 00 MW dan pada area- ebear 80 MW dengan nilai frekueni kondii baru ebear 59,7 hertz, total pergantian da generator ebear 80 MW. Saat perubahan beban ebear 87,5 MW, terdapat kekurangan da ebear 7,5 MW ng dialami generator, ehingga terdapat penurunan frekueni ebear 0,3 hertz dan terjadi penurunan da pada area- ebear 3 MW dan di area- ebear 4,5 MW. Perolehan nilai perubahan da pada aluran penghubung ebaar 84,5 MW, adalah nilai aliran da dari area- ke area- ebear 80 MW dan terdapat penambahan pada area- ebear 4,5 MW ng diperoleh dari hail reduki da di area- pada aat terjadi penurunan nilai frekueni Simulai Fenomena Perubahan Frekueni Akibat Perubahan Beban Simulai fenomena perubahan frekueni akibat perubahan beban dilakukan berbantuan Simulink. Simulai didaarkan kepada diagram kemati pada Gambar 8 dan Gambar 9 untuk tiga kondii/bear nilai perubahan beban. Tampilan perubahan nilai deviai frekueni terhadap perubahan waktu hail imulai perubahan frekueni akibat perubahan beban berbantuan Simulink tanpa area control error, eperti ditunjukkan pada Gambar. Copyright 07 FT-UHAMKA. - All right reerved Seminar Naional TEKNOKA ke -, Vol., 07

9 A. Goeritno dan W. K. Soekarna E - 45 Tampilan perubahan nilai deviai frekueni terhadap perubahan waktu hail imulai perubahan frekueni akibat perubahan beban berbantuan Simulink dengan area control error, eperti ditunjukkan pada Gambar. (a) Perubahan beban 87,5 MVA (a) Perubahan beban 87,5 MVA (b) Perubahan beban 80 MVA (b) Perubahan beban 80 MVA (c) Perubahan beban 60 MVA Gambar. Tampilan perubahan nilai deviai frekueni terhadap perubahan waktu hail imulai perubahan frekueni akibat perubahan beban berbantuan Simulink tanpa area control error (c) Perubahan beban 60 MVA Gambar Tampilan perubahan nilai deviai frekueni terhadap perubahan waktu hail imulai perubahan frekueni akibat perubahan beban berbantuan Simulink dengan area control error Copyright 07 FT-UHAMKA. - All right reerved Seminar Naional TEKNOKA ke -, Vol., 07

10 A. Goeritno dan W. K. Soekarna E - 46 Berdaarkan Gambar dan Gambar ditunjukkan, bahwa penerapan ACE berpengaruh terhadap kecepatan peniadaan nilai deviai frekueni terhadap nilai frekueni item untuk kedua area. Perubahan beban eungguhn dapat berpengaruh terhadap kedua mekanime pengontrolan, baik frekueni maupun tegangan. Berkenaan dengan imulai ini han terhadap perubahan da real, maka nilai perubahan tegangan tidak dianggap berpengaruh dalam perhitungan manual maupun perhitungan dengan berbai aplikai komputer. 5 Simpulan Berdaarkan hail dan pembahaan, maka ditarik impulan euai tujuan penelitian. () Penghitungan ecara manual imulai fenomena perubahan frekueni akibat perubahan beban dilakukan dengan penggunaan ejumlah peramaan, parameter, niali aumi. Hail imulai dengan nilai aumi perubahan beban ebear 87,5 MW ditunjukkan, bahwa perubahan beban terebut dipaok dari mein area- ebear 00 MW dan dari mein area- ebear 80 MW. Perbandingan kedua nilai ini (00 MW dan 80 MW) didaarkan kepada pilihan nilai aumi untuk kontanta ineria ( H ). Kekurangan 7,5 MW diatai dengan pengurangan beban pada area- ebear 3 MW dan area- ebear 4,5 MW dengan kondii nilai frekueni ebear 59,7 hertz, dari en ebear 60 hertz. Perbandingan kedua nilai ini (3 MW dan 4,5 MW) didaarkan kepada pilihan nilai aumi untuk koefiieni beban, karena enitif terhadap frekueni ( D ). () Pemrograman berbantuan Simulink berupa algoritma ecara grafi dengan kondii tanpa ACE dan dengan ACE ng dibuat maing-maing untuk untuk perubahan beban 87,5 MW, 80 MW, dan 60 MW. Pemrograman berbai aplikai MATLAB dibuat dengan ejumlah tahapan. Tahapan etelah ekekui program, muncul permintaan ubtitui ejumlah nilai aumi, ehingga tertampilkan emacam dahboard berupa pilihan (i) perhitungan berbantuan program, (ii) pilihan tampilan kurva perubahan frekueni dengan item tanpa ACE, dan (iii) pilihan tampilan kurva perubahan frekueni dengan item diberi ACE. Pilihan terhadap perhitungan berbantuan program dihailkan eperti hail penghitungan ecara manual. Hal itu berarti, bahwa truktur program telah euai dan dapat digunakan untuk imulai pengontrolan frekueni pada item tenaga litrik dua area. (3) Hail imulai dengan program berbantuan apikai MATLAB tidak terdapat perbedaan jika dibandingkan terhadap penghitungan ecara manual, dengan hail tertampilkan untuk nilai aumi perubahan beban 87,5 MW. (4) Hail imulai perubahan frekueni akibat perubahan beban ditunjukkan, bahwa penggunaan ACE (berupa kompenator integral dan gain) berpengaruh terhadap kecepatan peniadaan nilai deviai frekueni terhadap nilai frekueni item untuk kedua area, itu ebear tiga kali lebih cepat, jika dibandingkan dengan tanpa penggunaan ACE. Pengontrol integral berfungi ebagai penghail repon (tanggapan) item dengan kealahan keadaan tunak ama dengan nol (error aat Steady State 0). Keputakaan [] Elgerd, O.I., Chapter 3 The Electric Energy Sytem Operational Conideration, in Electric Energy Sytem Theory: An Introduction, New Delhi: Tata McGraw-Hill Publihing Company Ltd., pp (97). [] Xu, Z., Shao, W., Zhou C., Power Sytem Small Signal Stability Analyi Baed on Tet Signal, in 4 th PSCC, Sevilla, pp. -8, 4-8 June 00. [3] Mondal, D., Chakrabarti, A., Sengupta, A., Chapter Concept of Smal Signal Stability, in Power Sytem Small Sgnal Stability Analyi and Control, Firt Edition. London: Academic Pre, pp. -. (04). [4] Wood, A.J. and Wollengerg, B.F., Chapter 9 Control of Generation, in Power Generation, Operation, and Control, Second Edition, New York, NY: John Wiley & Son, Inc., pp (996). [5] Saadat, H., Chapter Power Sytem Control, in Power Sytem Analyi. New York, NY: WCB/McGraw-Hill, pp (999). [6] Chompoobutrgool, Y., Concept for Power Sytem Small Signal Stability Analyi and Feedback Control Deign Conidering Synchrophaor Meaurement, MS Thei, KTH School of Electrical Engineering, Stockholm, 0. [7] Bevrani, H., Watanabe, M., Mitan, Y., Chapter An Introduction On Power Sytem Monitoring, In Power Sytem Monitoring And Control, t Edition. Hoboken, Nj: John Wiley & Son, Inc., Pp. -4. (04). [8] Dukkipati,.V., Analyi and Deign of Control Sytem Uing MATLAB, t Edition. New Delhi: New Age International, pp (006). [9] Moyi, L., Tiaoui, M., Charalampidi, N., Eliadou, M., Kafetzi, I., An Introduction to Control Theory Application with Matlab, pp (05). [Online]. Available: _to_control_theory_application_with_matlab [0] Omari, S., Bloch, M., MATLAB Control Sytem Toolbox Compium, Zürich: ETH (Eidgenöiche Techniche Hochchule, Swi Federal Intitute of Technology) Zürich, pp (October 6, 007). Copyright 07 FT-UHAMKA. - All right reerved Seminar Naional TEKNOKA ke -, Vol., 07