1. BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Distributed generation adalah sebuah konsep teknologi pembangkit energi listrik dengan kapasitas kecil yang dapat dioperasikan dengan memanfaatkan potensi sumber daya di daerah terpencil sebagai energi primernya. Distributed Generation terletak dekat dengan kawasan beban. Pengembangan dari konsep distributed generation ini sejalan dengan upaya pengembangan pemanfaatan Energi Baru Terbarukan (EBT) sebagai langkah untuk menanggulangi krisis energi yang terjadi seiring dengan pertumbuhan kebutuhan energi listrik. Salah satu keuntungan dari skema distributed generation adalah mengurangi pengeluaran biaya untuk pembangunan jaringan transmisi dan distribusi, mengurangi emisi, ramah lingkungan dan meningkatkan keandalan [1]. Penambahan distributed generation ini digunakan pula untuk meningkatkan profil tegangan sistem yang ada. Representasi jaringan distribusi yang digunakan dalam penelitian adalah dengan menggunakan sistem IEEE 13 Node Test Feeder, menggunakan metode simplifikasi untuk mengurangi galat yang dihasilkan pada sistem simulasi. Pemilihan generator sinkron pada simulasi dilakukan karena generator sinkron merupakan mesin yang memiliki daya output yang besar sehingga dapat menambah kapasitas dari saluran serta dapat memberi bantuan pasokan daya reaktif 1
yang dibutuhkan saluran. Generator sinkron merupakan salah satu alternatif penghasil energi listrik untuk sistem distributed generation. Gangguan sistem yang dapat mengganggu kinerja dari distributed generation ini diantaranya adalah terputusnya distributed generation dari grid, kondisi ini dinamakan kondisi Islanding atau loss of grid. Pada saat kondisi ini terjadi maka beban yang semula ditanggung oleh jaringan dan grid secara paralel akan ditanggung sendiri oleh generator sinkron. Beban yang terlalu besar ataupun terlalu kecil ini dapat menyebabkan kerusakan pada mesin sinkron. Untuk menghindari kerusakan yang terjadi akibat loss of grid, maka generator sinkron harus dilepas dari sistem [2]. Generator sinkron yang digunakan sebagai distributed generation ini harus dilepas dari sistem dalam waktu kurang lebih 100 sampai 200 ms setelah loss of grid terjadi. Oleh karenanya perlu dilakukan proteksi untuk melindungi generator sinkron yang terpasang sebagai distributed generation karena pada saat kondisi loss of grid terjadi akan terjadi perubahan pada tegangan kerja, arus dan daya yang ada dalam sistem. Peralatan proteksi yang umum digunakan untuk proteksi loss of grid adalah rele under/over voltage dan rele under/over frequency. Sedangkan rele under/over speed digunakan untuk proteksi dari generator sinkron sendiri serta kontrol AVR dan governor untuk menjaga kestabilan. Penelitian ini mempelajari pemasangan proteksi pada distributed generation yang disambungkan dengan IEEE 13 Node Test Feeder saat terjadi kondisi loss of grid. Tegangan kerja, arus yang mengalir, daya aktif, torsi serta kecepatan putar 2
dari generator sinkron digunakan sebagai tolak ukur pemasangan simulasi sistem proteksi distributed generation. 1.2 Rumusan Masalah 1. Bagaimana pengaruh pemasangan distributed generation pada node 650 IEEE 13 Node Test Feeder? 2. Bagaimana pengaruh loss of grid terhadap respon generator sinkron yang digunakan sebagai distributed generation yang terpasang pada IEEE 13 Node Test Feeder? 3. Bagaimana pengaruh pemasangan proteksi terhadap respon generator sinkron yang digunakan sebagai DG saat kondisi loss of grid? 1.3 Batasan Masalah Batasan masalah pada penelitian ini adalah: 1. Software simulasi yang digunakan adalah Sim Power Sistem Toolbox MATLAB R2013a. 2. Parameter saluran yang digunakan dari Distribution Sistem Analysis Subcommitee, IEEE 13 Node Test Feeder. 3. Metode simplifikasi digunakan pada simulasi sistem IEEE 13 Node Test Feeder. 4. Pengamatan terhadap respon generator sinkron yang digunakan pada saat terjadi loss of grid di sistem IEEE 13 Node Test Feeder. 5. Melakukan pengamatan kinerja sistem proteksi distributed generation pada saat terjadi loss of grid di sistem IEEE 13 Node Test Feeder. 3
1.4 Tujuan Penelitian Tujuan dilaksanakannya penelitian ini adalah : 1. Mengetahui pengaruh pemasangan distributed generation pada node 650 sistem IEEE 13 Node Test Feeder. 2. Mengetahui respon generator sinkron pada saat terjadi loss of grid yang terpasang pada saluran distribusi IEEE 13 Node Test Feeder. 3. Mengetahui kinerja sistem proteksi yang bekerja untuk melindungi generator sinkron pada saat kondisi loss of grid. 1.5 Sistematika Penulisan Sistematika yang akan digunakan untuk menyusun penulisan tugas akhir ini yakni sebagai berikut: 1. Bab I Pendahuluan Berisi mengenai latar belakang penelitian, rumusan masalah, batasan masalah, tujuan penelitian, manfaaat penelitian, dan sistematika penulisan penelitian. 2. Bab II Landasan Teori Bab ini berisi mengenai dasar teori tentang IEEE 13 Node Test Feeder, generator sinkron, distributed generation meliputi loss of grid dan proteksinya, serta Sim Power Systems Toolbox yang merupakan software yang digunakan dalam simulasi. 3. Bab III Metodologi Penelitian Bab ini berisi mengenai metode pengambilan data sebagai bahan penelitian, alat yang digunakan, skenario penelitian, diagram alir 4
penelitian, parameter simulasi IEEE 13 Node Test Feeder, dan pemodelan simulasi pada Simulink MATLAB R2013a. 4. Bab IV Hasil dan Pembahasan Berisi pembahasan dari hasil simulasi menggunakan MATLAB 2013a tentang hasil simulasi dan aliran daya sistem IEEE 13 Node Test Feeder, pengaruh penambahan distributed generation pada sistem, pengaruh kondisi loss of grid pada distributed generation, dan kinerja sistem proteksi pada saat kondisi loss of grid. 5. Bab V Penutup Berisi kesimpulan dan saran dari hasil penelitian yang telah dilakukan. 5