Frequency Control - Part II

Dalam bahasan sebelumnya, ditekankan bahwa turbin akan berekasi dengan adanya perubahan frekuensi. Jika frekuensi naik, maka daya turbin akan dikurangi. Jika frekuensi turun, maka daya turbin akan dinaikkan. Hal ini terlihat jelas pada gambar 2, yang disebut Generation Characteristic. Sampai di sini, karakteristik tersebut kita asumsikan selalu linier. Namun dalam aplikasinya tidaklah demikian karena sistem pembangkit (turbin, atau sistem pembakaran) dibatasi oleh banyak variabel.

Spinning reserve:

Secara teori, jika frekuensi sistem turun maka daya turbin akan dinaikkan. Hal ini akan berlaku apabila pembangkit dalam keadaan underloaded (dibebani tidak penuh; beban parsial). Jika generator dibebani maksimum dan di waktu yang sama terjadi penurunan frekuensi sistem, maka turbin tidak akan bereaksi menaikkan daya. Ini artinya sistem pembangkit tidak akan dapat melakukan aksi Frequency Control.

Dari deskripsi di atas, jelas sekali bahwa kemampuan sistem dalam melakukan Frequency Control sangat bergantung pada pembangkit-pembangkit yang dioperasikan dalam keadaan underloaded. Secara kasar, dikatakan bahwan sistem daya listrik harus memiliki ‘cadangan’ daya; jika terjadi penurunan frekuensi, ‘cadangan’ daya tersebut dapat langsung diberikan ke sistem. ‘Cadangan’ daya tersebut dikenal sebagai Spinning Reserve (cadangan putar; mohon koreksi). Spinning Reserve didefinisikan sebagai selisih rating nominal daya listrik semua pembangkit dengan nilai pembebanan yang sebenarnya. Hal ini meneyebabkan Generation Characteristic menjadi tidak linier karena keterbatasan daya maksimum pembangkit sebagaimana ditunjukkan dalam gambar 3.

Dalam suatu sistem daya yang besar, pasti akan melibatkan pembangkit dalam jumlah banyak dan saluran transmisi yang bervariasi. Jika fluktuasi frekuensi terjadi, misalkan penurunan frekuensi; maka harus diyakinkan bahwa tidak ada saluran transmisi yang overload karena pembangkit yang terkoneksi melakukan aksi Frequency Control. Dengan demikian, pemilihan dan penempatan pembangkit yang melakukan aksi Frequency Control haruslah cermat agar overload pada saluran transmisi tidak terjadi. Gambar 4 menunjukkan perbedaan respon pembangkit dengan perbedaan Generating Characteristic.

Pada gambar 4a, kedua pembangkit dalam keadaan underloaded yaitu P₁ dan P₂. Pada saat keadaan normal, frekuensi sistem adalah f_o. Pada saat frekuensi sistem turun menjadi f₁, maka kedua pembangkit akan melakukan aksi Frequency Control dengan cara menaikkan daya hingga P_max1 dan P_max2.

Pada gambar 4b, pembangkit pertama dalam keadaan full-loaded yaitu P₁ = P_max1; sedangkan pembangkit kedua dalam keadaan underloaded yaitu P₂. Pada saat keadaan normal, frekuensi sistem adalah f_o. Pada saat frekuensi sistem turun menjadi f₁, maka pembangkit kedua akan melakukan aksi Frequency Control dengan cara menaikkan daya hingga P_max2; sedangkan pembangkit pertama tidak melakukan aksi Frequency Control.

Maka, pada sistem daya yang besar, ada pembangkit yang disetting pada mode full-loaded dan pembangkit lain pada mode underloaded. Tujuannya adalah untuk menjaga Spinning Reserve dari sebuah sistem.

To be continued to part III...

Paiton, June 26th 2014 05:21.