Operasi Sistem Tenaga(Basic)

1. POWER SYSTEM OPERATION & CONTROL
(OPERASI DAN KENDALIDAYA LANJUT)
Kode | Bobot : TEI6N3 | 3 SKS
Program Studi S2 TE
Mgg 2
Operasi Sistem TenagaListrik
(PowerSystemOperation)

2. OPERASI SISTEMTENAGA LISTRIK
1. Problem Operasi
SistemTenaga Listrik
2. Operasi Sistem
Tenaga Listrik
3. Perencanaan Operasi
Jangka Pendek
4. Perencanaan Jangka
Panjang

3. PROBLEM OPERASI SISTEMTENAGA
 Sistem tenaga, awalnya muncul sebagai
unit mandiri individu,
 Produksi daya cocok dengan konsumsi.
 Dalam kasus kegagalan parah, kegagalan sistem
tak dapat dihindari, pemadaman total dan
gangguan pasokan kpd semua pelanggan.
 Pemulihan seluruh sistem dan sinkronisasi
generatornya relatif mudah karena ukuran
sistem yang kecil.
 Saat ini, ukuran dan kompleksitas
sistem tenaga tumbuh guna memenuhi
permintaan daya yang lebih besar.
 Dengan fenomena system-luas bersifat
global, kondisi membahayakan operasi
sistem tenaga secara normal muncul
secara eksplisit :
 Ketidakstabilan Frekuensi
 KetidakstabilanTegangan
 Transient Angular Instability(Generator out
step)
 InstabiliytasAngular sinyal kecil ( Generator
ber ayun  Osilasi Daya)

4. PROBLEM…(2)
 Ketidakstabilan Frekuensi,
 Ketidakmampuan sistem tenaga
mempertahankan frekuensi tetap dalam batas
operasi.
 Penyimpangan frekuensi yang dapat diterima
maksimal (biasanya 2 Hz), ditentukan oleh
pengaturan optimal sirkuit kontrol
pembangkit listrik tenaga panas.
 Ketika batas maksimal ini tercapai, unit
proteksi memutus pembangkit listrik. Ini
membuat situasi lebih buruk - frekuensi
semakin menurun dan akhirnya dapat
menyebabkan keruntuhan total seluruh
sistem.
 Ketidakstabilan frekuensi benar-benar
“problem kontrol stabilitas sistem tenaga”.

5. PROBLEM…(3)
Ketidakstabilan Tegangan
 Ketidakmampuan sistem tenaga mempertahankan
tegangan tetap yang dapat diterima di semua bus
dalam sistem, pada kondisi operasi normal dan
setelah mengalami gangguan.
 Ssistem memasuki kondisi ketidakstabilan
tegangan saat terjadi gangguan :
 kenaikan permintaan dari beban, atau
 perubahan kondisi sistem, yang menyebabkan
penurunan voltase yang progresif dan tidak terkendali.

6. PROBLEM…… (4)
 Transient Angular Instability (Generators Out-of-
step)
 Ketidakmampuan sistem tenaga mempertahankan kondisi
sinkron ketika mengalami gangguan transien yang parah.
Respons sistem  munculnya sudut phasa generator
yang besar akibat terjadi sudut daya nonlinier.
 Ketidakstabilan sudut transien, berdampak gangguan
generator tidak mampu mengirimkan tenaga listrik ke
jaringan (biasanya trip jalur penghubung generator
dengan sisa jaringan, untuk menghilangkan hubungan
pendek).
 Energi yg tidak terkirim ini kemudian (balik) diserap oleh
rotor generator, sehingga rotor meningkatkan energi
kinetiknya, dan terjadi percepatan mendadak rotor di atas
kecepatan putaran normal yang dapat diterima 
kerusakan generator.

7. PROBLEM ….(5)
 Instabilitas Angular sinyal kecil (juga
disebut Generator Berayun atau Osilasi
Daya)
 Ketidakmampuan sistem tenaga untuk mempertahankan
sinkronisasi di bawah gangguan kecil. Gangguan seperti itu terjadi
terus-menerus pada sistem karena variasi kecil dalam beban dan
pembangkitan.
 Gangguan dianggap cukup kecil untuk linierisasi persamaan sistem
agar diizinkan untuk keperluan analisis.
 Mode lokal atau mode sistem mesin dikaitkan dengan berayunnya unit
di stasiun pembangkit sehubungan dengan sisa sistem tenaga. Istilah
lokal (osilasi dilokalkan pada satu stasiun atau sebagian kecil dari
sistem tenaga).
 Mode antar area dikaitkan dengan berayunnya banyak mesin di satu
bagian sistem terhadap mesin di bagian lain. Mereka disebabkan oleh
dua atau lebih kelompok mesin yang tergabung erat yang saling
berhubungan dengan ikatan lemah.
 Untuk menangkal 4 kejadian tersebut
diatas, maka konsep Kontrol sistem tenaga
meliputi kontrol pada kondisi :
 Operasi
 Perencanaan operasi( harian, jangka pendek dan
jangka panjang)

8. OPERASI
 Metode kontrol untuk :
 Mitigasi fenomena
berbahaya (frekuensi,
tegangan,
ketidakstabilan
sementara dan sinyal
kecil) dan
 Menjaga sistem tenaga
dalam keadaan aman,
didasarkan pada
klasifikasi kondisi sistem
daya.
1. Normal : Semua variabel sistem dalam kisaran normal, tidak ada peralatan yang
kelebihan beban. Sistem beroperasi secara aman dan mampu bertahan dalam
kontingensi tanpa melanggar kendala apa pun.
2. Alert : Semua variabel sistem masih dalam kisaran yang dapat diterima dan semua
kendala terpenuhi. Namun, sistem lemah ke level akibat kelebihan beban peralatan 
keadaan darurat.
3. Emergency : Beberapa variabel sistem berada di luar kisaran yang dapat diterima (mis.
Voltase terlalu rendah, saluran kelebihan beban). Jika tidak ada perubahan kontrol yang
diberikan ke sistem, maka sistem berkembang menjadi In Extremis.
4. Dalam Extremis bertingkat, penyebaran pemadaman komponen sistem mengakibatkan
pemadaman sebagian atau seluruh sistem (kehilangan beban yang disuplai).
5. Restorasi Pengaktifan sistem atau bagian-bagiannya dan penyambungan kembali dan
sinkronisasi ulang bagian-bagian sistem.

9. ASPEK KONTROL KONDISI OPERASI
1. Kontrol kondisi normal dan preventif
 Kontrol otomatis hierarkis dgn SCADA
 Kontrol Frekuensi
 KontrolTegangan
 Kontrol Manual terpusat, (didukung dgn komunikasi personil di
gardu induk dan di pembangkit)
 Mengilangkan kontigensi
 KeputusanOperator
 Note :
 Contingency is “an event (such as an emergency) in power systems, a
contingency is when an element of the electric grid fails.
 The element that fails could be a generator, transmission line, substation,
transformer, etc.
 Power systems engineers perform contingency analyses on computer
models of the electric grid to see the effect of a particular element failing.

10. 2. Kontrol Darurat
 Kontrol darurat pada sistem tenaga saat ini adalah:
 Sistem berbasis proteksi :
 Skema di bawah frekuensi load shedding (UFLS)
 Skema pelepasan beban tegangan (UVLS) di bawah tegangan
 Skema Proteksi Sistem (SPS)
 Kontrol redaman
Langkah-langkah pengendalian darurat mencakup:
 Trip generator
 Pengurangan kecepatan generator melalui, pengalihan
cepat atau pengalihan air
 Kontrol transfer daya HVDC
 Memuat shedding
 Pembukaan switch/pemutusan interkoneksi ke sistem
tetangga yang terkontrol guna mencegah penyebaran
problem frekuensi
 Kendali islanding sistem lokal ke area terpisah dengan
generator dan muatan yang cocok
 Blokir tap changer dari transformer
 Pemasangan resistor pengereman
ASPEK KONTROL KONDISI OPERASI(2)

11. PERENCANAAN OPERASI
Perencanaan operasi  menjamin operasi aman dan
ekonomis
 Perencanaan harian, perencanaan operasi 1 hari berikutnya
 Perencanaan jangka pendek, perencanaan opersi beberapa hari atau
beberapa minggu kedepan
 Perencanaan jangka panjang, meliputi :
 Komputasi danAnalisis,
 Analisis prakiraan beban jangka panjang, berfokus pada nilai
konsumsi puncak tahunan lokasinya di dalam jaringan.
 Persiapan Prosedur dan penyusunanOperasi( bagi teknisi_operator)
 Ekstensi Sistem, (dalam perspektif teknis dan ekonomis),
 Misal tambahan pemasangan alat baru untuk tujuan peningkatan
operasi yang ekonomis.
 Perbaikan sistem
 Tugas Eksperimental meliputi, teknologi, alat dan prosedur, sblm
diterapkan dalam operasi.

12. Terima
Kasih