2.a.pengaturan frekuensi

Frekuensi adalah salah satu besaran listrik yang merupakan gelombang sinusoidal dari tegangan atau arus listrik dalam satu detik dan diukur dengan besaran Hertz.

Standar Frekuensi dalam batas kisaran operasi normal (50 0,2 Hz), kecuali penyimpangan dalam waktu singkat diperkenankan pada kisaran (50 0,5 Hz)

Menyetimbangkan daya nyata (watt) keluaran pembangkit dengan daya nyata yang dikonsumsi pemanfaat tenaga listrik (beban)menambah atau mengurangi daya nyata keluaran pembangkit sesuai perubahan konsumsi bebanmengoperasikan unit pembangkit dengan mode primary control.mengoperasikan unit pembangkit dengan mode secondary control (program LFC = Load Frequency Control atau AGC = Automatic Generation Control).

Pengaturan Frekuensi Sistem

Kesetimbangan beban dan pembangkitanFrekuensi sistem (hertz) menunjukkan keseimbangan sesaat antara daya nyata (MW) yang dibangkitkan dengan daya nyata (MW) yang dikonsumsi beban.Pada saat daya nyata yang dibangkitkan = daya nyata yang dikonsumsi beban, frekuensi = 50 hertz.

Pada saat daya nyata yang dibangkitkan > daya nyata yang dikonsumsi beban, frekuensi > 50 hertz.Mengurangi daya (MW) yang dibangkitkan, agar frekuensi kembali ke 50 hertz.Kesetimbangan beban dan pembangkitan

Pada saat daya nyata yang dibangkitkan < daya nyata yang dikonsumsi beban, frekuensi < 50 hertz.Menambah daya (MW) yang dibangkitkan, agar frekuensi kembali ke 50 hertz.Kesetimbangan beban dan pembangkitan

Pelaksanaan Pengaturan FrekuensiKondisi sistem normalMenambah atau mengurangi MW keluaran pembangkitMengatur dari pusat pengatur beban (control centre)Mengikuti rencana pembebanan pembangkitBila frekuensi di luar rentang (50,0 0,2) HzOtomatisPengaturan primer free governor (pembangkit merespon sendiri setiap perubahan: kapan/seberapa cepat/seberapa besar ia harus merespon)Pengaturan sekunder (LFC atau AGC)

Pelaksanaan Pengaturan FrekuensiKondisi gangguanMelakukan pengurangan beban: brown out, load curtailmentMelakukan manual load sheddingOtomatisautomatic load shedding oleh under frequency relay (UFR) atau oleh aplikasi melalui SCADA

Strategi Pengaturan FrekuensiILUSTRASIFrekuensi sistem saat pembangkit (3x600 MW) trip, beban sistem 13.000 MW

PT. PLN (Persero) P3B

Review

-

tanpa

load shedding

-

dengan

load shedding (

tahap

1,2

dan

3)

Strategi Pengaturan FrekuensiILUSTRASIFrekuensi sistem saat pembangkit (3x600 MW) trip, beban sistem 10.000 MW

PT. PLN (Persero) P3B

Review

;

tanpa

load shedding

dengan

load shedding

tahap

1,2

dan

3

Pengaturan PrimerPerubahan MW keluaran pembangkit sebagai respon terhadap perubahan frekuensi sistem (respon individu dr pembangkit)Bersifat individuMembawa frekuensi ke nilai referensinya (misal 50 Hz)

Pengaturan PrimerGenerator akan :menambah keluaran MW, ketika merasakan frekuensi sistem rendah;mengurangi keluaran MW, ketika merasakan frekuensi sistem tinggi.Pengaturan primer tanpa perintah dari pusat pengatur.

Pengaturan Primer Governor menerima umpan balik negative berupa kecepatan output dari turbin. Kemudian turbin memberikan respon dengan merubah posisi dari katup untuk memberikan input uap pada turbin uap, sehingga kecepatan turbin dapat dikendalikan.

Respon Generator Terhadap Perubahan FrekuensiRespon frekuensi yang diberikan generator ditentukan oleh: Speed Regulation (droop) Frequency deadband Ramp rate

Speed regulation atau droop adalah rasio perubahan frekuensi (f) terhadap perubahan katub (valve/gate) yang dikendalikan governor, atau nilai persentase perubahan frekuensi terhadap persentase perubahan keluaran daya nyata (MW) generatorSpeed Regulation (Droop)Prinsip dasar kontrol Speed Droop adalah bagaimana mempertahankan putaran Generator yang terkoneksi dengan Sistem ( Jaringan ) pada Frekwensi yang sesuai atau sama dengan Frekwensi Sistem

Besaran speed droop setting ini umumnya untuk masing-masing Governing Turbin berbeda, Governing Turbin Uap, Turbin Air ataupun Gas Turbin. Umumnya untuk internal combustion engine seperti Gas Turbin dan Diesel akan lebih cepat dalam merespon perubahan frekuensi, demikian pula Turbin Air. Namun untuk sistem external combustion engine, seperti boiler uap, nuklir dan HRSG mempunyai karakterisktik yang lebih lambat. Speed Regulation (Droop)

Primer Pengaturan besaran Speed Droop yang dimiliki Governoor secara langsung baik diperbesar atau diperkecil perubahan S1 ke S2 pada gambar. Semakin kecil Speed Droop yang dimiliki Governoor semakin peka terhadap perubahan beban dan begitu sebaliknya semakin besar Speed Droop semakin malas ( kurang peka ) terhadap perubahan beban.Sekunder Pengaturan tanpa mengubah besaran, melainkan hanya mengembalikan Frekwensi ke 100 %, biasanya dilakukan oleh OperatorJenis Pengaturan Speed Regulation (Droop)

Jenis Pengaturan Speed Regulation (Droop)sesaat sebelum sinkron, sebuah mesin akan berada pada a1. Secara perlahan, pada saat beban naik, maka akan bergerak ke b2 dan akhir berada b3. kondisi saat terjadi perubahan frekuensi sebesar f maka pada kondisi b3 beban mesin akan mengayun mencapai c3 yang disebut overwound speed set point akibat dari turbin valve yang telah membuka penuh. Kerugian dari kondisi ini adalah pada saat unit diminta menurunkan beban, operator tidak akan mampu menurunkannya secara cepat untuk mencapai c2a2. Untuk mengatasi kondisi tersebut pembangkit umunya dilengkapi dengan alarm automatic reduction untuk membatasi beban

Speed Regulation (Droop)

Normal Freq

91.667

83.334

75.001

66.668

58.335

50.002

41.669

33.336

25.003

16.67

8.337

0.004

50 MW

Pada Frekuensi Normal

50 Hz

Generation

Frekuensi (Hz)

Keluaran Generator (MW)

Generator dengan Speed Droop 5%

High Freq

91.667

83.334

75.001

66.668

58.335

50.002

41.669

33.336

25.003

16.67

8.337

0.004

43 MW

Jika Frekuensi Naik

50,5 Hz

Generation

Frekuensi (Hz)



Low Freq

91.667

83.334

75.001

66.668

58.335

50.002

41.669

33.336

25.003

16.67

8.337

0.004

67 MW

Jika Frekuensi Turun

49,0 Hz

Generation

Frekuensi (Hz)



Data

8.333

FrequencyGenerationGenG

47.0100

47.592

48.083

48.575

49.067

49.558

50.050

50.542

51.033

51.525

52.017

52.58

52.50

Sheet2

Sheet3

Frequency DeadbandFrequency deadband adalah nilai perubahan frekuensi dimana governor mulai merespon untuk merubah (menambah atau mengurangi) keluaran MW generator. Frequency deadband tergantung dari rentang Frekuensi yang diijinkan dimana Turbin Generator dapat beroperasi sesuai dengan karakteristiknya.

Frequency Deadband

Frequency DeadbandEfek deadband terhadap respon governor tergantung pada nilai perubahan frekuensi (f ). Jika nilai perubahan frekuensi lebih kecil dari deadband, governor tidak merespon.Turbin Uap yang beroperasi diluar Frequency Deadband akan menyebabkan terjadinya Resonansi dan Disharmoni Gaya pada sudu tingkat akhir

Rentan Frekuensi Pembangkit

Rentang frekuensiDurasi Penyimpangan48,5 sampai 51,5 Hz Pengoperasian terus-menerusB.< 48,5 HzPemutusan seketikaC.> 51,5 HzPemutusan seketika

Ramp RateRamp Rate adalah suatu besaran yang membawa Turbin pada titik Temperatur Operasi, satuan 0C/Jam dengan berpatokan pada kenaikan First Stage Metal Turbine Temperature, tujuannya adalah menghindari Thermal Stress pada Turbin.Secara umum ramp rate juga dikenal dengan tingkat kecepatan maksimum naik atau turunnya beban atau laju perubahan keluaran MW generator terhadap waktu.

Ramp RateRamp rate unit pembangkit sangat dipengaruhi oleh jenis penggerak mula dan energi primer

PLTU batubara 8 MW/menit PLTGU gas-bumi 20 MW/menit PLTA 20 MW/menit

2.a.pengaturan frekuensi

Documents