12
Keadaan berbahaya berhubungan dengan karakteristik kesalahan dari sebuah sistem dan kehilangan integritas sistem, termasuk pemecahan yang tidak dapat
terkontrol. Hal itu menjelaskan bahwa objek kontrol pada keadaan darurat seharusnya menghindari transisi dari keadaan darurat ke keadaan bahaya. Oleh sebab
itu, pengetahuan tentang dinamika sistem sangat penting untuk mendesain kontroler yang berhubungan dengan keadaan sistem.
2.4 Permasalahan Dinamika Sistem Tenaga
Pada tahap awal perkembangan sistem tenaga, lebih dari 50 tahun yang lalu, kedua permasalahan kestabilan steady state dan transien menjadi tantangan bagi
para perancang. Pembangunan fast acting static exciter dan electronic voltage regulator untuk mengatasi tingkat permasalahan kestabilan transien dan steady state.
Perkembangan di bidang operasi kecepatan tinggi circuit breaker dan pengurangan waktu dalam penghilangan gangguan juga telah terbukti dapat meningkatkan
kestabilan sistem. Pengaturan frekuensi beban Load Frequency Control telah mengakibatkan
perkembangan pengatur kecepatan turbin yang memungkinkan kontrol frekuensi dan output generator secara minimum. Kontrol penggerak mula prime mover yang
bervariasi diklasifikasikan sebagai primer kecepatan governor, sekunder aliran daya dan frekuensi, dan tersier economic load dispatch. Bagaimanapun juga,
perubahan deviasi frekuensi harus menjadi lebih kecil dalam pembangunan sistem interkoneksi yang baik. Oleh sebab itu, kontrol frekuensi tenaga dikenal juga dengan
Automatic Generation Control AGC telah menjadi hal yang sangat penting dan
13
berkembang dengan sangat cepat. Desain kontrol sistem pada prime-mover juga dapat membantu meningkatkan performansi dinamika sistem, khususnya stabilitas
frekuensi. Di sisi lain, problem osilasi tenaga frekuensi rendah menjadi hal yang sangat
penting untuk dicermati. Osilasi frekuensi berada antara 0,2 sampai dengan 2,0 Hz. Frekuensi yang lebih rendah dapat semakin meluas menjadi osilasi interarea. Osilasi
tersebut ditemukan pada fast voltage regulation dalam generator. Hal itu dapat dibantu dengan penyediaan peralatan kontrol tambahan berupa Power System
Stabilizer PSS. Desain dan perkembangan PSS yang efektif akhir-akhir ini banyak diinvestigasi oleh para peneliti.
Problem utama lain yang dihadapi oleh sistem tenaga modern adalah tegangan jatuh atau ketidakstabilan tegangan yang merupakan hasil dari
ketidakstabilan kondisi mantap. Sejarah mencatat bahwa ketidakstabilan steady state berhubungan dengan ketidakstabilan sudut daya dan kehilangan sinkronisasi antar
generator secara perlahan. Kejatuhan tegangan bus beban di bawah kondisi beban tinggi dan batas daya reaktif secara perlahan adalah fenomena yang saat ini sedang
banyak diminati. Fenomena transmisi daya dihadapi oleh negar-negara maju meskipun mereka
memiliki cadangan tenaga yang besar. Faktor lingkungan dan ekonomi mengharuskan lokasi generator diletakkan pada tempat terpencil melalui jaring
tenaga listrik yang tersedia. Problem operasional yang dihadapi pada kasus tertentu membutuhkan analisis detail dari sifat dinamik sistem tenaga dan perkembangan
14
kontroler yang cocok untuk mengatasi masalah. Sistem tidak hanya menempatkan kontroler pada generator seperti eksitasi dan kontroler pengatur kecepatan, tetapi
juga kontroler pada HVDC converter station, Static VAR Compensator SVC, dan peralatan FACTS yang lain. Peralatan kontrol baru seperti Thyristor Controlled
Series Compensation TCSC, STATCOM, dan Static Phase Shifter SPS melaju terus dan berkembang pesat. Keanekaragaman penggunaan kontroler saat inimenjadi
tantangan bagi para perancangan untuk menghasilkan kombinasi yang ideal. Peralatan yang digunakan untuk menyelesaikan studi problem dinamika
sistem di waktu lampau amat sederhana. Simulasi analog menggunakan AC Network Analyser tidak mencukupi untuk model generator secara detail. Keuntungan
komputer digital tidak hanya dapat mengantar model peralatan kompleks, tetapi juga dapat mensimulasikan sistem skala besar. Model realistis memungkinkan simulasi
sistem melebihi periode yang lebih lama dari periode sebelumnya. Kontrol modern dapat diaplikasikan untuk memperbaiki performansi sistem. Sekarang banyak
dikembangkan implementasi kontrol modern sebagai peralatan yang cerdas untuk memperbaiki performansi sistem tenaga listrik, seperti aplikasi Optimal Control,
Fuzzy Logic Control, dan Genetic Algorithm. Walaupun sebagian masih terbatas pada simulasi, tetapi aplikasi pada real time di masa mendatang pada bidang industri
tenaga listrik masih sangat terbuka lebar dan menjadi lahan pekerjaan dan penelitian yang sangat menarik.
15
2.5 Kestabilan Transfer Daya Generator
