14
Power System Stabilizer PSS adalah perangkat kendali pada sistem eksitasi yang berfungsi untuk memberikan redaman terhadap osilasi elektromekanis yang
timbul pada generator. PSS meredam osilasi dengan membangkitkan komponen torsi elektronik yang sefasa dengan deviasi kecepatan rotor, sehingga dapat
mengembalikan rotor ke putaran sinkronnya. Dalam menghasilkan torsi redaman, PSS bekerja dengan mengolah satu atau lebih dari sinyal input berupa daya output
generator, kecepatan rotor dan sudut daya [1].
Gambar 2.9 Skematik generator PLTU dengan AVR dan PSS [7]
Gambar 2.9 menunjukkan bahwa PSS berfungsi sebagai pemberi sinyal tambahan kepada AVR dalam mengontrol eksitasi generator, dengan sinyal input
berupa kecepatan sudut rotor ω yang diukur langsung dari putaran mekanik turbin
dan daya elektrik P [7]. Bagian-bagian penyusun PSS dan cara kerjanya akan dijelaskan pada bagian berikutnya.
2.3.1 PSS PLTU Pangkalan Susu
Generator sinkron di PLTU Pangkalan Susu dilengkapi dengan sistem eksitasi GEC-300 Static Exciter yang diproduksi oleh Beijing Jisi Electric Co., Ltd [8].
15
Pengaturan eksitasi generator dengan GEC-300 dilakukan melalui antarmuka grafis
seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.10 [9].
Gambar 2.10 Antarmuka Grafis GEC-300 Excitation System [9]
PSS yang terdapat pada GEC-300 direpresentasikan dalam model matematis yang ditunjukkan dalam diagram blok pada Gambar 2.11.
Gambar 2.11 Power System Stabilizer di generator PLTU Pangkalan Susu [8]
Berdasarkan standar IEEE 421.5 tahun 1992, PSS pada GEC-300 adalah tipe PSS 2A dengan 2 masukan sinyal AC yaitu daya listrik dan kecepatan sudut rotor
[10].
2.3.2 Bagian-Bagian PSS di PLTU Pangkalan Susu
PSS yang dipasang pada PLTU Pangkalan Susu memiliki bagian-bagian dan cara kerja seperti berikut ini [4,11] :
1. L
ow-Pass Filter
16
Filter adalah perangkat elektronik yang digunakan untuk melewatkan sinyal dengan rentang frekuensi tertentu [12]. PSS di PLTU Pangkalan Susu dilengkapi
dengan low-pass filter dengan frekuensi cut-off [13]: 2.32
Gambar 2.12 Low Pass Filter [14]
Fungsi alih rangkaian pada Gambar 2.12 adalah sebagai berikut [14]: 2.33
dengan: dan
maka:
2.34 dari Persamaan 2.34 kita ketahui bahwa parameter T
7
dalam Gambar 2.11 secara fisik adalah nilai RC, dengan mengatur nilai T
7
, kita dapat mengatur frekuensi yang masuk ke dalam PSS.
2. R
amp-track Filter Ramp-track filter adalah low-pass filter bertingkat multipole yang berfungsi
untuk membatasi perubahan yang sangat cepat dari daya elektrik agar karakteristiknya mirip dengan sinyal kecepatan rotor yang bergantung pada daya
mekanik yang berubah dengan lambat [13].
17
N M
s T
s T
9 8
1 1
Gambar 2.13 Blok ramp-track filter [13]
Gambar 2.13 menunjukkan blok ramp-track filter yang terdapat pada Gambar 2.13, filter memiliki parameter sesuai dengan Persamaan 2.35 berikut ini [15]:
2.35 Melalui ramp-track filter, sinyal yang keluar dari PSS dapat meniru sinyal
kecepatan putaran rotor sehingga bekerja dengan lebih akurat dibandingkan PSS yang tidak memiliki filter tersebut [13].
3. W
ashout Filter Washout filter adalah sebuah High-Pass Filter yang berfungsi untuk
melewatkan hanya sinyal perubahan input yang cukup besar yang akan diolah oleh PSS. Filter ini memiliki frekuensi cut-off sebesar [13]:
2.36
Gambar 2.14 High Pass Filter [14]
Fungsi alih rangkaian pada Gambar 2.14 adalah sebagai berikut [14]: 2.37
18
dengan: dan
maka: 2.38
dari Persamaan 2.38 kita ketahui bahwa parameter T
w1
, T
w2
dan T
w3
dalam Gambar 2.11 secara fisik adalah nilai RC pada filter, dengan mengatur nilai T
w1
, T
w2
dan T
w3
serta T
7
, maka PSS bekerja dalam wilayah kerja bandwidth yang bisa diatur sesuai kebutuhan.
4. L
ead-Lag Phase Compensator Untuk meredam osilasi pada rotor, PSS harus menghasilkan sinyal torsi
elektrik yang sefasa dengan perubahan deviasi kecepatan rotor. Hal tersebut membutuhkan kompensator fasa untuk mengompensasi lag antara output PSS
dengan torsi elektrik yang dihasilkan [1].
Gambar 2.15 Lead-Lag Compensator [16]
Rangkaian pada Gambar 2.15 memiliki fungsi alih sebagai berikut [16]: 2.39
dari Persamaan 2.39 dapat diketahui kuantitas fisik parameter dalam Gambar 2.11 :
K
s1
= ; T
1
= ; T
2
= ;
T
3
= ; T
4
=
19
Besar fasa yang dihasilkan PSS untuk yang dihasilkan oleh lead-lag compensator dihitung menggunakan Persamaan 2.40 berikut ini [2]:
2.40 dimana :
: Fasa yang dihasilkan PSS ω : frekuensi osilasi pada sistem tenaga
Penalaan PSS dilakukan dengan menentukan parameter-parameter pada tiap- tiap bagiannya sesuai dengan kondisi sistem tenaga tempatnya dipasang, oleh karena
itu pemilihan penalaan PSS dilakukan setelah terlebih dahulu menentukan kondisi gangguan yang terjadi.
5. O
utput Voltage Limiter
Gambar 2.16 Pembatas Tegangan Ouput Output Voltage Limiter [12]
Pembatas tegangan pada PSS berfungsi untuk membatasi output PSS sehingga tidak bekerja pada keadaan yang tidak diharapkan. Pembatasan tegangan output PSS
dilakukan dengan cara mengatur variabel-variabel pada Persamaan 2.41 dan 2.42 sebagai berikut [1, 12]:
Tegangan output maksimum = V1+0.7 Volt 2.41
Tegangan output minimum = -V2 - 0.7 Volt 2.42
20
2.4 Genetic Algorithm Algoritma Genetika
