Load Frequency Control (The Never Ending Story)

Over View Definisi Latar Belakang Rencana Kerja Progress Mengapa perlu Frequency Control..? Generation - Load Mismatch Frequency Control Regulasi Primer Regulasi Sekunder Control Band LFC Bandwidth Latar Belakang Grid Code Permasalahan Rencana Kerja Progress Hambatan dan tantangan yang dihadapi

Definisi Mengapa perlu Frequency Control? Pengguna Peralatan di design dan dioptimasi pada frekuensi nominal Mempengaruhi efisiensi peralatan (motor dan peralatan bergerak lainnya) Mempengaruhi kualitas produk yang dihasilkan Network Peralatan dioptimasi pada 50 Hz; khususnya peralatan dengan belitan magnetik Mempengaruhi aliran daya di network Mempengaruhi stabilitas unit pembangkit

Definisi Generation-Load Mismatch Hal hal yang mempengaruhi beban: Hari dalam minggu, jam dalam sehari, cuaca, event khusus, dll Mismatch dari perkiraan beban Variasi lambat yang deterministik Variasi cepat yang acak Ketidakseimbangan ini menyebabkan deviasi frekuensi dari frekuensi nominal

Definisi Frequency Control Regulasi primer (Governor Free) Merespon dengan cepat terjadinya generation-load mismatch Masih terdapat steady state error (deviasi frekuensi) sesuai karakteristik speed droop Mengakibatkan perubahan aliran daya Regulasi sekunder (LFC: Load Frequency Control) Mengembalikan frekuensi ke nilai nominalnya Secara otomatis mengembalikan power interchange antar area

Definisi Regulasi Sekunder Pg = Po + N Pr - k Df Dimana: Pg : Daya keluaran unit pembangkit (MW) Po : Set point (MW) Pr : Rentang regulasi (MW) N : Level isyarat (output PI controller ACE) k : Faktor partisipasi (MW/Hz) Df : Deviasi frekuensi (f – fo) (Hz)

Definisi Control Band Catatan: Po Pr k Dfmax k Dfmin Catatan: Load limiter harus berada diluar control band ini Dalam control band ini, operasi unit harus memungkinkan tanpa intervensi manual

Definisi LFC Bandwidth Berdasarkan studi EDF LFC Bandwidth: 20% DMN untuk PLTA LFC Bandwidth: 10% DMN untuk PLTU dan PLTGU Availabilitas : 70% Kebutuhan LFC: 2.5% Beban Berdasarkan Grid Code Asumsi beban sistem 2009: 17.000 MW, kebutuhan LFC sistem: 425 MW

Definisi Governor with speed drop Isochronous Governor rpm rpm 3000

Definisi Isochronous Governor Governor With Speed Drop Ok Quite Ok Ok Gov. Free Ok Gov. Free Quite Ok Gov. Free Gov. Free Ok Limited Quite Ok Gov. Free Limited Gov. Free

Definisi Governor With Speed Drop and LFC Ok Limited Gov. Free and LFC

Beban Frek Waktu tanpa regulasi hanya regulasi primer dengan regulasi primer dan regulasi sekunder Df DP < 20s 1-2 menit

Latar Belakang Grid Code OC 3.1 Frekuensi Sistem dipertahankan dalam kisaran ±0,2 Hz di sekitar 50 Hz, kecuali dalam priode transien yang singkat, dimana penyimpangan sebesar ±0,5 Hz diizinkan, serta selama kondisi darurat. Pengendalian frekuensi dicapai melalui: aksi governor unit pembangkit (regulasi primer); unit pembangkit yang memiliki automatic generation control (pengendalian sekunder);

Latar Belakang Grid Code OC 3.3 Aksi governor Pembangkit Semua unit pembangkit harus beroperasi dengan governor yang tidak diblok kecuali diizinkan oleh Pusat Pengatur Beban. Semua unit pembangkit harus menyetel karakteristik droop governor pada 5% kecuali diizinkan oleh Pusat Pengatur Beban untuk menyetel pada tingkat yang lain. Indian Electricity Grid Code Each Generating Unit Shall be fitted with a turbine speed governor having an overall droop characteristic within the range of 3% to 6% which shall always be in service. Philippine Electricity Grid Code The speed –governing System shall have an overall speed-droop characteristic of five (5) percent or less.

Latar Belakang Grid Code OC 3.4 Pembangkit yang Memiliki Automatic Generation Control (AGC) Operator unit pembangkit yang berkemampuan AGC harus segera mengikuti perintah Pusat Pengatur Beban untuk mengaktifkan atau mematikan AGC. Jumlah rentang pengaturan dari pembangkit ber-AGC harus dijaga minimum sebesar 2,5% dari beban Sistem. Pusat Pengatur Beban harus menghindari tercapainya batas pengendalian AGC pada kondisi operasi normal.

Latar Belakang Permasalahan Sebaran Frekuensi per bulan pada musim kemarau - Jumlah Sample = 2565985 - Rata - Rata = 49.994 Hz - Standar Deviasi = 0.195

Latar Belakang Permasalahan Sebaran Frekuensi per bulan pada musim hujan - Jumlah Sample = 2713585 - Rata - Rata = 50.001 Hz - Standar Deviasi = 0.125

Latar Belakang Permasalahan Snapshot frekuensi fluktuasi beban 28 Feb 2009

Latar Belakang Permasalahan Kurva Beban & random variable 2,5 %

Latar Belakang Permasalahan Response pembangkit pada saat 1 unit pembangkit besar trip. Contoh kasus : - Trip Paiton # 7, 8 Oktober 2008 Pkl. 07.02 WIB Respons Paiton Respons Suralaya & Tj. Jati Respons Grati, Gresik, Muara Tawar Respons Muara Karang Respons Priok

Hambatan dan Tantangan Kurangnya peran serta dari Unit Pembangkit akan kebersamaan dalam regulasi frekuensi sistem (sering di limited). Perlu peran serta Sub Komite Grid Code dalam pemantauan LFC dan Free Governor. Perencanaan pembebanan pembangkit tidak menginformasikan yang ketat masalah request LFC Bandwith (contoh : pada saat off pick malam hari Request LFC Bandwith hanya berjumlah +/- 100 MW dari yang seharusnya 350 MW. Generator/Pembangkit baru PLTU hanya menekankan dari segi operation cost kurang menekankan dari segi quality electrical Grid Code : Semua unit pembangkit harus beroperasi dengan governor yang tidak diblok kecuali diizinkan oleh Pusat Pengatur Beban. Semua unit pembangkit harus menyetel karakteristik droop governor pada 5% kecuali diizinkan oleh Pusat Pengatur Beban untuk menyetel pada tingkat yang lain. (kurang fleksible) Indian Electricity Grid Code Each Generating Unit Shall be fitted with a turbine speed governor having an overall droop characteristic within the range of 3% to 6% which shall always be in service. Philippine Electricity Grid Code The speed –governing System shall have an overall speed-droop characteristic of five (5) percent or less.

Rencana Kerja Membuat Agenda Pertemuan Rutin dengan pembangkit untuk pembahasan Free Governoor dan LFC. Inventarisir kesiapan pembangkit (SCADA) untuk penerapan LFC. Membuat tools untuk monitoring penerapan Free Governoor dan LFC pada pembangkit. Penentuan prioritas pembangkit yang akan di aktifkan LFC dan Free Governoor, serta ditetapkan jadwal pelaksanaannya.

Progress dan Action Plan Kegiatan Waktu Pelaksanaan Keterangan Pertemuan Pertama pembahasan LFC dan Free Governoor dengan seluruh pembangkit 09 Februari 2009 Disepakati Action Plan penerapan Free Gavernoor dan LFC pada masing2 pembangkit Inventarisir kesiapan pembangkit (SCADA) untuk penerapan LFC dan Free Governoor . Maret 2009 Membuat tools untuk monitoring penerapan Free Governoor dan LFC pada pembangkit. Januari 2009 Penentuan prioritas pembangkit yang akan di aktifkan LFC dan Free Governoor, serta ditetapkan jadwal pelaksanaannya.

Hasil Kesepakatan Pertemuan 1 YTL /PEC ,menunggu hasil rapat komite. Suralaya #1 s/d #4 dan #5, akan dilakukan retubing boiler, Suralaya #6 & #7 LFC Sudah dioperasikan. PLTGU Priok akan dilakukan Real AGC ON pada akhir Februari 2009 PLTA Saguling menyanggupi Pr : 30 MW tergantung besaran P0. PLGU Tbrok, LFC sudah terpasang dan sudah dioperasikan. PLTU Muarakarang akhir 2010 sudah selesai. PLTGU Muarakarang LFC Sudah siap, perlu pengecekan pada beban Regulasi (sering turun dibawah beban regulasi)

Hasil Kesepakatan Pertemuan 1 PLTGU Muaratawar B1, LFC sudah siap, implementasi menunggu kesiapan compressor, akan di lakukan pengetesan ulang pada posisi OC dan CC. PLTG Muaratawar B3 & B4, akan dilakukan point to point test untuk SCADA (bulan Maret 2009). PLTGU Grati LFC Sudah operasi (Po agar di operasikan tidak maksimum). PLTA Cirata LFC Sudah Operasi. PLTGU Gresik B1, B2 dan B3 Siap Operasi.

Hasil Kesepakatan Pertemuan 1 PLTU Gresik 3 & 4 perlu di lakukan pengecekan di sistem control, AGC bisa dioperasikan. PLTU Gresik 1 & 2 perlu di lakukan pengecekan di sistem Boiler. PLTU Piton 1 & 2, perlu dilakukan perbaikan sistem control (unit #1 september 2009 & unti #2 thn 2010). PLTGU Cilegon System SCADA akan di lakukan penggantian RTU, AGC bisa di aktifkan. PLTU TJATI B, LFC Perlu dilakukan pengecekan, AGC bisa dioperasikan. PLTA MRICA LFC tidak terpasang, AGC bisa di operasikan.

Usulan dan Saran Perlu peran aktif dari Sub Komite Grid Code. Perlu di kaji ulang masalah pinalty bagi pembangkit yang tidak ikut berperan serta dalam regulasi frekuensi. Perencanaan Pembebanan Pembangkit harus mengakomodir request LFC Bandwith 2.5 % total beban. Perencanaan sistem Pembangkit PLN Pusat agar berkoordinasi dengan PLN P3B Jawa Bali.

Terima Kasih

Respons Pembangkit Paiton Frekuensi Sistem

Respons Pembangkit Suralaya + Tanjung Jati Paiton # 7 Frekuensi Sistem

Respons Pembangkit Grati, Gresik, & Muara Tawar Paiton # 7 Frekuensi Sistem

Respons Pembangkit Muara Karang Paiton # 7 Frekuensi Sistem

Respons Pembangkit Priok Paiton # 7 Frekuensi Sistem