Proses Pembentukan Low Oscilation pada Sistem Daya

Dalam Power system Low frequency oscillation muncul yang dapat mengganggu sinkronisasi pembangkitan. Berikut sedikit penjelasan tentang Low Frequency Oscillation.

Gambar 1. Contoh gambar Low Oscillation




Gambar 2 . Contoh Monotonic instability



Small Oscillation pada generator sinkron menjadi suatu masalah serius bagi para engineer yang berkecimpung di sistem tenaga listrik. Sebab utamanya adalah karena generator sinkron tersebut terhubung dengan jaringan yang panjang. Untuk diketahui bahwa jika generator sinkron terhubung dengan beban yang terlalu kecil agak lebih mudah timbul oscillation seperti gambar 1 diatas. Sedangkan, dengan beban yang berlebih akan cenderung terganggu sinkronisasinya, dan bisa berakibat lebih fatal dengan hilangnya sinkronisasi-nya yang lebih sering disebut "Monotonic atau non-oscillatory" instability seperti pada gambar 2 diatas. Kedua fenomena diatas dikenal dengan steady state stability pada generator sinkron. Small oscillation lebih disebabkan karena kurangnya Tenaga redam (damping torque), sedangkan Monotonic instability lebih dikarenakan kurangnya Tenaga sinkron ( Sinchronizing torque).

Gambar 3. Kondisi steady state


Untuk menanggulangi masalah tersebut, banyak metode yang sudah dipelajari oleh para peneliti untuk memprediksi dan meredamnya. Penambahan damper winding cukup efektif untuk mengurangi small oscillation. selain itu, efek kondensator sinkron ( Synchronous condenser) dan Pengatur tegangan (AVR) juga sedang dipelajari secara luas. Dengan ketiga hasil studi diatas, kedua permasalahan dalam stabilitas di sistem tenaga sangat terbantu, contoh sistem yang stabil adalah seperti pada gambar 3. Hal ini menyebabkan studi di steady state stability mulai berkurang tajam dan kemudian beralih ke studi tentang transient dan improvementnya.

Namun pada tahun 60-an, fenomena low frequency oscillation mulai muncul kembali di sistem tenaga. Kemudian mulailah dikenalkan penggunaan Power System Stabilizer (PSS) untuk menanggulangi masalah ini. Contoh nyata kejadian low frequency oscillation di sistem operasi tenaga listrik diantaranya adalah jaringan listrik antara Saskatchewan,Manitoba dan Ontario dan juga di USA pada tahun 1960-an.

Berikut ini klasifikasi riset yang telah dilakukan selama 30 tahun terakhir untuk menanggulangi low-frequency oscillation:
1. Studi tentang fenomena small oscillation.
2. Pengembangan teknik untuk menentukan dynamic stability pada sistem yang besar.
3. Penyederhanakan sistem.
4. Pengembangan, pendesignan dan pengujian power system stabilizers (PSS) pada sistem eksitasi.
5. Pengendalian small oscillation dengan peralatan yang lain seperti Governor, SVC atau kendali HVDC dll.

Begitulah sedikit cerita ringkas tentang asal muasal low frequency oscillation pada sistem tenaga listrik.
Namun masih ada cerita menarik tentang mengapa fenomena low frequency tersebut kembali terulang setelah sebelumnya terbantu dengan damper winding, Kondensator sinkron dan AVR?



Sumber :
M.A Pai, D.P Sen dan K.R Padiyar "Small signal analysis of Power System"