Pengaruh Pengembangan PLTBayu Terhadap Jaringan Transmisi Andrew Cahyo Adhi PT. PLN (Persero)
FGD Interkoneksi PLTBayu, Sentul, 23 Oktober 2013
Overview • • • • • • •
Wind, intermittent energi Isu Dasar Integrasi PLTBayu dengan Grid Hal-hal yang berpengaruh terhadap transmission limit Kondisi Power System di Indonesia Pengaruh energi yang dibangkitkan dari angin terhadap transmisi Existing wind technology in use Pengalaman dari negara lain
2
Isu Dasar Integrasi PLTBayu dengan Grid Ketika sebuah pembangkit listrik terhubung dengan jaringan yang mensuplai pelanggan, terdapat persyaratan yang harus dipenuhi : 1. Persyaratan pelanggan: a. Voltage (tegangan) yang tersedia harus sesuai dengan tegangan peralatan listrik b. Listrik harus tersedia pada saat dibutuhkan c. Harga listrik terjangkau 2. Persyaratan pemilik pembangkit PLTBayu: a. Membutuhkan tegangan tertentu pada titik koneksi ke jaringan b. Membutuhkan stabilitas power system c. Dapat menjual listrik ketika angin tersedia untuk memutar turbin PLTBayu 3. Persyaratan pemilik jaringan transmisi (PLN): a. Meningkatkan kontribusi energi terbarukan untuk membangkitkan listrik dengan tetap menjaga stabilitas jaringan transmisi, demi keamanan pelanggan (pembeli listrik) Tantangan utama dalam pembangan PLTBayu, mengingat karakter energi angin yang intermitten, adalah bagaimana memenuhi persyaratan pelanggan dan stabilitas jaringan transmisi, agar listrik yang dihasilkannya sendiri dapat tersalurkan
3
Wind, Intermittent Energy
Typical wind rose di Indonesia
-
Fluctuatif energi listrik yang dibangkitkan, butuh pembangkit cadangan Sumber energi angin di Indonesia mayoritas didominasi satu arah tertentu Storage, mahal dan belum cukup handal menjadi load follower Penerapan smart grid membutuhkan biaya yang tinggi untuk skala sistem besar PLN mulai banyak memiliki pelanggan premium 4
Hal-hal yang berpengaruh terhadap transmission limit
• •
•
• •
Thermal limit o Mempunyai batasan terhadap conductor, dan variasi tegangan Voltage stability limit o Kemampuan sistem untuk menjaga tegangan pada semua bus pada kondisi normal dan setelah terjadi gangguan Transient stability o Kemampuan power system untuk menjaga synchron- nya semua komponen ketika terjadi gangguan Semua komponen tersebut diatas sangat dipengaruhi oleh jenis pembangkit yang beroperasi. Wind turbine mempunyai karakter yg unik dibandingkan pembangkit yg lain o Jika tidak ada kompensasi atas reaktif power, untuk mesin asynchron, akan menyebabkan power system menjadi lagging pada titik koneksi, yang mengakibatkan berkurangnya listrik yg dapat disalurkan dari WT ke jaringan o Selama dan setelah terjadi fault pada system - variable wind speed akan melepaskan diri dari koneksi untuk melindungi converter - variable wind speed akan memakan banyak reaktif power dari system, sehingga proses pulihnya sistem akan menjadi lebih lama
5
Kondisi Power System di Indonesia - Pada dasarnya power system beserta jaringan transmisi PLN didesain untuk pembangkit sumber energi kontinu dengan fluktuasi rendah - Gas turbine menjadi andalan utama load follower - Variasi suplai energi listrik dari PLTBayu dapat diatasi untuk sistem yang mempunyai reserve margin yang cukup, yaitu 30% - Sehingga jumlah kapasitas paling aman bagi PLTBayu untuk beroperasi adalah pada daerah reserve margin, bukan sebagai pemasok utama. - Indonesia tidak memiliki sumber energi angin seperti Denmark dan UK, yg mana sesama PLTBayu dapat saling menutupi fluktuasi produksi listrik - Kelebihan dan kekurangan produksi PLTBayu dengan kapasitas daerah reserve margin, dapat diatasi dengan mengatur beban pembangkit sumber energi kontinu
6
Pengaruh PLTBayu Terhadap Power System Klasifikasi phenomena power quality terdiri dari : 1.
Voltage a. Variasi voltage b. Flicker c. Harmonics d. Transients 2. Frequency 3. Interruption
Beberapa pengaruh PLTBayu terhadap power system 1. Variasi voltage dan flicker disturbances dapat terjadi yang disebabkan produksi PLTBayu yang berfluktuasi 2. Fixed speed wind turbine dapat menimbulkan oscillation antara grid impedance dan shunt capacitor banks 3. Variable wind turbine dapat menimbulkan harmonics 4. Transients dapat terjadi jika PLTBayu start dan stop. 5. PLTBayu dengan mesin asynchronous, akan menyedot MVar dalam jumlah besar ketika start, sehingga mengakibatkan losses jaringan meningkat
7
Teknologi PLTBayu yang dapat Membantu Power System Voltage regulation at interconnection bus, with guaranteed power factor range Wind farm management system - dapat membantu memberikan respon yang lebih cepat terhadap system dan pengaturan tegangan dan reaktif power sehingga efek negatif terhadap system dapat diminimalkan • Power curtailment capability • Low voltage ride-through (LVRT) - membantu wind turbine terhindar dari masalah selama terjadi fault dan proses recovery PLTBayu akibat fault • •
8
Kajian yang perlu dilakukan 1. Permasalahan yang akan timbul: • • •
Dinamic Stability Kesiapan Pembangkit existing Kecukupan Reserve Margin
2. Perlu dilakukan kajian dampak PLTBayu terhadap operasi dan
stabilitas sistem antara lain:
Kesulitan memprediksi pembebanan Fluktuasi frekuensi dan tegangan Harmonisa (power quality) Kesiapan pembangkit load follower Stabilitas sistem Karakteristik operasional sistem Simulasi bila terjadi gangguan sistem Kaitannya dengan Grid code
9
Biaya Tambahan sebagai Akibat Integrasi PLTBayu ke Grid Dalam report European Wind Energy Association 2009, dijelaskan biaya tambahan sebagai akibat penetrasi PLTBayu untuk menjaga stabilitas power system
Pertanyaannya adalah: jika di Indonesia, siapa yang akan menanggung biaya tersebut? Pengembang PLTBayu, atau Pemerintah?
10
Pengalaman China untuk Pengembangan PLTBayu Skala Besar •Tahun 2010, melakukan grid study dan potensi market untuk membuat rencana pengembangan PLTBayu pada daerah potensial •Analisa kemampuan tiap daerah potensial untuk membangkitkan listrik dari angin sesuai dengan beban yang tersedia dan struktur power system •Berdasarkan study ini, Pemerintah china melakukan upgrade transmisi pada daerah potensial tersebut dan sumber beban listrik o Membangun kompensasi reactive power dan kontrol voltage o Mewajibkan PLTBayu memiliki Low voltage ride-through (LVRT) dan Dynamic Reactive Current Injection (DRCI) , active power control, Dispatch Optimization untuk memperkuat stabilitas system • Membentuk Satuan Unit Kerja Wind Power Prediction and Unit Optimization •Menyusun Grid code 11
Kesimpulan 1. PLN mendukung pemanfaatan energi angin utnuk menghasilkan listrik, dengan tetap memperhatikan standar ketentuan teknis yang ada untuk menjaga suplai listrik yang stabil dan berkualitas ke pelanggan 2. Jumlah kapasitas paling aman bagi PLTBayu untuk beroperasi adalah pada daerah reserve margin, bukan sebagai pemasok utama 3. Pengembangan PLTBayu di Indonesia perlu diiringi dengan kajian dampak PLTBayu terhadap power system, terutama untuk daerah diluar sistem Jawa Bali 4. Perlu pembahasan siapa yang menanggung biaya tambahan operasional power system sebagai akibat penetrasi PLTBayu skala besar 5. Pemerintah\ Pengembang perlu menyediakan estimasi cuaca tahunan, untuk meminimalkan dampak fault pada power system akibat over production dan high fluctuaction 12
