Keandalan Sistem Tenaga Listrik [PDF]

Citation preview

K0NVERSI TENAGA LISTRIK



KEANDALAN PEMBANGKIT TENAGA LISTRIK



AGUS R UTOMO DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO UNIVERSITAS INDONESIA JAKARTA



K0NVERSI TENAGA LISTRIK



1. PENGERTIAN DASAR PENGERTIAN DASAR Keandalan adalah kemungkinan suatu komponen atau suatu sistem menjalankan fungsinya secara memuaskan atau sempurna. sempurna Dalam sistem ketenagalistrikan, keandalan penyelidiaan tenaga listrik ialah k kmungkinan k suatu sistem penyediaan d tenaga listrik l k secara memuaskan k atau sempurna. Fungsi sistem penyediaan tenaga listrik ialah untuk membangkitkan, menyalurkan, dan menyediakan tenaga listrik dengan mutu daya yang diinginkan di tempat dan pada waktu yang diperluikan.



AGUS.R.UTOMO – DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO – UNIVERSITAS INDONESIA – JAKRTA 



2



K0NVERSI TENAGA LISTRIK



2. KEANDALAN 2. KEANDALAN Tolok ukur yang digunakan untuk menilai tingkat keandalan penyediaan g listrik adalah : tenaga a. Kemungkinan Kehilangan Beban (Loss of Load Probability; LOLP), yaitu jumlah hari (waktu) selama jangka waktu besar beban puncak melampaui kapasitas pembangkitan yang tersedia. b. Kemingkinan kehilangan Energi (Loss of Energy Probability ; LEP). Jumlah energi yang tak dapat disediakan akibat adanya gangguan selama periode waktu tertentu. c. Kehilangan beban yang diperkirakan (Expected of Load ; ELL). Perkiraan besar beban yang tidak dapat dipikul karena adanya suatu gangguan. d Frekuensi d. F k i jumlah j l h gangguan yang terjadi j di serta lamanya l gangguan yang diperkirakan ( Expected Frequency and Expected Duration of Outages). e. Penyimpangan frekuensi dan tegangan terhadap nilai nominal.



AGUS.R.UTOMO – DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO – UNIVERSITAS INDONESIA – JAKRTA 



3



K0NVERSI TENAGA LISTRIK



Secara p praktis keandalan dilihat berdasarkan tolok ukur p pertamanya y saja, j yaitu LOLP. Secara matematis, LOLP dinyatakan dengan : LOLP = p x t



dengan : p = Probabailitas sistem dapat menyediakan daya sebesar b t = lamanya y ((waktu)) beban yyangg tak dapat p dilayani. y • LOLP biasanya dinyatakan dalam hari/pertahun. • Makin kecil LOLP, makin rendah tingkat gangguan, makin tinggi tingkat keandalan suatu sistem. • Makin tinggi LOLP, makin tinggi tingkat gangguan, makin rendah tingkat keandalan suatu sistem. AGUS.R.UTOMO – DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO – UNIVERSITAS INDONESIA – JAKRTA 



4



K0NVERSI TENAGA LISTRIK



Nilai LOLP dapat p diperkecil p dengan g : • Meningkatkan atau menambaha daya terpasang • Menurunkan nilai FOR (Force Outage Rate). Beban [MW] t



b



0



365 waktu (hari)



LOLP yang digambarkan pada kurva lama beban LOLP yang digambarkan lama beban (Load Duration Curve) (Load Duration Curve) AGUS.R.UTOMO – DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO – UNIVERSITAS INDONESIA – JAKRTA 



5



K0NVERSI TENAGA LISTRIK



3. FAKTOR‐FAKTOR 3. FAKTOR FAKTOR UTAMA DALAM PEMBANGKITAN TL UTAMA DALAM PEMBANGKITAN TL A.  FAKTOR BEBAN (FB) Faktor k b b adalah beban d l h perbandingan b d antara besarnya b b b rata‐rataselama beban l selang waktu tertentu (mis. satu hari, satu minggu, satu bulan dst) terhadap beban puncak tertinggi pada selang waktu tersebut. Beban rata‐rata ialah jumlah produksi energi (kWH) rata‐rata dibagi dengan jumlah waktu (jam) dalam selang waktu tertentu.



Beban rata − rata FB = Beban Puncak



AGUS.R.UTOMO – DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO – UNIVERSITAS INDONESIA – JAKRTA 



6



K0NVERSI TENAGA LISTRIK



B. FAKTOR KAPASITAS (FK) ( ) Faktor kapasitas suatu unit pembangkit listrik menggambarkan besarnya ka pasitas suatu unit pembangkit yang termanfaatkan.



Produk Energi selama 1 tahun FK = Daya Terpasang x 8760 C. FAKTOR UTILITAS (PENGUNAAN) ; FU Faktor utilitas adalah perbandingan antara daya alat tertinggi dengan kemampuan p daya y yyangg dihasilkan.



Beban Peralatan Tertinggi FU = Kemampuan Peralatan Beban biasa dinyatakan dalam Ampere atau MW. Untuk pembangkit TL, beban dinyatakan dalam MW. FU bermanfaat untuk mengefienskan pemanfaatan peralatan dan mencegah beban lebih. AGUS.R.UTOMO – DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO – UNIVERSITAS INDONESIA – JAKRTA 



7



K0NVERSI TENAGA LISTRIK



D. FORCED OUTAGE RATE (FOR) ( ) Force Outage Rate adalah frekuensi (seringnya) gangguan suatu unit pembangkit listrik dalam kurun waktu tertentu, misalnya 1 tahuin (8760 jam).



FU =



Jumlah Jam Gangguan Unit ∑ Jam Operasi Unit + ∑ Jam Gangguan Unit



Nilai FOR tahunan untuk : • PLTA = 0.01. • PL Termis = 0.05 – 01. Makin kecil nilai suatu FOR, FOR makin tinggi tingkat keandalan sistemnya. sistemnya Makin tinggi nilai suatu FOR, makin rendah tingkat keandalan sistemnya.



AGUS.R.UTOMO – DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO – UNIVERSITAS INDONESIA – JAKRTA 



8



K0NVERSI TENAGA LISTRIK



4. OPTIMASI KEANDALAN 4. OPTIMASI KEANDALAN   Tingkat keandalan berkaitan dengan biaya investasi yang harus dikeluarkan.   • Makin tinggi tingkat keandalan sistem, makin tinggi biaya investasinya. • Makin rendah tingkat keandalan sistem, makin tinggi biaya operasionalnya I



B



K Kurva I = I(K)



100 %



K Kurva B = B(K)



AGUS.R.UTOMO – DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO – UNIVERSITAS INDONESIA – JAKRTA 



100 % 9



K0NVERSI TENAGA LISTRIK



B



I



B = B(K) Bm



I = I(K)



K Ko



100 %



Kurva Optimasi Keandalan sebagai fungsi biaya



AGUS.R.UTOMO – DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO – UNIVERSITAS INDONESIA – JAKRTA 



10



K0NVERSI TENAGA LISTRIK



Pada



K = 0 K = 100 % 



I  ≅ 0 I  = ∼ (tak hingga) dan



B = ∼ ((tak hingga) gg ) B = 0



Btot. = I(K) + B(K)



Perpotongan dua kurva memberikan : • Biaya (gangguan) minimum p • Investasi Optimum • Keandalan Optimum



AGUS.R.UTOMO – DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO – UNIVERSITAS INDONESIA – JAKRTA 



11