Review singkat tentang stabilitas pada power system

Terjadinya osilasi frekuensi rendah (Low frequency oscillation) merupakan masalah yang sering terjadi dipower system, masalah ini disebabkan beberapa hal diantaranya karena adanya gabungan berbagai jenis pembangkit, parameter sistem yang berubah-ubah, sistem yang tidak linear dll, selain itu seperti kita ketahui bahwa Pembangkit listrik tenaga angin (PW) yang ramah lingkungan semakin meningkat keberadaannya untuk men-supply dan tergabung dengan jaringan interkoneksi. Kecepatan angin yang berfluktuasi menyebabkan daya yang dihasilkan PW juga akan berfluktuasi sebanding dengan kecepatan angin, ini akan menambah masalah osilasi di jaringan interkoneksi.

Untuk meredam osilasi di power system, salah satu peralatan yang banyak dipakai di industri adalah Power System Stabilizer atau sering disebut PSS yang terbukti handal dan relatif murah dibanding peralatan lainnya. Contoh bentuk PSS dan instalasi PSS pada pembangkit tunggal dapat dilihat pada gambar dibawah ini :

Gambar 1. Contoh bentuk Power System Stabilizer

Gambar 2. Konfigurasi PSS pada Single Machine Connected to infinite Bus.

Dari gambar diatas, dapat dilihat bahwa PSS mengambil sinyal input dari angular velocity deviation (delta omega atau bisa juga masukan lain yang sesuai) dan kemudian mengeluarkan sinyal pendukung dengan cepat ke excitation system untuk meredam osilasi. Masalah selanjutnya adalah bagaimana mendesign kontroller pada PSS?
Beberapa pendekatan teori kendali modern seperti eigenvalue assignment (Zhou et al, 1992), linear quadratic regulator (Aldeen, et al, 1995) dll sudah berhasil diaplikasikan untuk mendesign kontroller pada PSS, namun teknik ini belum memasukkan system uncertainties dalam pemodelan power sistem saat mendesign kontroller, sehingga kehandalan dan robustness PSS terhadap system uncertainties belum bisa digaransi.
Untuk memperbaiki kekurangan design diatas, beberapa teori robust juga diaplikasikan untuk mendesign kontroller pada PSS seperti Hinfinity(chen,1995), (Yen,1997), Fuzzy logic dll. Namun metode ini juga menimbulkan masalah baru diantaranya struktur kontroller yang komplex sehingga sulit diaplikasikan dan life time yang belum teruji membuat industri power system masih bertahan untuk menggunakan kontroller konventional (PI atau Lead-lag Compensator) yang lebih mudah aplikasinya dan handal.
Dilain pihak, banyak juga peneliti yang mencoba menggunakan teknik baru untuk men-tuning parameter PSS dengan menggunakan heuristic method seperti tabu search(Abdel-magid,2001), genetic algorithm(Abdel-magid,1999), simulated annealing (Abido,2000) dll. namun masih disayangkan, dalam metode ini juga belum memasukkan system uncertainties didalam modelingnya, walau performancenya lebih baik dari metode pertama, metode ini juga belum bisa menjamin robustness kontrollernya pada beberapa kondisi tertentu.
Karena kelemahan-kelemahan metode diatas, banyak peneliti yang tertarik untuk menggabungkan metode kedua dan ketiga, sehingga dengan struktur yang simple dihasilkan kontroller yang handal, reliability yang bagus dan robustness kontroller juga terjamin. Banyaknya variasi gabungan metode kontroller, membuat peneliti lebih tertarik untuk mengembangkan metode yang paling mudah, simple dan cepat komputasinya.

Penulis sendiri tertarik untuk berkontribusi dalam mengembangkan salah satu metode tersebut, dan memasukkannya dalam penulisan master thesis S2, dan sudah menghasilkan beberapa paper internasional dan journal internasional.

Semoga bermanfaat..
Staff BPPT Jakarta Pusat


Cuk san